2021年11月3日上午,中科院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元在北京人民大會(huì)堂接受了國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)。頒獎(jiǎng)結(jié)束后,他馬不停蹄地趕回了復(fù)旦,因?yàn)榈诙煲辉?點(diǎn),他要給本科生上課。11月4日,趙東元的一張照片刷爆朋友圈,在社會(huì)各界被傳為佳話。照片上的他拎著布袋子站在復(fù)旦大學(xué)袁成英樓門前,袋子里裝著他的一等獎(jiǎng)證書。拍這張照片的教師周桂發(fā)上午十點(diǎn)去開會(huì),沒想到在袁成英樓門口碰見趙東元,就把這個(gè)瞬間記錄了下來。趙東元“布袋院士”的稱號由此得名。
2022年,在上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,趙東元被授予“科技功臣獎(jiǎng)”。在媒體發(fā)布會(huì)上他一介紹完自己的研究,就一路小跑提前離開了,而原因同樣是因?yàn)樗s著去給本科生上化學(xué)課。
作為功能介孔材料領(lǐng)域的國家頂尖科學(xué)家,趙東元開創(chuàng)了介孔有機(jī)高分子和碳材料研究新領(lǐng)域,開拓了中國材料科學(xué)快速發(fā)展之路,最為不易的是他成功地將原創(chuàng)的基礎(chǔ)研究成果——新一代殼型納米結(jié)構(gòu)的介孔材料催化劑“轉(zhuǎn)化”到中石化齊魯石化工業(yè)應(yīng)用中,把之前無法利用的渣油和重油變成可以使用的汽油和柴油,每年增加150萬噸高品質(zhì)油品,相當(dāng)于增加幾十億產(chǎn)值,大大推動(dòng)了國家石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
雖然在科研工作中名滿天下,但在趙東元心中,“老師”這個(gè)稱謂高于一切。“基礎(chǔ)研究是在創(chuàng)造知識,和學(xué)生上課是在傳授知識,中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,非常需要優(yōu)秀人才,這對于我們大學(xué)老師來說,是義不容辭的歷史使命。”
打破“師道尊嚴(yán)” 他是激發(fā)學(xué)生科學(xué)熱情使者
從2003年起,整整20年來,趙東元堅(jiān)持為全校自然科學(xué)大類的大一學(xué)生上專業(yè)基礎(chǔ)課《普通化學(xué)》,幾乎從未間斷。這是一門全校的通識課程,課程概念多、內(nèi)容抽象,但趙東元總能把課程講得詼諧有趣、深入淺出,并結(jié)合材料科學(xué)最新進(jìn)展給大家講解元素的性質(zhì)。在課堂上,他還十分尊重每一個(gè)學(xué)生,鼓勵(lì)他們提問,課堂上,各種提問此起彼伏,課程結(jié)束后,他也會(huì)被學(xué)生們團(tuán)團(tuán)圍住。
《普通化學(xué)》是2019屆的復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系本科畢業(yè)生田泳進(jìn)入大學(xué)后上的第一門課程,“這門課在同學(xué)們口中是出了名的緊湊和充實(shí)!趙老師把我們帶進(jìn)了美輪美奐的化學(xué)科學(xué)的殿堂。”
當(dāng)田泳加入了趙東元的課題組后,才知道他為這門課程付出的巨大心血,“每次上課前都會(huì)盡量空出整個(gè)下午的時(shí)間,他會(huì)坐在辦公室里梳理第二天的課件,遇到難點(diǎn)問題,還會(huì)把助教叫過來一起討論。為了準(zhǔn)時(shí)上課,他還可以推遲手術(shù)時(shí)間。有一次,他把我叫過來,讓我從學(xué)生角度出發(fā),挑選講解晶體格子的最佳授課方式!”
趙東元的學(xué)生李偉教授前些年也開始從事復(fù)旦大學(xué)《普通化學(xué)》課程的教學(xué),他聽了老師兩年的課程,臨上課前,趙東元還是對其不放心,“在趙老師心里,課程比天大,當(dāng)時(shí)他很害怕我第一次上課時(shí)因?yàn)闇?zhǔn)備不足,被學(xué)生們‘轟’下課堂,他詳細(xì)告訴我,課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)地方,學(xué)生們可能會(huì)問哪些方面的問題。”
趙東元常說,老師對學(xué)生也要有敬畏之心。一次一個(gè)學(xué)生的提問難住了趙東元,他當(dāng)晚就把講授《普通化學(xué)》的所有化學(xué)系老師召集過來,一起進(jìn)行探討,直到得出滿意答案,在之后的課堂上又詳細(xì)地告訴學(xué)生們。
鼓勵(lì)提問的背后是趙東元打破“師道尊嚴(yán)”的教育理念,“中國人有著一種師道傳統(tǒng),那就是老師說的都對,測試的題目也都是標(biāo)準(zhǔn)化的,課堂不缺標(biāo)準(zhǔn)答案,缺乏的是創(chuàng)新思維,獨(dú)立自由的思考空間,堅(jiān)守師道尊重,可能就沒有創(chuàng)新。創(chuàng)新需要去推翻,所以我努力培養(yǎng)學(xué)生問問題的能力。”
做激發(fā)學(xué)生科學(xué)熱情的“使者”,這是趙東元最大樂趣,他特別喜歡上網(wǎng)課和給中學(xué)生們做科普講座,“前幾天,我在網(wǎng)上做了一次講座,專門講化學(xué)家拉瓦錫提出的基礎(chǔ)理論,沒想到有在線有46萬人參加,我就在想,如果這46萬人中,有2-3個(gè)人因此熱愛上化學(xué),立志于投身科研工作,那么我的目的就達(dá)到”。為了多“播撒”科學(xué)種子,趙東元開設(shè)了包括面向大眾的“科普中國-科技前沿大師談”,還參與錄制了央視的“開講啦”、東方衛(wèi)視“未來中國”等科普電視欄目,主編了《十萬個(gè)為什么(第六版) · 化學(xué)卷》等科普書籍。
在趙東元和同事們的努力下,復(fù)旦大學(xué)的《普通化學(xué)》課程獲得“上海市教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”(2013),“國家級教學(xué)成果二等獎(jiǎng)”(2014),2023年入選國家級一流本科課程(線下一流課程)。
倡導(dǎo)“因材施教” 每個(gè)學(xué)生都有自己閃光點(diǎn)
做趙東元的學(xué)生是一件十分幸福的事情,“24小時(shí)在線”是學(xué)生們對導(dǎo)師授教的生動(dòng)描摹,他告訴課題組的每一位學(xué)生:“你們有問題,隨時(shí)來找我,我辦公室的大門是永遠(yuǎn)向你們敞開的”。
趙東元倡導(dǎo)的是因材施教的個(gè)性化培養(yǎng)方法。“每個(gè)學(xué)生都是不一樣的,都有自己的興趣點(diǎn)和閃光點(diǎn)!我的工作是將其激發(fā)出來。”
李偉本科就讀于黑龍江大學(xué),2007年在趙東元訪學(xué)黑大期間聆聽了一次報(bào)告。“太驚艷了!老師對介孔材料的控制合成已經(jīng)達(dá)到‘出神入化’的地步。”他充滿敬意地和趙老師聊了一次。在學(xué)術(shù)交流的過程中,趙東元發(fā)現(xiàn)這個(gè)學(xué)生思維特別敏捷。第二年,他保研復(fù)旦,師從趙東元。
碩博連讀的第三年,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果不太理想,李偉還沒發(fā)表一篇像樣的論文。換做其他導(dǎo)師,必定會(huì)有不耐煩,但是趙東元卻十分信任李偉,他把李偉找來,幫助他分析問題,解決問題,傳授科研工作的方法。
李偉終于“悟”到科研工作的方法。在之后的兩年多時(shí)間里,他陸續(xù)發(fā)表了9篇重量級文章,之后趙東元又將他送到國外攻讀博士后。今天,歸國的李偉已成為一位長江學(xué)者,已經(jīng)在化學(xué)頂尖刊物《美國化學(xué)會(huì)志》《德國應(yīng)用化學(xué)》《先進(jìn)材料》發(fā)表了多篇論文,他提出了模塊化組裝新策略,創(chuàng)制了系列結(jié)構(gòu)可控的介孔高分子和碳材料,揭示了介孔獨(dú)特的物質(zhì)輸運(yùn)及其界面反應(yīng)規(guī)律。37歲的他成為中國化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星,也成為最令趙東元驕傲的學(xué)生之一。
目前就職于浙江大學(xué)化學(xué)系的范杰教授是趙東元第一個(gè)五年制的博士研究生。看到范杰的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱,英語對話能力也比較弱,但性格比較外向,趙東元就安排他多參加交流活動(dòng),國外科學(xué)家來化學(xué)系交流,就讓范杰做陪同工作,還多次派他出國參加學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。范杰慢慢成長起來,在科研上取得了一系列成果。
酷愛化學(xué)的歷史系學(xué)生顧棟,申請轉(zhuǎn)到化學(xué)系,后選擇趙東元作為本科生導(dǎo)師,開始在實(shí)驗(yàn)室參與一些研究工作。如今的他已是武漢大學(xué)高等研究院教授,回憶以往,顧棟由衷地感謝趙東元的培養(yǎng),“趙老師讓我的科學(xué)世界從書本走向瓶瓶罐罐,從腦海里的天馬行空變成眼前的觸手可及。”
不拘一格地培養(yǎng)人才,也讓趙東元收獲了科研中的驚喜。2003年10月7日,顧棟突發(fā)奇想地把高分子先組裝成孔,再聚合生長,意外測試到了一組漂亮的數(shù)據(jù)。趙東元的整個(gè)課題組一下子“從黑夜中走了出來”,緊鑼密鼓地調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)、測試分析。2005年,趙東元在《德國應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表論文,首次提出“有機(jī)-有機(jī)自組裝”的新思想。迄今為止,這篇論文被引超過3000次,吸引了60多個(gè)國家和地區(qū)的1500多家科研機(jī)構(gòu)跟蹤研究,利用相似方法研究發(fā)表的論文逾5萬篇。
趙東元所帶的團(tuán)隊(duì),有一個(gè)不成文的規(guī)定,每次他獲獎(jiǎng)所得的獎(jiǎng)金,有 20%-30%用來資助年輕學(xué)者發(fā)展。自擔(dān)任研究生導(dǎo)師以來, 已指導(dǎo) 18 名學(xué)生獲得碩士學(xué)位、指導(dǎo) 65 名學(xué)生獲得博士學(xué)位,出站博士后23名。所培養(yǎng)的研究生中有3人獲得“全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文”,3人獲得“全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文”提名獎(jiǎng),10人獲得上海市研究生優(yōu)秀成果(學(xué)位論文),4人獲得復(fù)旦大學(xué)“優(yōu)秀博士后”稱號,12人獲得上海市研究生優(yōu)秀成果(學(xué)位論文)。
傳承“科學(xué)思維” 創(chuàng)新是科學(xué)研究永恒主題
趙東元說,發(fā)展科學(xué),首先要發(fā)展科學(xué)精神,“我是搞材料的,今天我們在高溫超導(dǎo)的納米材料、反霍爾效應(yīng)量子晶體材料方面,已經(jīng)走在了世界的前沿,但是我們也要看到,跟西方數(shù)百年、上千年的科學(xué)研究相比,我們的基礎(chǔ)研究起步非常晚,我們對“科學(xué)”內(nèi)涵的理解還非常淺薄;我們?nèi)狈?到1的原創(chuàng)性科學(xué)研究成果,這是我國的科學(xué)之痛。
鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索無人區(qū),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)邏輯思維能力和獨(dú)立的科研思想,鼓勵(lì)他們?nèi)ミM(jìn)行原創(chuàng)的基礎(chǔ)研究,這是趙東元作為科研引路人的又一育人理念。
趙東元多次開展介紹科學(xué)思維和創(chuàng)新研究的“科研創(chuàng)新之我見”專題講座,訓(xùn)練科學(xué)表達(dá)的“科技論文寫作”系列講座,以及拓展前沿知識的“暢談化學(xué)與未來能源”講座。2022 年上海疫情期間,他堅(jiān)持在線開展相關(guān)講座,受眾達(dá) 7 萬人以上,反響非凡。
在趙東元看來,真正偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn),可能不只是發(fā)在《科學(xué)》《自然》上的論文,而是要給人類社會(huì)帶來進(jìn)步,如從學(xué)徒工到科學(xué)家的法拉第提出了電磁感應(yīng)理論,讓人類走入電燈時(shí)代,就是一個(gè)偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn),至于電磁感應(yīng)的論文發(fā)表在哪里,沒有人在意,“法拉第說,科研就是三部曲,開始,結(jié)束,然后寫出來,真正科學(xué)工作是建立在邏輯基礎(chǔ)上,需要實(shí)證知識去支撐,科學(xué)家就是創(chuàng)造全新的知識。”
有些創(chuàng)新思想需要科學(xué)家在閑暇時(shí)間通過思維碰撞產(chǎn)生。趙東元說,在自己的實(shí)驗(yàn)室里,很少給予成員專利、論文等方面的壓力。他們有想法可以隨時(shí)可以找我交談。原始創(chuàng)新的靈感經(jīng)常迸發(fā)于不斷的討論之中,靈光乍現(xiàn)。這種閑暇的交談對研究者來說很重要。
目前,上海正在加快推進(jìn)科創(chuàng)中心建設(shè),著眼“從0到1、從1到10”的創(chuàng)新全過程,為城市發(fā)展帶來“核聚變”效應(yīng)。趙東元也在帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)進(jìn)行基礎(chǔ)研究領(lǐng)域全新的探索。
李偉說,趙老師也在不斷打破我們的思維邊界,他鼓勵(lì)我們尋找介孔材料在各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用可能,開拓全新的基礎(chǔ)研究方向,
李偉介紹說,目前團(tuán)隊(duì)還在推動(dòng)介孔材料向儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)、化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)美產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)拓展,幫助這些產(chǎn)業(yè)解決實(shí)際問題,在之前深耕的石油化學(xué)領(lǐng)域,我們也在向煉制一體化方向發(fā)展,不僅要幫助企業(yè)多產(chǎn)高品質(zhì)油品,還要提升精細(xì)化學(xué)制品的產(chǎn)量。
趙東元對于介孔材料在服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有一番暢想:介孔材料在工業(yè)上已經(jīng)作為絕緣和隔熱材料使用了,是不是將來也可能應(yīng)用到衣物上呢?比如用納米孔制作衣服,既輕薄,保暖性又強(qiáng)。團(tuán)隊(duì)目前還在做一種利用介孔高分子材料做成的液體。
來源: 上海科技報(bào)
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