1月15日，教育部第四屆“提問(wèn)與猜想”活動(dòng)線(xiàn)下評(píng)審展示交流會(huì)在清華大學(xué)舉行。華東師大拔尖基地學(xué)子在競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的“自主探索板塊”中斬獲佳績(jī)，共榮獲特等獎(jiǎng)1項(xiàng)（該板塊全國(guó)僅2項(xiàng)）、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，另有2項(xiàng)入圍提問(wèn)和揭榜答題環(huán)節(jié)，創(chuàng)下歷史最佳成績(jī)。值得一提的是，這已是學(xué)校第二次問(wèn)鼎特等獎(jiǎng)。
特等獎(jiǎng)獲得者物理學(xué)院劉天雨（左二）
二等獎(jiǎng)獲得者物理學(xué)院紀(jì)瑛芝（左三）和化學(xué)與分子工程學(xué)院張雍昕（右四）
“提問(wèn)與猜想”活動(dòng)由教育部高等教育司主辦，是全國(guó)“拔尖計(jì)劃2.0”基地最高規(guī)格的本科生學(xué)術(shù)賽事之一，旨在引導(dǎo)學(xué)生面向世界科技前沿與國(guó)家重大需求，勇于提出問(wèn)題并開(kāi)展原創(chuàng)性、顛覆性的前沿探索。
第四屆活動(dòng)自2024年6月啟動(dòng)，分為自主探索和企業(yè)挑戰(zhàn)兩個(gè)板塊，賽程涵蓋問(wèn)題入圍、揭榜答題、中期匯報(bào)和最終答辯四個(gè)環(huán)節(jié)。其中,自主探索板塊由34所高校提交223個(gè)科學(xué)問(wèn)題，涵蓋14個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科及未來(lái)技術(shù)方向，經(jīng)過(guò)多輪嚴(yán)格篩選，最終僅15所高校的24個(gè)項(xiàng)目晉級(jí)最終答辯。
｜從“范霍夫奇點(diǎn)”到“梨形核”，本科生挑戰(zhàn)前沿物理難題
本屆活動(dòng)中，華東師大拔尖基地學(xué)子直面基礎(chǔ)科學(xué)前沿與國(guó)家重大需求，提出兼具原創(chuàng)性與可行性的科學(xué)問(wèn)題，并在“揭榜答題”環(huán)節(jié)展現(xiàn)出扎實(shí)的理論功底與實(shí)踐創(chuàng)新能力。
特等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?、物理學(xué)拔尖基地劉天雨提出的《是否存在三維范霍夫奇點(diǎn)？》引發(fā)評(píng)審專(zhuān)家高度關(guān)注。
范霍夫奇點(diǎn)是能帶結(jié)構(gòu)中態(tài)密度發(fā)散的關(guān)鍵特征，在二維材料中已被廣泛研究，但其在三維拓?fù)洳牧现械拇嬖谛匀允俏唇庵i。劉天雨通過(guò)理論推導(dǎo)并大量查閱文獻(xiàn)，大膽提出拓?fù)淠軒路痘舴蚱纥c(diǎn)的全新物理圖像，其作答方案《拓?fù)洳牧现袑ふ胰S范霍夫奇點(diǎn)的新嘗試》不僅構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)三維范霍夫奇點(diǎn)的理論方案，還設(shè)計(jì)并初步完成了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
劉天雨在實(shí)驗(yàn)室工作
二等獎(jiǎng)獲得者、同屬物理學(xué)拔尖基地的紀(jì)瑛芝同學(xué)，圍繞核結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的“非軸對(duì)稱(chēng)梨形核”是否存在這一問(wèn)題，以《能否通過(guò)搖擺運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證非軸對(duì)稱(chēng)梨形核的存在？》為題，提出《探索非軸對(duì)稱(chēng)梨形核的搖擺運(yùn)動(dòng)模式》的作答名稱(chēng)，通過(guò)理論探索非軸對(duì)稱(chēng)梨形核中可能存在的搖擺運(yùn)動(dòng)模式，系統(tǒng)分析其運(yùn)動(dòng)特征及其與核結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性，從而深入理解非軸對(duì)稱(chēng)梨形核的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非軸對(duì)稱(chēng)梨形核新探測(cè)方案的探索，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供理論參考，被專(zhuān)家組評(píng)價(jià)為“從理論模型到表征方面，已經(jīng)形成了一個(gè)完整的框架體系”，具有“創(chuàng)新性”。
紀(jì)瑛芝查閱文獻(xiàn)
｜面向人類(lèi)健康，創(chuàng)新診療方案
面對(duì)慢性炎癥性腸病診療脫節(jié)等臨床難題，二等獎(jiǎng)獲得者、化學(xué)拔尖基地張雍昕等提出了“如何利用電化學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)診療一體化平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)炎癥性腸病的監(jiān)測(cè)和治療？”這一科學(xué)問(wèn)題，并經(jīng)過(guò)一系列科研攻關(guān)，針對(duì)性地給出了《構(gòu)建柔性電化學(xué)傳感-藥物釋放集成的動(dòng)態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)用于炎癥性腸病關(guān)鍵代謝分子的原位監(jiān)測(cè)與調(diào)控》的創(chuàng)新研究方案。
該研究通過(guò)研發(fā)微針陣列電化學(xué)傳感器和電化學(xué)可控釋藥裝置，并結(jié)合多酶活性材料的精準(zhǔn)合成，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵代謝分子活性氧氮物種的原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)控，推動(dòng)疾病治療向精準(zhǔn)化、個(gè)性化邁進(jìn)，其前沿交叉學(xué)科構(gòu)思獲評(píng)審專(zhuān)家肯定。
張雍昕（左一）及團(tuán)隊(duì)成員與導(dǎo)師施毅研究員（右二）
成績(jī)的背后，是華東師大依托卓越學(xué)院系統(tǒng)打造的育人生態(tài)——
劉天雨、紀(jì)瑛芝、張雍昕等獲獎(jiǎng)同學(xué)，均在大一、大二便進(jìn)入導(dǎo)師課題組，正是在這套“早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)課題組、早進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)”的體系中，完成了從科研“小白”到創(chuàng)新挑戰(zhàn)者的蛻變。
“我們的學(xué)生不是等到研究生階段才開(kāi)始做科研，而是在本科低年級(jí)就已直面科學(xué)問(wèn)題?！蔽锢韺W(xué)系系主任袁春華表示。
通過(guò)構(gòu)建“進(jìn)階式科研訓(xùn)練體系”，學(xué)校推動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重大課題向本科生開(kāi)放；設(shè)立“未來(lái)領(lǐng)軍英才卓越學(xué)術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目”，支持學(xué)生的奇思妙想；攜手科研院所開(kāi)展“一部六院”協(xié)同育人項(xiàng)目，將頂尖科研資源融入培養(yǎng)過(guò)程；舉辦卓越學(xué)院“探問(wèn)者”活動(dòng)、物理學(xué)院“猜想工作坊”等系列工作，營(yíng)造敢于提問(wèn)、勇于探索的學(xué)術(shù)氛圍。
“面對(duì)科學(xué)問(wèn)題，我們不要求學(xué)生立刻給出完美答案，但必須邏輯自洽、物理圖像清晰，這種敢于叩問(wèn)未知的勇氣，正是拔尖人才不可或缺的核心素養(yǎng)?！蔽锢韺W(xué)院副院長(zhǎng)陳麗清說(shuō)。
在師生持續(xù)互動(dòng)與反復(fù)打磨中，學(xué)生的提問(wèn)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了顯著躍升：從“現(xiàn)象描述”升維至“機(jī)制探尋”，從“單一學(xué)科”走向“交叉融合”。據(jù)介紹，為系統(tǒng)培育學(xué)生的科學(xué)提問(wèn)與創(chuàng)新猜想能力，物理學(xué)院專(zhuān)門(mén)設(shè)立“提問(wèn)與猜想”院級(jí)選拔賽，并組建了由董光炯、陳麗清、周先榮、武愕、袁春華、楊洋、鄒海源、史哲雨、詹清峰、程奕源、袁翔、陳啟博等多位教授構(gòu)成的專(zhuān)家導(dǎo)師團(tuán)，鼓勵(lì)學(xué)生“帶著問(wèn)題來(lái)，帶著方案走”。
如何讓優(yōu)秀的“猜想”轉(zhuǎn)化為實(shí)際研究課題？
自基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃2.0實(shí)施以來(lái)，華東師大形成了“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)-導(dǎo)師協(xié)同-平臺(tái)支撐-成果轉(zhuǎn)化”的全鏈條培養(yǎng)生態(tài)。紀(jì)瑛芝同學(xué)在陳啟博青年研究員的指導(dǎo)下，項(xiàng)目獲批“未來(lái)領(lǐng)軍英才卓越學(xué)術(shù)計(jì)劃進(jìn)階項(xiàng)目”和“國(guó)創(chuàng)計(jì)劃”重點(diǎn)支持領(lǐng)域項(xiàng)目。劉天雨同學(xué)在袁翔教授的課題組搭建了強(qiáng)磁場(chǎng)紅外光譜裝置，對(duì)一系列磁性拓?fù)洳牧现械姆痘舴蚱纥c(diǎn)開(kāi)展了研究，并從中尋找具有普遍性的拓?fù)浯判哉T導(dǎo)的能帶奇點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
“我們堅(jiān)信，最好的教育是讓學(xué)生自己提出好問(wèn)題。”華東師大本科生院院長(zhǎng)呂長(zhǎng)虹表示。未來(lái)，學(xué)校將持續(xù)強(qiáng)化卓越學(xué)院的改革先鋒作用，推動(dòng)“提問(wèn)與猜想”常態(tài)化、課程化，讓更多本科生在“仰望星空”與“腳踏實(shí)地”之間，走出屬于華東師大學(xué)子的原始創(chuàng)新之路，為國(guó)家基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)“華東師大方案”。
來(lái)源｜本科生院、物理學(xué)院、化學(xué)與分子工程學(xué)院 文 | 李丹
編輯 | 徐心成、劉子衿 編審｜佘夢(mèng)欣
