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在“翱翔”中体验创新

时间:2014-08-29 作者:未详 点击:

  编者按:“翱翔计划”是北京高中课程改革的一部分,它将中学生的学习空间延伸到高校、科研院所的实验室,让学有余力、具有创新潜质的高中学生经历较为完整的科学研究过程。它的目的是使中学生“在科学家身边成长”,从而让这些有浓厚科研兴趣的孩子有机会进行科研实践,获得综合能力的培养,为他们未来的“翱翔”奠定基础。本期刊载的是翱翔学员田晨浩的成长经历。
  
  翱翔计划改变了田晨浩的志向。
  
  从小,就对汽车有浓厚兴趣的他原打算高中毕业后,去北京理工大学求学,“就学车辆工程”。如今,他却已是北京师范大学大三的学生,他戏称自己的专业——环境工程是“修地球”的,但言谈间难掩自豪和热爱:“我是在翱翔计划中发觉自己对自然的好奇心的。”
  
  一
  
  一切得从2009年的夏天说起。
  
  来自北京八十中高一年级的田晨浩经过几轮筛选进入翱翔计划。经过基地校北京二中的过渡培养,7月初,他来到中国科学院地理科学与资源研究所。高不可攀的科研突然与他发生了联系,他说:“心情很激动,但也不知道接下来要干吗,既兴奋又茫然”。
  
  简短的会面和对话后,导师闫秀兰摸清了田晨浩的学术倾向——“有机化学方面、环境方面”,没过多久,她就给田晨浩发了短信,通知他去北京焦化厂看看。
  
  “环境很糟糕,地是黑乎乎的、油泥混合,夏天,一脚踩下去,再抬起来,鞋底会有拉丝。”田晨浩回忆,“第一印象是太脏了,植物很少,空气中散发着刺鼻的气味……”他摇摇头,时隔4年,仍记忆犹新。
  
  第一次面对如此严重的污染地,田晨浩的内心受到巨大冲击。
  
  “我能干什么?”“需要做什么?”“怎么做?”烈日下,他一边擦汗,拍打围绕着他的蚊虫,一边苦苦思索。
  
  是啊,污染,这个本世纪越来越严重的问题,现在给这个十多岁的少年最直观的感觉。
  
  回去后,他查阅了许多文献,每天都和导师进行邮件交流,至7月中旬,他最终确定了课题方向:焦化类污染场地多环芳烃高效富集原生植物筛选。
  
  日后,他在结业论文中这样叙述研究初衷:
  
  “炼焦是我国重要的经济产业,焦化类工业场地分布广泛,数量有百余座之多……场地搬迁后,大片土壤被废弃,大部分土地植被变得稀少,处于裸露废弃状态,因此,焦化类工业搬迁场地的土壤修复对土地的循环利用具有重要意义……”
  
  简而言之,田晨浩的研究就是借助焦化厂地的原生植物,如狗尾草、柳树、杨树等自身对污染的处理能力,作为解决焦化类场地污染的途径。
  
  二
  
  那年夏天,气温异常高。
  
  再去焦化厂,田晨浩准备充分——为防晒伤,兼防蚊虫叮咬,他戴上口罩、手套,武装到眼睛。去之前,实验室的师兄、师姐们已一再叮嘱过他采样时该注意什么。“一开始啥都不懂,连根际土就是植物根部周围的土都不懂。”田晨浩至今感激他们的帮助,“一个师兄专门告诉我,把植物刨出来,要先抖抖土。”
  
  取样是田晨浩实验的重要环节。
  
  一个月前,他还是一个在课堂上扬起头看黑板的普通中学生,现在就要单枪匹马在一片荒凉的废弃工厂的土地上,全凭自己用铲子铲土,刨周围的植物,归类和装袋,做最基本的科研准备。
  
  一次,他挎着相机,背着大包,扛着铲子,拎着标本箱,在污染区采样。休息时,摘掉手套,他发现从手套里直接倒出了水,是的,那都是汗。
  
  只有吃饭、喝水时,他才有一个小时的休息时间,“一天的成果就是十几个袋子里装的十几个样品”。
  
  采样的间隙,他向焦化厂留守的老工人、附近的消防队员了解该厂的情况,“了解既往的历史,对实验会有帮助”。
  
  “根据植物外观的不同,我采集了污染场地内的原生植物,如马齿苋、侧柏等一共24个种类,然后编号,”田晨浩翻翻当年的论文笔记,“我又将它们分别对应的土壤进行编号。”
  
  实验是繁琐的,比如,植物样、土壤样都要经过两天-80℃的冷冻,取出后还要进四环冻干机中冷冻干燥,再进行处理……
  
  “分析数据,我用了一个月时间。”田晨浩不由得提起最难忘的实验环节,即蒸发至0。5ml的操作——将200ml的液体蒸到只剩下0。5ml。“一定要仔细。一开始,我总是粗心大意,好几次都将瓶子里的液体蒸干了,那就只好重来,每重来一次,又是20分钟。后来没事的时候我就练,又用两台机器一起蒸”。
  
  2009年11月,实验到了攻坚环节,田晨浩甚至还记得具体的日期,他说:“23号那天,我从下午做实验到深夜,偌大的实验室里,只有我一个人,透过窗子,我看到万家灯火,有点饿,还有点怕,我想回家,可是想到已经对师姐保证过我一定会坚持把实验做完,心里念着‘不放弃’,手就一直没有停……”
  
  那天,他昂首走出实验室时,不仅带着完成任务的如释重负,还有些战胜自我的快乐。
  
  三
  
  今天,田晨浩回顾在翱翔计划中的研究和最后的论文,有很多遗憾:“不够细化,可以再深入,但当时当地我已做到我能力的极限。”他的论文《焦化类污染场地多环芳烃高效富集原生植物筛选》,论证了原生植物对多环芳烃具有很好的富集作用,原生植物是修复焦化类场地污染的有效途径——在此之前,有限的研究成果大多集中在用外来植物修复污染土壤,费时、费力更费钱。
  
  这篇论文,也帮他赢得北京师范大学自主招生考试的面试资格。他说:“更重要的是,它让我认真思考环境与人类的关系、我能做什么等问题,最终我选择了环境工程专业。”
  
  实验过程中,他除了和导师沟通,在实验室、焦化厂具体采样、操作,还专门去中科院植物所鉴定植物样品,向生物老师请教北京常见植物的相关信息,“可以说,同时进行了环境、有机化学和生物学等几方面的学习”。
  
  这也是他在翱翔计划中的重大收获之一。
  
  正如在2010年10月9日翱翔计划化学论坛的汇报演讲中他陈述的那样:“我选择的是化学领域,在中科院地理所做的课题,选择的是植物方面的研究,这看似关联很小,可是正体现了现在科研发展的大方向,在交叉领域中谋发展……我也体验到团队协作精神的重要性,就像‘嫦娥二号’升空,需要各个领域的科学家共同完成一样。”

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