问题:以“问什么”推动“怎么研” 本届“提问与猜想”活动中,参评不以论文、专利等既有成果论高下,而更看重是否能面向科技前沿和国家重大需求提出原创性、挑战性问题;对不少本科生来说,难点不在于复述知识点,而在于能否从复杂现象中抓住关键科学问题,并提出可验证、可推进的研究假设。台风眼墙替换过程直接影响强台风强度变化与预警精度,机理复杂、观测难、预测不确定性高,长期以来都是热带气旋研究的重要难题之一。 原因:国家需求牵引与学科交叉合力 学生团队将研究视角针对“眼墙替换快慢由什么决定”,并非偶然。一上,沿海地区人口密集、产业集中,强台风引发的风暴潮、暴雨和大风灾害风险高,提升强度变化预测能力是防灾减灾的现实需求。另一方面,眼墙替换涉及对流爆发、边界层结构、海气交换等多个环节,需要大气动力学、物理学与数值模拟等方法协同。团队导师指导下,将宏观现象拆解为可检验的物理链条,提出对流爆发强度、低层切变大小、海洋热焓反馈等假设,并通过数值试验展示可能存在的“加速阈值”,让评审清晰看到“问题—假设—验证路径”的完整闭环。 影响:从“答题思维”转向“科研思维” 此项目从全国107个入围项目中晋级18强,并在最终答辩中获得二等奖,且成为地球科学领域唯一入选项目,反映出“以问题为起点”的训练正在改变学生的能力结构:一是更重视从真实情景中提炼问题,不停留在现象描述;二是更强调方法意识,把提出假设、设计验证与不确定性分析放在同一框架内推进;三是更注重对接国家需求,将科学探索与公共安全、生态治理等议题联动。此外,团队另一个围绕沙尘气溶胶垂直分布的选题同样指向生态安全与环境治理,显示学生“从课堂走向真实世界”的研究取向正在形成。 对策:把“会提问”嵌入培养全链条 据介绍,该校依托“四化、三制、两融合”等培养举措,尝试将科研素养拆解为可训练、可评价的环节,贯穿本科四年:低年级侧重数据观测与计算技能训练,高年级强化独立实验设计与学术表达训练,形成较为连续的能力阶梯。在组织保障上,通过线上辅导、节奏管理与心理支持等方式稳定科研投入,帮助学生在有限时间内完成从选题到论证的高强度推进。更关键的是,以制度化的导师指导与团队协作机制,促使学生在反复讨论、质疑与修正中建立规范的科学推理路径。 前景:以高质量问题供给撬动基础研究突破 面向未来,极端天气事件呈现多发、强发态势,台风强度突变、快速增强等难题仍是提升预报水平的关键瓶颈。“提问与猜想”式竞赛的价值,在于用高质量问题推动研究前沿:一上促使青年学生更早接触科学不确定性与方法边界,形成面向原创的研究习惯;另一方面也为学科发展提供“问题库”,推动高校与科研机构围绕关键机理开展更系统的观测、模拟与理论研究。可以预期,随着此类培养机制更完善,更多针对国家需求、经得起检验问题将从课堂与实验室走向更广阔的科研场景,为防灾减灾与海洋气象服务带来新的知识增量。
从沙尘暴到台风眼墙,这些年轻科研工作者体现出的问题意识与创新能力,折射出我国基础学科人才培养质量的提升;当“敢问、会问、能答”逐渐成为新一代科研人才的共同特质,当课堂不再止步于标准答案而鼓励探索未知,我们有理由期待更多原创性成果的出现。以问题为导向的培养模式,不仅为破解关键科学难题提供了新路径,也为建设科技强国积累了更扎实的人才基础。