上海
文汇报记者 单颖文摄
“研究蝴蝶的身体构造，我们模拟出了更有效的光陷阱，研制出吸光率更高的太阳能电池……”今天是开学首日，作为虹口区“大师课堂——院士专家进校园”系列活动之一，中国科学院院士张荻以《向自然学习的材料》为题，为上海财经大学附属北郊高级中学的学生带来“开学第一课”。
“师法自然”，是张荻这堂课的主线。在授课过程中，他深入浅出，从自然界生物结构、演化智慧讲起，解读科研一线通过跨学科合作将自然奥秘转化为新材料研发，赋能大国重器、生态保护、民生科技等领域的发展。
就拿提高太阳能电池吸光率来说，材料学家先要向生物学家请教，什么是最会吸光的生物。生物学家经过层层筛选，最终在种类数量高达17万种的蝴蝶中，推荐了巴黎翠凤蝶。这种蝴蝶的翅膀为蜂窝状结构，数以万计的鳞片能形成多个光陷阱，更有利于吸光。获得答案后，材料学家还要与化学家合作，把蝴蝶的生物结构应用到太阳能电池材料的构造上。这时，又要找上物理学家、数学家共同探讨，找到模仿蝴蝶的鳞片的模型。也就是说，在材料没有改变的情况下，用蝶式结构提高太阳光的转变效率。到了制作阶段，则要与工程师合作，让产品具备更好的性能。
这些年，张荻将“进校园”作为自己的“头等大事”对待。身为院士，为何愿意进校园给高中生甚至小学生授课？张荻坦言，这是因为我国正处于高科技高速发展时期，他希望通过科普讲座，培养孩子们对科学的兴趣，今后投身科研，将个人成长融入国家科技创新发展的时代浪潮。
“所以，首先要让孩子们听得懂。”张荻说，在授课过程中，他不讲晦涩的材料科学专业知识，而是着重讲思路、讲实证路径。“自然界已经给出了答案，希望更多孩子有意识地从身边事物入手，找到未来的科研方向。”
上海财经大学附属北郊高级中学相关负责人表示，科学教育是落实立德树人根本任务的重要抓手，也是新时代青少年成长成才的必修课。长期以来，该校依托课程教学、社团实践、科创竞赛、应急实践等，把科学精神、实践能力培育融入日常教育教学，鼓励学生走出课本、动手实践，引导同学们在探究体验中提升科学素养。依托虹口区持续开展的院士专家进校园系列活动，此次“开学第一课”进一步让科学家精神浸润校园，滋养青年学子科学梦想，也为今后同学们近距离接触前沿研究，打通校园课堂与高校科研实践的壁垒提供契机。
现场，虹科智创“好问题”创新实践平台上线发布。该平台面向虹口区青少年开放使用，引导青少年立足生活观察，练就善于发现、敢于提出科学问题的能力，鼓励学生运用已学知识尝试分析、解答问题。平台将定期遴选关注度高、富有探究价值的优质问题，邀请科研专家、一线教师、优秀学生开展答疑交流；教师、家长、行业专家均可入驻平台，参与互动点评与专业指导，搭建起学生、教师、家长、行业专家多方协同的实践阵地，循序渐进培育青少年问题意识、批判性思维与解决实际问题的创新能力。
本次活动由虹口区科学技术协会、虹口区教育局联合主办，虹口区教育局科教办、上海市业余科技学院（上海科学会堂服务中心）、上海财经大学附属北郊高级中学共同承办。
原标题：《研制太阳能电池，为何要向蝴蝶学习？这位院士进高中主讲“开学第一课”》
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