英才計(jì)劃旨在培養(yǎng)一批具有科學(xué)潛質(zhì)的優(yōu)秀中學(xué)生，促進(jìn)國(guó)家科技創(chuàng)新后備人才儲(chǔ)備。在生物學(xué)科領(lǐng)域，本研究團(tuán)隊(duì)從事的空間生命保障技術(shù)相關(guān)研究屬于前瞻性研究，是新興學(xué)科，具有多學(xué)科知識(shí)高度交叉融合的特點(diǎn)。立足于這一特點(diǎn)，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)凝練出了一套從文獻(xiàn)閱讀到結(jié)題匯報(bào)的全過(guò)程培養(yǎng)模式，使學(xué)員在參加英才計(jì)劃培養(yǎng)期間不局限于提高專業(yè)知識(shí)和學(xué)科素養(yǎng)，更要了解開(kāi)展科學(xué)研究必須具備的創(chuàng)新意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)作風(fēng)和吃苦耐勞精神，強(qiáng)化技能訓(xùn)練，讓每一名學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)都能得到全面提升。

具體做法及培養(yǎng)效果

充分依托優(yōu)質(zhì)資源

依托“月宮一號(hào)”大型實(shí)驗(yàn)裝置和“太空生存”慕課課程，同時(shí)充分利用高校科研平臺(tái)，讓學(xué)員通過(guò)實(shí)地參觀、學(xué)習(xí)專業(yè)課程、參加學(xué)術(shù)討論、聽(tīng)取學(xué)術(shù)報(bào)告等形式，了解當(dāng)前生命保障技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向，全面拓展學(xué)員對(duì)學(xué)科的認(rèn)知，充分激發(fā)學(xué)員興趣。

堅(jiān)持興趣導(dǎo)向性研究

在培養(yǎng)過(guò)程中，導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)員自主申報(bào)的興趣意向，立足于本研究團(tuán)隊(duì)空間生命保障技術(shù)的相關(guān)研究，鼓勵(lì)學(xué)員在此研究范圍內(nèi)廣泛閱讀文獻(xiàn)，充分思考，結(jié)合實(shí)際，確定選題。導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持鼓勵(lì)學(xué)員大膽思考，支持學(xué)員說(shuō)出自己的想法，讓學(xué)員在學(xué)習(xí)探索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己的興趣點(diǎn)，從而更好地參與科學(xué)研究。

嚴(yán)格過(guò)程培養(yǎng)

導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)注重“文獻(xiàn)研讀—確定選題—實(shí)驗(yàn)探索—結(jié)果分析—成果匯報(bào)”全過(guò)程培養(yǎng)。以開(kāi)題報(bào)告為起點(diǎn)，學(xué)員獨(dú)立完成開(kāi)題報(bào)告后，由導(dǎo)師提出修改意見(jiàn)，學(xué)員根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)行修改，充分引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)科學(xué)的表達(dá)方式，培養(yǎng)學(xué)員的科學(xué)思維，提高學(xué)員的邏輯分析能力與學(xué)術(shù)表達(dá)能力。在實(shí)驗(yàn)研究中，安排團(tuán)隊(duì)內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的博士研究生作為助教，強(qiáng)化一對(duì)一指導(dǎo)，重點(diǎn)培訓(xùn)學(xué)員的實(shí)驗(yàn)技能。學(xué)員在實(shí)驗(yàn)室中切實(shí)體驗(yàn)科研過(guò)程，充分感受科研過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性，學(xué)員與助教間定期開(kāi)展文獻(xiàn)研讀與討論，幫助學(xué)員更加深入地把握學(xué)科研究前沿，提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，學(xué)員與博士研究生平均每周進(jìn)行1 ～ 2 次學(xué)習(xí)交流。英才計(jì)劃結(jié)束時(shí)，學(xué)員基本能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與處理，在導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下完成結(jié)題答辯。在全過(guò)程培養(yǎng)模式下，學(xué)員能夠充分感悟科學(xué)研究每一個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)性，初步掌握開(kāi)展科學(xué)研究所需的邏輯思維能力和學(xué)術(shù)表達(dá)能力，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)吃苦耐勞、敢于攻堅(jiān)克難的精神，為學(xué)員將來(lái)進(jìn)入高校學(xué)習(xí)，參與科研工作打下良好基礎(chǔ)。

融入思政元素

在培養(yǎng)過(guò)程中，導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)不局限于提高學(xué)員的專業(yè)知識(shí)與科研技能，更注重培育學(xué)員的“科學(xué)家精神”。導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)在向?qū)W員講述“月宮一號(hào)”的研制歷史及中國(guó)生物再生生命保障系統(tǒng)的研究進(jìn)程中，通過(guò)真實(shí)案例使學(xué)員感悟科研攻關(guān)過(guò)程中需要突破的重重困難，充分領(lǐng)悟科研人必須具備攻堅(jiān)克難、迎難而上的精神品質(zhì)，使月宮人“有夢(mèng)想、有熱情、有豪情、有勇氣、有干勁、有擔(dān)當(dāng)”的“六有”精神在潛移默化中感染學(xué)員，強(qiáng)化學(xué)員的意志品質(zhì)。在學(xué)員實(shí)驗(yàn)研究遇到瓶頸時(shí)，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)鼓勵(lì)學(xué)員堅(jiān)定信心，與學(xué)員一同發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)員堅(jiān)韌不拔的品質(zhì)。

培養(yǎng)成效

在近幾年的英才計(jì)劃中，已有多名學(xué)員受益于該培養(yǎng)模式，學(xué)員在參加英才計(jì)劃培養(yǎng)期間取得了優(yōu)異的成績(jī)，有多名學(xué)員獲評(píng)優(yōu)秀學(xué)員，并在“小小科學(xué)家”等賽事中獲得了優(yōu)異的成績(jī)。以2019屆學(xué)員蓋亞為例，該學(xué)員在與導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)積極聯(lián)絡(luò)后，提出想要研究火星生命存在的可行性。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)對(duì)蓋亞的想法給予充分肯定，指出這一課題具有很強(qiáng)的前瞻性與創(chuàng)新性，但實(shí)施難度極大，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)在經(jīng)過(guò)充分討論的基礎(chǔ)上，審慎建議蓋亞同學(xué)對(duì)課題進(jìn)行調(diào)整，確立為“微生物在月壤表面的拓殖能力研究”。這一課題雖然與該學(xué)員預(yù)期有一定的偏差，但對(duì)于解答“地外生命是否能夠在極端惡劣的條件下存在”這一命題同樣具有科學(xué)價(jià)值，且實(shí)施可行性更高。該學(xué)員以高昂的熱情投入到實(shí)驗(yàn)研究中，利用每周末的時(shí)間進(jìn)入學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了微生物學(xué)相關(guān)知識(shí)，掌握了無(wú)菌操作、微生物接種、微生物計(jì)數(shù)等基本技能，不僅能獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，還自主完成了課題研究報(bào)告。該學(xué)員對(duì)于生命科學(xué)的研究興趣在參加英才計(jì)劃期間得到了很大程度的提升，其科學(xué)素養(yǎng)也得到了全方位的提高，獲評(píng)優(yōu)秀學(xué)員，并被推薦參加國(guó)際交流。

培養(yǎng)建議

在新冠肺炎疫情的影響下，學(xué)員進(jìn)入高校參加實(shí)地培訓(xùn)受到了較為嚴(yán)苛的限制。導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)為線上指導(dǎo)學(xué)員開(kāi)展全過(guò)程培養(yǎng)，并指導(dǎo)學(xué)員依托中學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究，以最大限度降低疫情帶來(lái)的影響。但線下交流頻次的減少，以及中學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與高校實(shí)驗(yàn)室的差異也在一定程度上影響了學(xué)員的培養(yǎng)質(zhì)量。導(dǎo)師培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)還將持續(xù)探索培養(yǎng)模式的優(yōu)化，進(jìn)一步支持學(xué)員了解“月宮一號(hào)”的理論與技術(shù)成果，支持學(xué)員敢于提出問(wèn)題、善于思考問(wèn)題、勇于解決問(wèn)題，使每位學(xué)員在科研能力、科學(xué)思維等方面都能有所收獲。

本文作者劉紅系北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授，“月宮一號(hào)”總設(shè)計(jì)師、首席科學(xué)家，國(guó)際宇航科學(xué)院院士，曾獲全國(guó)五一巾幗獎(jiǎng)?wù)?、全?guó)優(yōu)秀教師等榮譽(yù)。主要研究方向：空間生命保障。劉紅從無(wú)到有建立了我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太空長(zhǎng)期生存核心技術(shù)——空間生物再生生命保障技術(shù)，研制出世界上第一個(gè)成功的四生物鏈環(huán)生物再生生命保障系統(tǒng)“月宮一號(hào)”，成果榮獲中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展、國(guó)防科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。