作者:林莉君 王蕾 来源:科技日报 发布时间:2016/5/25 14:01:31
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化学工业被“妖魔化” 人才培养遇冷
——《探索化学化工未来世界》让你了解真正的化学

 

受损伤的航天器,借助特殊的复合材料,可以进行快速自我修复。

看不见、摸不着的M13噬菌体病毒,通过基因改造,获得了发电“本领”。

一粒普通药丸,利用先进的药物传递技术,实现了定时、定向释放。

……

这些“脑洞大开”的知识、技术与创意,正是清华大学化工系金涌院士发起并领衔,43位两院院士联名倡议,由清华大学化工系联合华东理工大学、南京工业大学、太原理工大学等单位共同制作的《探索化学化工未来世界》系列科普片的主要内容。“病毒制造”“复合材料”“智能释药”……10部视频短片,在每个短片10分钟的时间里,将看似天方夜谭的科学现象和科技成果娓娓道来,展现出一个奇妙的化工世界。

“我们希望通过这套科普作品,将最先进、最前沿的化工化学发展深入浅出地介绍给大家,让人们从科学和工程前沿的全新视角,看到不一样的美丽化学和美丽化工,同时吸引更多的青年投身化学化工的学习和研究,并能立志终生从事化学化工事业。”5月23日,金涌院士接受记者采访时说。

“夸张点说,化学和化学工程实际上仅次于上帝。”

“民众对从事化工产生偏见,家长和学生对学习化工产生恐惧,如不能及时解决这个问题,必将对我国化工学科教育和化工产业进步产生难以挽回的负面影响。”

“自然界可以人工合成的物质,大概是10的7次方到10次方。可见我们有很大的合成空间。这将对人类福祉起到巨大的推动作用。夸张点说,化学和化学工程实际上仅次于上帝,上帝没给我们的,它给了。”金涌说。

然而,由于管理工作的缺位和安全意识的缺失,一些和化工相关的安全事故和突发事件频发,人们似乎患上了“化工恐惧症”“化工焦虑症”,对化工业避之唯恐不及。这引起了金涌的担忧:“近年来有许多负面信息,把化学工业给大大妖魔化了。民众对从事化工产生偏见,家长和学生对学习化工产生恐惧,关系国计民生的基础性专业,却在专业人才培养环节遇冷。如不能及时解决这个问题,必将对我国化工学科教育和化工产业进步产生难以挽回的负面影响。”

“事实上,现代社会的经济发展和全人类的衣、食、行,都离不开化学和化工产品。”据金涌院士介绍,我国每年生产的合成纤维约占世界份额的60%,可为全球每个人制作4套衣服;生产的农用化学品,如化肥、薄膜、农药等,使粮食产品从新中国成立初期的1亿吨提高到如今的6.5亿吨;全国每年新增建筑面积16—20亿平方米,水泥、钢筋、塑料、涂料等建筑和装修材料都来自化学工业领域;交通方面,中国已经是第一大汽车产销国,汽车生产和使用所需的汽油、柴油、电池、钢材、橡胶等同样来自泛化学工业。

“要向社会普及化学化工知识,尤其要对青年作出正确引导,要让他们知道,我们的世界会因为化学工业而更加美丽。”在金涌看来,在基础教育中以科普的形式渗透化学前沿知识,是增加化学化工学科吸引力的一个有效途径。“我们当然也可以到中学做讲座,办夏令营,但毕竟受众面小。但如果把几万张科普视频光盘、几万本科普参考书配备给中学化学课,给新入学的相关专业大学新生播放科普片,效果会大不一样。”

对青年进行化工知识科普教育的念头从此像一粒种子,扎根在金涌院士心中。

6年探索10部短片展现学科内涵

选题是团队面临的首要问题,试讲时,由于内容“太简单”,有学生说“怎么现在还在讲这个”,差点让院士们下不了台。

2009年,在金涌院士的倡导和发起下,43位两院院士联名发表了《振兴化学与化学工程教育,从中学生抓起》的倡议书,号召通过化学化工的科普教育,让更多青年学生了解化学化工专业的前沿进展;2010年,《“高中化学与工程”教育与我国社会经济发展优化衔接》咨询项目最初由中国工程院批准立项;2012年,该项目分别被列为中国工程院和中国科学技术协会的重点资助项目。

由金涌院士担任总策划,清华大学化工系教师组成专门的项目实施团队,多位院士和几十位在不同高校及研究机构一线从事教学和科研的专家,在教学和科研工作之余,参与到反映化学化工前沿研究的视频短片制作及配套科普书的编写工作中。在这个过程中,院士及专家们倾注了大量心血。因为手头几乎没有任何可供借鉴的资料,制作团队可以说是从零开始。召开的研讨、修改会议有上百次之多,有关细节修改的会商更是不计其数。

选题是团队面临的首要问题。大家“理所应当”地认为,应该从化学发展史讲起,使得中学生对于化学和化学工业有一个整体而全面的认知。于是拿着写好的脚本,在一次化学夏令营上讲给学生们听。较大的认知跨度,却让科学家们碰了壁。同学们普遍反应内容过于简单,“他们很熟悉互联网,基本的知识点可以很快查到。讲到‘合成氨工业的诞生被誉为近代化学工业的开端’时,学生说,‘怎么现在还

在讲这个’,差点让院士们下不了台。”

经过多次调研和讨论,科普片及配套科普书编写的内容,确立了以当今世界前沿的化学化工科技成果为首选的原则。金涌希望通过这套视频,使得青年学生了解化学化工学科的内涵和深度。

选题确定后,团队开始着手进行脚本的撰写。金涌请了几位科学家,告知由助手起草,本人把关即可,却遭到了拒绝,“他们说不成,一定要自己写;写出来不够通俗易懂,就反复修改打磨。”在拍摄阶段,很多概念难以可视化,科学家们又亲自和艺术家交流,通过制作动画、演员表演等多种表达形式,以实现更生动、更有趣的传播效果。

经过多位科学家长达6年的努力,2016年5月,一套反应化学化工前沿研究的视频短片集及配套科普书终于付梓。

“我们做这件事是无偿的,就是抱着让青年了解化学化工的一颗心,对我们国家化学化工事业的建设发展做点自己的贡献。”金涌如是说。

“哦,原来化学能做这么多事儿!”

科普教育的最终目的,在于通过启迪兴趣,引导和培养青年人投身化学化工的学习和研究,立志终生从事化学化工事业。

微化工系统、新型大规模储电技术、碳元素的相互转化、新一代梦幻显示器OLED……10部短片中,没有传统印象里排着废水、冒着黑烟的化工厂,化学化工技术成为先进技术的出口,造福人类社会,也彻底颠覆了青年对于化学化工的理解与认知。

诚然,10分钟的视频,绝非旨在讲清楚这些博士论文都难以阐明的前沿课题。金涌认为,好奇心是推动一个人学习的原动力,片子本身并不在于传授知识,而是通过“抛砖引玉”,引起大家学习、思考化学和化学工程的兴趣。“学生看了这些片子,实际上并没有学到什么,要学到了何必还上博士生呢?如果他觉得有趣,发出‘哦,原来化学能做这么多事情’的感慨,想按图索骥了解更多,我们拍摄的初衷也就实现了。”

在金涌等人看来,科普教育的最终目的,在于通过启迪兴趣,引导和培养青年人投身化学化工的学习和研究,立志终生从事化学化工事业。“高中阶段化学学科所占的学时并不多,关注前沿科学的选修课更是寥寥,直接影响着化学化工人才的培养和输送。不可否认的是,学术研究方面,中国论文数量第一,但质量还有待提高;产业化方面,与发达国家有着很大差距,许多高科技核心技术有待于突破。所以,我们需要具有工匠精神的专业化学工程师,前赴后继地进行探索。”

项目组在清华大学化工系等多所高校以及国内多所中学进行了试映,学生们普遍认为非常有启发,提高了对21世纪化学化工的认识;在2015年清华大学夏季中学生化工学科夏令营上,也为来自全国100多所中学的优秀高中生试映了一组短片,在满意度调查中,选择“非常满意”的学生占48.6%,满意占50%。

“这套系列片和科普书将于本月正式发行,我们将在全国面向高中和高校无偿发行2万套。我希望这些片子能播放5年甚至10年,如果1年有一批学生观看学习,那么5年、10年就会翻倍,这是何等深远的影响啊。”如今,耄耋之年的金涌院士还在忙碌奔波,他计划着,再选10个话题进行拍摄。

 
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