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零零后现身说法:中学生科研应该一棒子打死吗?

编者按
部分中学生论文涉嫌造假一事曝出,有网友一针见血:中学生搞科研本身就是个笑话!中学生科研应该一棒子打死吗?实际上,更可能是家长一手操办的论文造假行为,与中学生科技创新竞赛中写就的论文,完全不可同日而语。还是有许多真正对科学感兴趣的孩子,从小便沉迷其中。本文作者是一名00后普通高中生,10岁开始参加全国天文奥赛,至今共获得2金2银3铜,同时还热心天文科普,现任北京市中学生天文联盟名誉主席。本文讲述了作者参加科研、比赛的经历和感受,试图探讨中学生搞科研的利弊和存在的问题。
 
撰文 | 张及晨(世界联合学院)
 
由于从小就对天文学产生了浓厚兴趣,我小学时就参与过北京市少年宫的天文兴趣小组,后多次参加全国中学生天文奥林匹克竞赛并入选中国国家队。2018年5月,我代表中国参加了第69届英特尔国际科学与工程大奖赛,学科为天体物理。虽然我初中和高中就读的北京一零一中学中有科技办公室、科技老师提供相关的支持,但我的研究课题并没有接受校内老师的直接指导,而是在清华大学物理系的导师指导下独立完成的。
 
中学生进入高校做科研
 
2013年起,中国科协、教育部联合开展中学生科技创新后备人才培养计划(简称“英才计划”),是一种为普通中学生获得高校科研资源的通道。由于在天文学科方面的特长,2015年,高一时,经过中学推荐,高校导师的面试,我入选了“英才计划”,师从清华大学物理系天体物理中心王晓锋教授,有机会在高中阶段就接触到了高等院校的科研工作。
 
由于前期有一定的学科竞赛基础知识,在导师的指导下,我阅读了大量相关领域的文献,多次随课题组去国家天文台兴隆观测基地进行观测。同组也有不少中学生在此前并没有天文基础,甚至是第一次去天文台。在“英才计划”结束后的今年春节,导师的课题组里所有研究生都回家过年时,因我家在北京,又放假有空,便受导师委托独自一人去到天文台完成了一夜观测任务,有同学跟我开玩笑说,“你被当成研究生大过年的搬砖去了”。
 
在阅读了大量文献并与导师多轮讨论后,我确定下了自己的选题是基于观测数据的研究,随后使用在线的超新星公开数据库作为原始数据进行分析,其中也用课题组的望远镜观测时间进行了部分补充。经过反复修稿后,历时一年,我完成了论文的主体,随后参赛。
 
竞赛重点考核是否亲自完成
 
中学生科研成果的聚集是各类科技创新类竞赛,有中国科协主办的全国青少年科技创新大赛(下文简称“青创大赛”)、“明天小小科学家”奖励活动(下文简称“明小”)等,其中优秀的科学研究项目被选拔出来参加英特尔国际科学与工程学大奖赛(Intel ISEF)。在这些竞赛中,通常要求参赛选手以论文形式提交自己的研究项目,并提交研究日志、原始数据等补充资料,“青创大赛”还要求有正式的科技查新报告。
 
以“青创大赛”为例,如果想进入到全国终评,必须要经过省级赛事的推荐,在各省级甚至地级的“青创大赛”中,各个选手也需要制作展板,接受多位相关学科专家的一对一问辩。由于是按照地级-省级-全国级赛事的逐级选拔,科技创新基层赛事水比较深,一些“青创大赛”赛场上比较强势的中学老师们,甚至在地方评审工作中有话语权,有时校内甚至还会平衡竞争。
 
相比之下,“明小”的初审是全国在线盲评,而且在现场终评时不光有针对课题本身的多轮问辩,还会有一场权重很高的综合素质问辩(面试),由多位科学家面试一个选手,学生是不是真心热爱科学,通过此环节就能检验出来。比如我的同一个项目,在“青创大赛”里只评了个北京市级三等奖,连终评现场答辩都没有入围,在“明小”中就获得了全国一等奖。当然,也有可能是因为正好“明小”评委喜欢这个项目或者之前的评委没看懂文章。
 
在这个过程中,评审们最关注的问题之一是项目是否由学生亲自完成。如果一个选手倒背如流自己的项目介绍词,评委问几个虽不在本项目中,但是密切相关领域的基础概念或应用,选手却一问三不知,那就不得不怀疑是否是选手自己完成的项目了。能存活到全国级赛事的选手,都经过了多次这样的审查,但难免有漏网之鱼。我作为选手参赛中喜欢休息时在会场内闲逛做点“同行评议”(也是学习交流),可能因我不是评委,一些选手会把更真实的一面表现给我,有很多项目我可以主观感觉出是导师提供的课题思路并且手把手代办的。至于为什么这些人能一路绿灯通过重重审查并获奖,就无从得知了。
 
不过,如前所述,这些比赛需要学生亲自面对评委答辩,如果想大尺度大规模造假的话恐怕难以蒙混过关。更多项目是从生活实际问题出发的,评委们也更愿意看到接地气的项目。
 
科研过程中的问题
 
在科创类竞赛中表现出彩的科研项目,大多都有高校科研院所导师的指导,这在科创类竞赛中是明确允许的。而中学生获得导师的渠道主要分为两大类,家长的关系和各类人才培养计划。第一类情况下,有的时候中学生的参赛项目可能就是导师的研究组里的子课题,再加上研究生的手把手指导。这种情况在国内一线城市的科创类竞赛中占比很大。
 
而第二类渠道,除了我进入的“英才计划”外,一些地方科协也有类似的人才培养计划,大体流程都是科协系统下放名额到地方重点中学,由中学推荐学有余力且对某学科感兴趣的学生至高校导师,然后由高校组织导师面试,入选后有1-2年的培养计划,并由主办机构补贴培养开销。北京市科协刚刚开始在后备人才培养计划选拔的第一轮中,加入相关学科的笔试环节,完善了选拔的科学性。
 
这些计划的初衷是给中学生们体验科研的机会,但在实际操作中,作为亲历者,我也看到了一些问题。如果想做出一些实质性的科研成果,没有足够的知识积累显然是不可能的,很多专业的本科生也没有机会做真正的科研。这些人才培养计划中,很多中学生由于基础不足,无法在高校实验室做出实质性的科研成果。很多被选入计划的中学生,入选后可能就是在导师安排参观了下实验室,跟着研究生助教们刷了几次试管体验了一下。当然,对于中学生来说,能体验到科研已经很难得。
 
由于知识水平和阅历限制,大多数中学生论文的水平质量无法和大学生论文相提并论。很多中学生的题目都源自于生活中的一些点滴小事,所以在科创类竞赛中,更多的是应用创新型的研究课题。在科创类竞赛圈有个笑话,就是那些做生物医学选手的开场白总是讲:“我的XXX(亲戚)得了XXX病,年轻的我立志于要研究出治疗方案,于是我就有了灵感去研究XXX”。
 
不过,科创比赛的工程学类中经常能看到各种有趣的小创意发明,能真正解决一些生活中的实际小问题,毕竟孩子们的想象力还是比成年人丰富得多。
 
功利化的中学生科研的利弊
 
科技创新赛事的“出口”一直以来是公众关注的话题。近年教育部已经明确取消了科创类赛事的加分和保送制度,把决定权下放到高校,客观上提高了这类附加分的科学与严谨性。现在高校的自主招生对于科创类竞赛很看重,但一般也需要达到全国赛级别,而且高校在进行自主招生的面试时,通常会请相关院系的教授们来听学生答辩,如果有问题,在最后一轮也有机会被发现。
 
科研需要花费大量时间,故大多都是“学有余力”并且对某领域有浓厚兴趣的学生在做,且每一次参赛提交到出最终结果的周期也需要大概半年至一年的时间。如果高校仅仅以“发表期刊文章”作为自主招生的门槛的话,前段时间曝出的中学生论文抄袭确实是个“见效快”的操作。
 
当然,功利性不见得是坏事,数理化生信奥赛由于有明确的(国家集训队)保送制度,吸引了大量中学生参加,客观上国家队的实力确实世界领先。大家都喜欢看到中国队摘金夺银,但如果没有这样的优惠政策,中国队的成绩还可能这样好吗?
 
再回到科研上面,大多同学还是对某个学科真正有浓厚兴趣,或者做出了有创新的发明才会站到科创赛场上展示自己的成果。我同一些高校的教授也有讨论过竞赛与招生的话题,他们更看重的是未来的潜力。中学生科研经历可能更能体现一个学生的综合素质能力和探究精神,因而比那些单纯的奥赛更有说服力。同时,也要注意,中学生科研都应该在学有余力的前提下,如果舍本逐末,没有把课内基础做好,短期的科创竞赛成果并不能代表长期的发展潜力。
 
最近,我又发现了这些计划中的新问题。一些同学在导师指导下在某一个方向做出了不错的成果,可以发表论文。但在未来的学习或者发展中却局限在了这个极小的分支领域上。这样的分化至少要到研究生阶段才应该出现,如果中学时就已经定型,不知是利是弊? 
 
(感谢今年ISEF中国国家队队友杨学霖同学对此文的建议)
 
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