華東師大學(xué)子斬獲特等獎！大二就開始參與科研項目，他們說“提出問題往往比解決問題更重要”
趙一航、王莘竹與指導(dǎo)教師董光炯、徐敏
近日，教育部第二屆基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計劃2.0“提問與猜想”活動獲獎名單公布。涵蓋數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等11個學(xué)科領(lǐng)域的101個項目中，產(chǎn)生了18個優(yōu)秀項目，包括特等獎2項、一等獎5項、二等獎6項、展示獎5項。其中，華東師范大學(xué)占有2席。該校物理與電子科學(xué)學(xué)院物理學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地趙一航同學(xué)的項目《聚集誘導(dǎo)發(fā)光中是否存在著超輻射效應(yīng)》獲特等獎，王莘竹同學(xué)的項目《如何實現(xiàn)對黑體輻射的主動量子調(diào)控》獲展示獎。
記者了解到，兩位同學(xué)均從大二開始就參與科研項目。低年級時開啟科研探索，帶著提問思維進行科研訓(xùn)練，在跨學(xué)科交流中鍛煉綜合素養(yǎng)……得益于這樣的人才培養(yǎng)方式，他們早早了解學(xué)科前沿，明確發(fā)展目標(biāo)。趙一航、王莘竹是華東師范大學(xué)拔尖學(xué)生的縮影。近3年，該校拔尖基地學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文近40篇，斬獲“互聯(lián)網(wǎng) ”金獎等國家級、省部級重要獎項400項。
在校長錢旭紅看來，拔尖人才的培養(yǎng)離不開創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，而這種創(chuàng)造精神尤需從校園開始?！巴瑢W(xué)們在大學(xué)里要超越學(xué)科和專業(yè)的限制、超越理論和實踐的限制、超越時空和條件的限制、超越世俗和時尚的限制，練就超越藩籬、超越局限的本領(lǐng)，這樣才能立足學(xué)術(shù)和社會發(fā)展的最前沿，進而引領(lǐng)各個領(lǐng)域的發(fā)展。”
比解決問題更重要的是“提問 猜想”
“問題是創(chuàng)新的起點，也是創(chuàng)新的動力源”“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要”。2022年的“提問與猜想”活動分為學(xué)生自主探索版塊和企業(yè)問題挑戰(zhàn)版塊，華東師大兩個獲獎項目均在自主探索版塊參賽。
據(jù)趙一航介紹，《聚集誘導(dǎo)發(fā)光中是否存在著超輻射效應(yīng)》這個猜想，來自于生活中最常見的現(xiàn)象——發(fā)光。發(fā)光材料性能的提升會帶動生物醫(yī)療、電子器件、化工生產(chǎn)等方面的效率提升，而如何增強發(fā)光，也自然而然地成為了科學(xué)家不斷努力突破的方向。“我們提出了這項問題與猜想，希望通過對聚集誘導(dǎo)發(fā)光以及超輻射的共同作用的研究，得到可以優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的發(fā)光材料，并應(yīng)用在生產(chǎn)實踐當(dāng)中?！壁w一航談到。
剛開始在對聚集誘導(dǎo)發(fā)光進行研究時，趙一航注意到，其宏觀特性與物理學(xué)中的超輻射現(xiàn)象十分相似。因此他們便希望從物理原理的角度來驗證猜想，并由此嘗試不斷提升發(fā)光材料性能的可能性。在這一過程中，他們要解決聚集誘導(dǎo)發(fā)光本身的定性探測，以及對超輻射現(xiàn)象的存在性驗證問題。當(dāng)然，他們還要挑戰(zhàn)對材料本身的發(fā)光強度、發(fā)光壽命進行不斷的同步提升。
趙一航同學(xué)在開展實驗
根據(jù)充分的文獻調(diào)研和初步實驗探索，他們發(fā)現(xiàn)，從微觀層面來看一些聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象的發(fā)光原理和超輻射現(xiàn)象存在相似之處。在聚集誘導(dǎo)發(fā)光的典型樣本——J聚集體、H聚集體中，都發(fā)現(xiàn)了廣泛存在的超輻射現(xiàn)象。而來自聚集誘導(dǎo)的輻射躍遷理論，也存在進一步完善，并向超輻射靠攏的可能。未來，他們會繼續(xù)對這兩種效應(yīng)從原理到現(xiàn)象展開多方面探究。
項目指導(dǎo)教師董光炯談到，趙一航和王莘竹從大二起就開始參與科研項目，在科研訓(xùn)練過程中逐漸形成了自己的想法。趙一航提出開展聚集誘導(dǎo)發(fā)光研究，經(jīng)過多次和導(dǎo)師討論，獨辟蹊徑把聚集誘導(dǎo)發(fā)光和量子光學(xué)的前沿超輻射結(jié)合起來，并搜集實驗證據(jù)佐證自己的猜想。
王莘竹在大一時就參加大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽，展現(xiàn)出很強的科研探索能力，在老師的鼓勵下，他們一起開展了黑體輻射研究。他們把朗道、金茲堡、利托夫等物理大家發(fā)展的半經(jīng)典黑體輻射理論從電中性材料拓展到帶電材料，通過大量閱讀凝聚態(tài)物理相關(guān)文獻，理清楚了材料的能級結(jié)構(gòu)和帶電材料的輻射有關(guān)，并調(diào)研了黑體輻射的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的黑體輻射調(diào)控方式是被動，因此提出了黑體輻射的主動量子調(diào)控。
“通過與專家和其他優(yōu)秀同學(xué)的交流，我了解了學(xué)科最前沿的研究課題，明確了未來的努力目標(biāo)。感謝我的指導(dǎo)老師及物理系的多位老師對我的悉心指導(dǎo)，也要感謝學(xué)校，為我們這樣的本科生提供了優(yōu)秀的科研平臺，讓我們能早早接觸到最前沿的科技發(fā)展，并親身參與其中?！壁w一航說，“這是一個嶄新的開始，也是一個鼓勵，未來的科研道路還很漫長，創(chuàng)新創(chuàng)造的路上肯定會碰到許多挫折和失敗，希望可以不改初心，將設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，能夠為學(xué)術(shù)界、為國家和社會做出一點點的貢獻。”
培養(yǎng)未來領(lǐng)軍型的卓越英才
為了從制度和文化上進一步夯筑拔尖學(xué)生成長土壤，華東師范大學(xué)在過往拔尖人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上匯聚全球優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)筑卓越人才培養(yǎng)改革試驗特區(qū)——卓越學(xué)院，特區(qū)覆蓋10個拔尖計劃2.0基地(含強基計劃)、3個一流學(xué)科、8個文理科國家級科研基地，努力探索卓越學(xué)術(shù)融合卓越育人的有效路徑。
其中，卓越學(xué)院作為跨學(xué)科、跨院系、跨部門、跨界交流平臺，致力于營造師生共研、共創(chuàng)的良好生態(tài)，為拔尖學(xué)生提供自由成長的學(xué)術(shù)土壤。學(xué)院強化以項目為牽引，推動學(xué)生在做中學(xué)、悟中學(xué)。院士、長江學(xué)者、杰青、優(yōu)青、國家級教學(xué)名師、行業(yè)產(chǎn)業(yè)專家等高水平人才擔(dān)任拔尖班導(dǎo)師，國家級、省部級重點實驗室完全開放，與中科院上海有機化學(xué)研究所、上海光學(xué)精密機械研究所等科研機構(gòu)，華為等頭部企業(yè)簽訂合作協(xié)議，共同開發(fā)、共享人才培養(yǎng)資源。
學(xué)院打造進階式、全覆蓋式科研訓(xùn)練體系：大一階段，興趣啟蒙，推動早進實驗室、早進科研團隊；大二階段，規(guī)范養(yǎng)成，接受系統(tǒng)科研訓(xùn)練；大三階段，創(chuàng)新提升，獨立主持科研項目；大四階段，深化成果，形成一項原創(chuàng)性研究成果。
為鼓勵學(xué)生大膽提問、大膽猜想，隨時支持有奇思妙想的學(xué)生開展學(xué)術(shù)研究，華東師大還啟動了“未來領(lǐng)軍英才卓越學(xué)術(shù)計劃項目”，設(shè)立卓越講壇，常態(tài)化舉行學(xué)術(shù)交流活動。
作者：吳金嬌
編輯：儲舒婷
圖片：華東師范大學(xué)
