在“翱翔”中体验创新

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。”