做当作功的科学发蒙，既要教“科学常识”，也要教“如何做科学”，为何两者缺一不成，若何让两者相辅相当作，但愿本文能给您一些开导。

撰文 | 满威宁

多年来一向想写一篇文章，比力一下中美的科学发蒙教育，谈谈如何取长补短。此次借这个美国小学的科学角逐为引子，终于把一些思虑和心得写出来分享，或许对教育工作者和家长都能有一些开导。

从一个小学生科研角逐的成果谈起

2019年，我参不雅了一个美国的科学竞赛，小学生们做了良多原创的研究。这个五年级小孩的研究得了整个学区的第一名：《WIFI辐射对植物有害吗？》 国内也有良多教育类公家号报道了这条动静，并激发了良多会商。

简单地说，这个小学生想研究无线WIFI旌旗灯号对植物的影响，颠末12天的尝试，他声称接近WIFI路由器的那盆“快死了”，远离的那盆则“长得很好”。

他得出的结论是：WIFI如他想象的一样，严重风险了植物，大师要小心家里的辐射。还配有一个数据图表，是他称的“植物的重量”，从第1天到第12天，单元是克。(蓝色代表的A盆，距离WIFI近；橙色代表的B盆，距离WIFI远。)

我在网上开了一个物理发蒙课《无处不在的物理学，百万个为什么》，于是我把这些发到开课的群里请同窗们细心看看。我说 : “起首，必定一下这个孩子的缔造性设法和尽力。大师对这个结论有没有什么疑问，甚至质疑？能想到哪些问题？哪些跟我们比来学的热与光有关?当然WIFI与我们将学的电与磁也紧密亲密相关。”

群内的中小学生畅所欲言：

A: WiFi真的会影响植物的发展吗？对人体也有影响吗？

B：在莳植过程中，土壤的重量要不异，土质需要一样。每次浇水的克数要不异，都放在温度不异的室内或室外，不克不及一盆放室外一盆放室内。因为这样会导致蒸发纷歧样，接收阳光的水平也纷歧样。

C: 在WIFI情况下和不在WIFI情况下的光照、湿度都是一样的吗？

D: 两盆植物情况是不是纷歧样？一个放室内，一个放通风口什么的? 还有这两盆植物离窗户的远近都不异吗？若是不不异的话那么对是尝试的成果也是有很大的影响的。

E: 接近机械有光源和热的话，会不会虫子比力多，适宜病虫害的温度。

我感觉很好，大师没有白上我的课。我对他们和我指导的研究生都经常强调：设计比力型尝试的时辰，必然要包管其余前提都尽可能一致（不变），才能把要研究的那个前提的对应后果零丁表现出来，才有可能得出有用的结论。

大师都对尝试前提的一致性提出了合理的思疑，我于是提醒大师再细心看看原作者本人的数据图表，还能发现哪些问题？

也有同窗提出来，植物重量欠好称，说：

D: 这个尝试中是不是可以用整体植株高度的转变来当测量数据？

E: 我认为还可以不雅察植株的光彩。

G: 用植物叶片的数目与叶片的巨细及叶片的颜色来做数据，可能会比植物的重量做数据更合适。

H: 仍是量高度或根茎粗细好点。

我说：这些都是很好的设法，不外，12天今后确实有一盆长得没有另一盆好。用叶片的几多、植株的凹凸的不同，可以获得结论说“WIFI让这株植物受害了”吗？

假设、尝试、数据、结论之间的逻辑关系到底应该是如何的？这是一个绝佳的例子，用来真正培育孩子们的科学思维体例。什么是科学的思维体例，怎么培育，请往下细心看。

（按照照片中的原图再制，点击可放大）

很快，同窗们注重到原数据图表的重大问题：

I: 植物的重量是若何称出来的呢？从第1天到第12天植物总重量呈下降趋向，这与植物发展纪律是违反的。

J: 前3天重量都一样，第4第5天重量都有增添，估量可能浇了水，称重是什么时辰称的呢？若是浇了水顿时称是不是暗示她浇的水重量纷歧样。

K:?若是泥土重量、浇水量都一样,　都在室内，只是离Wi-Fi的距离远近分歧的话，我认为他测量数据有问题。AB的数据是反了：植物接收水分养分发展，应该越来越重，可是B的重量却比A少。

是啊，大师都发现了，起首“植物的重量”怎么削减了？还稀有据与结论似乎有矛盾，包罗八岁多的BuBu小伴侣，也自力提出质疑：“为什么说远离WIFI的那盆长得好，但在图内外它的重量却低呢？”

然后我提醒大师数目级的概念，那么一撮指甲盖大的小叶子大约多重？300多克大要是几多？原作者到底称的是什么？

大师纷纷反映过来：

N: 教员，他尝试中植物的重量是若何测量的？是包含泥土的重量吗？

L: 称重问题如何解决？固然可以用总重量减去土壤和水分的重量，但水的蒸发是难以估计的。

O: 不会是称的土加上植物吧，整个过程12天不浇水吗？！

I: 可能是第1天浇水之后就没有再浇过水了，然后称了整盆的总重，但这就没有考虑到盆间泥土水分蒸发的差别。

咣当！我们要熬炼批判性思维（critical thinking)，而不是被动接管信息！即使教员说这是得了第一名的项目，即使他的图表标示这是“植物的重量”，您也要可以或许质疑他测量的到底是什么？

姑且非论他混合了质量和重量的概念，主要的是，想到泰半瓶矿泉水才能有300多克， 您就会意识到本来他称的是整个塑料皿加上那层土。

此外我们还能阐发出什么呢？

R：前4天重量一样，第5天两盆植物的重量都增添，应该在这一天有浇水，需要把两盆植物的浇水的量标示出来，后面几天两盆植物的重量呈现敏捷下降趋向，可能与他花盆是否挪动位置有关，与阳光的照射有关，（后者）会影响水分的蒸发。我感觉从两盆植物重量下降的那天起头，各自的转变曲线根基一致，但两者间的绝对值的差别应该是有一个变量对两者的影响分歧，阳光照射的位置是分歧的，此中有一盆可能为了知足受到辐射的前提而离室内更近，而另一盆更接近室外。

S: 一次尝试不足以获得结论，偶尔性太大，需要多次验证。

T: 有养花经验的人知道，即使是一样的植物在一样的情况下，也可能有不同，太多偶尔身分可以导致不同。

越来越清楚了。细心，细心，再细心：您看在第4到第5天的时辰，接近WIFI 那盆增添了15克，另一盆只增添了１克多，那15克是有意识地仍是不小心加了什么？非论那是什么，从那一天起头这组尝试就掉去比力WIFI远近对植物影响的意义了。

此后两盆都一向在削减重量，包罗泥土在内的质量大幅度削减近一半。重量削减独一比力合理的诠释是水分蒸发。而为何初始的四五天总重量没有一丝一毫的转变？如斯薄的一层泥土平铺在大面积敞开的盘子里会持续四五天不蒸发失落一克水？莫非是在水蒸汽饱和的桑拿房里？

莫非作者看到还没抽芽，感觉“植物的重量”应该不变，所以那些天就没有测，绘图的时辰报酬地把抽芽前那几天的数据都填入了不异的数字？那就真是想当然，成果把本身都骗到了。（不然泥土在两处情况蒸发水分的快慢就能比力出来了）

此后两盆内重量削减的快慢有较着区别，恰好显示蒸发速度纷歧致，不外已经无法区分泥土直接蒸发的水分和植物蒸腾感化损掉的水分。

总之，如斯不严谨的尝试过程和纷歧致的尝试情况，怎么可以或许申明植物长得欠好的原因是WIFI影响？

较着的果（一盆长得好些，另一盆长得差一些）与概况的因（差的那盆是离WIFI路由器近）之间是不是真的有因果关系？

什么样的尝试设计，尝试前提和尝试成果，才能解除其他的因，来撑持这层因果关系？当真介入前面会商的孩子都对这些问题形当作了比力清楚的熟悉，可是原作者本人若是没有严谨的科学精力，就可能会因为强烈的本家儿不雅愿望选择性地指标的目的心仪的结论，把本身都骗到了。

真正当作功的科学发蒙不是提前学了几多书本常识，也不是被奉告一些解题技巧和尝试当作功的套路，而是去履历严密的逻辑思虑练习，被赐与机遇去频频不雅察，尝试，思虑，提问，验证，从而全方位地培育这些能力。

可是，为什么这样的项目能在美国得奖？从中我们能获得什么开导或者反思？下面我们就来聊聊中美的科学发蒙的有什么分歧。

记忆中的中国科学发蒙

记得国内小学天然课讲气候记实，讲种子抽芽，不外大部门的时辰和思惟道德课一样是全程背诵的，需要思虑的很少。我记得小学时辰深夜抄写和背诵塑料的界说，我记得背了名词摆布心房心室后我一度误觉得心脏在这四个处所轮流栖身，我记得嚷嚷了一年“同性相斥异性相吸”后仍然完全不睬解正负电荷是什么。

当作年之后回头去看，您会发现我们的汗青课，并不但是在教史实自己，更多地是要求我们背诵对汗青事务的评价，考来考去重点是书本为我们定性的每个事务的汗青意义，就像写划定好论据论点的论说文。

而我们那时的科学课，却一味地只讲“事实” （facts），讲现象，讲结论，就像详尽精准的申明文。根基没有涉及过：会商事实与不雅点之间的区别，会商如何去寻找谜底的过程，培育批判性的思维体例，练习科学的思维体例……等等。

到了中学，我有幸碰到几位很好的教员，在物理化学生物方面让我学到了规模又深又广的丰硕的常识，这一点很主要，是我今后在天然科学范畴能深切进修和做研究的根本。

但那时辰绝大大都的时候是用来“空言无补”——练考题的。尝试课独一的目标是去验证书来源根基理的准确性，若是尝试成果不吻合，要想法子凑出“抱负的成果”，有很详尽的经验细节让我们严酷遵循，以获得抱负的成果，而不是让我们在成果的不合中去摸索和发现背后的原因。习惯告终论先行，再去凑抱负尝试成果的思维，是没法在科学上做出任何新发现，解决任何新问题的。

重点是：我们一向被奉告，书上说的是科学自己，没有人教过“怎么做科学”。

以至于我后来第一次传闻”所有不成能被证伪的命题都不克不及称为是科学命题”的时辰，很震动，想了好半天才理解：只有崇奉是无论若何不克不及被证伪的，而科学命题都是可以经由过程设计尝试去查验的，合适尝试成果的被证实，不合适的被证伪。若是设计不出尝试去验证，若是无论尝试成果若何都不克不及被推翻的，那只是崇奉，不是科学。

那时有良多很难的习题，逻辑性也很强，却只局限在书本和计较上，与糊口中的现实问题相隔十万八千里，硬生生地把物理这么神奇有趣、无处不在的学科酿成了深邃艰涩遥远的、少数天才同窗才能理解的天书，令人遗憾。

我一向很是必定国内根本教育在数学方面很是当作功，在物理化学生物方面也有良多可取之处：根基功功底扎实，比国外良多处所都强，真的。但却仅限于供给了良多科学“事实”（常识点），没有怎么供给机遇让学生本身去摸索、挖掘和思虑。学生轻易习惯被动接管信息，不会本家儿动提问，轻易有行为上的勤恳和思虑上的懒惰，在乐趣培育息争决现实问题的能力培育上都有很长的路要走。分开国内十几年了，我不知道这方面有了多大的转变和改良， 我说的是我小时辰履历的教育。

美国的科学发蒙教育又是如何的？

起首不要迷信美国。来美近二十年，我领会到，美国的文科教育（说话、阅读、演讲、写作、哲学等等）很棒， 可美国的数学教育在全球排名很是靠后，科学则一言难尽。

一个实际是：在美国，直到高中结业，物理、化学、生物都可以不是必修课。当然，想上好大学的学生常在中学选修这些功课。另一实际是：小学初中凡是是一个教员教全班所有的功课。一个大学文科结业做教员的人，或许一辈子只上过大学里必修的两三个学期根本天然科学扫盲课，就可能担任语法阅读写作汗青数学逻辑天然科学等所有学科的教员，结果可想而知。并且美国完全没有正式的教材和讲义，教员自由选书，自由阐扬，学生自求多福。（当然，好的私立黉舍或顶尖公立黉舍请到程度很高的教员，在中学开设大学课程，也是司空见惯的。）

即使如斯，我仍是要强调一下美国科学发蒙教育的一个很是好的思绪：在小学初中没有太多具体的常识点要求，科学课的讲授纲领和测验纲领都更多地强调如何做科学。

以此次的小学生科研展览角逐为例，您必需亲自研究一个属于您本身的问题。

历时几个月的流程是这样的：

1、提出您想回覆的问题，尽量精准明白。好比：

在水泥地上拍篮球是不是比在木板地上拍更费劲？

磁铁的磁性会不会随温度转变而转变？

冰里面加了分歧数目的盐或者醋熔点会怎么转变？

这些比“我家的垃圾能不克不及出产出沼气发电？”，“WIFI 是不是对我们有害？” 要更精准明白。

2、提出您对谜底的假设。好比：

假设“篮球与水泥地相撞比与木板地相撞会损掉更多能量”；

假设“温度升高今后磁铁磁性会变弱”；

假设“冰里面加越多的盐熔点会越低”。

3、做布景研究和调查，领会根基的名词，相关的变量，领会常识。

4、设计尝试，去验证您的假设： 好比：

用统一个篮球，从不异高度自由落在分歧质地的地板上，测量反弹高度，来比力反弹时损掉的能量。

用统一个磁铁，在冷却或加热到分歧温度后, 看别离可以或许吸引一串多长的回形针？

在同样的冰里面插手分歧数目的盐，别离测量熔点温度。

5、阐发数据，按照数据来判定假设是不是当作立，再获得结论。好比：

温度低于几多的时辰磁性测不到较着的转变，温度大于几多的时辰，可以或许吸住的回形针数量削减了几多，表白磁性削弱了。

加几多盐，冰的熔点会降低几多？而加更多的盐，熔点会否一向降低，仍是会回升？等等。

有时辰还需要设计后续尝试继续深切研究和验证。（这些内容都是此次参赛的小学生的例子）

6、写科研摘要，讲清晰几大问题：这个课题是什么，为什么主要，为什么需要研究它，我具体怎么研究的，获得的成果或结论是什么（what, why, how, what）。

您看，这完满是正经大学和研究所的学位论文项目或科研竞标项目标研究流程。

这里面是一套完整的练习，从提问、推理、假设、尝试、比力、验证，一向到得出结论和筹办后续打算。这是我们来美国读研究生今后才起头接触的工具。

您能意识到这些工具的主要性吗？

我们应该做什么？

简单地说：取长补短，中西合璧。

要慧眼识珠吸收精髓：

不要光想着国内教育太古板，要真心爱护保重那些练习根基功和堆集各科常识点的机遇，楼阁不是能成立在空中的。

也不要光想着美国的教育太肤浅，瞧不起他们需要计较器算简单算术，记不得几种化学元素；而是要虚心进修那些培育思维体例和研究习惯的理念和方式，把摸索未知的过程还给学生们。

好比说此次会商中有学生提出假设:

“离WIFI机械越近，温度会越高，水分蒸发越多。”

这个假设是否当作立? 我没有直接回覆，而是提出更多问题：

• 您可以去家里WIFI路由器四周测量一下温度是不是比远处更高？

• 房间内温度分布还有可能受什么影响？

• 我们在热与光部门学过，蒸发的快慢除了跟温度凹凸有关之外还与什么有关？

• 还有没有此外身分会导致水分蒸发速度的分歧？

• 这些数据显示到底哪一盆更轻（若是浇水环境一致的话，申明哪盆蒸发更快）？

斗胆假设，小心求证，恰是我们要进修的。分歧身分之间的逻辑关系是如何的？如何设计尝试去孤立（分手）单项身分，去查验您的假设？什么样的数据才能撑持或者减弱某个结论或假设？

做当作功的科学发蒙，我们要教“科学常识”，也要教“如何做科学”，两者缺一不成，相辅相当作，相得益彰。 稠密的乐趣和思虑的习惯会让学生们当作为自带动力的小马达，去本家儿动把握更多的科学常识，更好地“做科学”。

科学发蒙不是为了让大师提前进修更多书本内容，而是去指导一个不雅察，尝试，思虑，推理，验证的全过程，让学生们经由过程“本身去发现”的过程，真正理解科学道理，理解百万个为什么，养当作勤于思虑的习惯，随时提出问题，敢于测验考试解决问题。

我们要避免做什么？

科学发蒙有良多误区：沦为记忆背诵常识点，知其然不知其所以然，知足于知道良多显赅博的名词不知道若何深切思虑和提问，习惯被动接管信息, 没有批判式思维，甚至因为没有理解而根深蒂固地留下貌同实异的错误印象……这些是家长和教员必然要避免的。

我们也不要迷信美国的STEM (科学、手艺、工程、数学) 教育，良多理念和初志是好的，但结果也仍是要看具体教员的功力。若是动辄强调“缔造力”“新发现”，强调倾覆已知认知，但只是浮于概况，就会酿成典型的花架子本质教育。我率领的科普夏令营的学生告诉我，有一类美式科学夏令营就是如斯，从国外来的团队，很炫酷的步地，看着很别致，但最终本色只是搭了一些积木，跟我们的夏令营从早到晚无论是做尝试仍是吃饭、坐车、看星星都在不断地比力、提问、会商、频频思虑的体验完全不克不及比。我很欣慰。剥开花架子的外套，到底指导了几多真正深切的思虑，是查验科普教育最主要的尺度。

至于说，为什么在那么多优异的作品傍边，这个缝隙百出的项目得了第一呢？它没有长处吗？

起首，大师要看到它的长处：它存眷了一小我人自危的问题，到底WIFI有害吗？把这个工作弄清晰是大师都感乐趣的。别的，它的版面设计视觉上做到了有吸引力。

不外，不得不说，在整个学区这个项目得了第一名，表露了学区师资力量的局限（居然没有一个指导教员看出那些很较着的问题）。再好的理念和框架仍是需要教员去执行。教员有没有功力做出培育思维体例的内容，埋下伏笔层层深切？能不克不及发现问题，有没有足够的常识面和流利表达能力，去把握学生天马行空的提问，并一一赐与开导性的回覆？甚至，在看似极简单甚至逻辑不太当作立的提问里找到亮点，去鼓动勉励和开导学生更深切地实践和思虑——这样的教员真的可遇不成求。在强调立异，鼓动勉励倾覆的同时, 教员有足够的功力去指导和判定，是这类测验考试当作功的根本。

二来，这个成果反映了一种好大喜功，吸引眼球，“政治准确” 的本家儿流风行口胃。当小孩子出来宣传所谓“科学家还没发现或认可的危险”，宣传某种危机的时辰，老是自带英雄本家儿义的光环。人们热衷于以一己之力拯救宿世界的片子，也非分特别赏识小孩或者小我做出“否决权势巨子”或“庇护宿世界”的“豪举”。

并且，危险论老是宁可托其有不成信其无，“微波炉食物有害”和“WIFI有害健康”的谣言在美国也有市场。很是遗憾的是，那天颁奖典礼上，组织者还出格对不雅众强调：“大师都应该去看看这个第一名的研究，它会警醒您对家中有害辐射的熟悉。”用较着错误的尝试设计获得的结论严重误导布景常识不强的公家，让这类谣言又有了更多忠厚的拥护者。

而公家迷信发生的效力可能比您想象得要壮大得多。好比说，一位在国内研究5G的传授伴侣告诉我，他们小区否决建5G基站，大师签名抗议他也去了。固然他计较过，那个基站的旌旗灯号强度太小，必然是无害的。我问他：“您应该辟谣还来不及，为什么还去否决？”伴侣回覆：“没有法子，因为大师都相信有害，真建了的话，我们单位的房价就会跌了，我说什么没有效，公家信什么很主要。”

回到这个科学竞赛，因为没有足够的常识储蓄去判定，再加上英雄本家儿义光环影响，求是的科学精力就耗费了。再好比一个被美国总统表扬颁奖的中学生科研项目：给非洲孩子造一种白日用来踢的足球，趁便滚着滚着发了电，夜里就用足球里储存的电点灯念书。这个项目靠噱头赚足了眼球和歌颂，华侈了良多钱。每个“援助非洲发电足球”造价一百多美元，效率很低，又轻易坏，结果其实远不如二十美元的足球和简单手摇发电机。

在这类选拔中，最受青睐的恰是这些政治准确的噱头和便于推销的光环。可是，在急躁的花架子教育里习惯了光环和掌声的学生，离真正的科学和手艺只会越来越远。这样的文化泥土催生出那些把投资者坑得败尽家业的科技圈套是必然的。好比比来闻名的80后斯坦福退学美男CEO Elizabeth Holmes， 她的血液检测公司Theranos（硅谷独角兽）估值90亿美元，本家儿打的手艺和产物是“一滴血查验各类疾病“，其实是违反常识的噱头和一文不值的圈套，最终逃不外实践的查验，狼奔豕突，令人唏嘘。

科学诚我不欺，无论有几多噱头和光环， 没有什么伪科学逃得过时候的查验。

不要把科学教育局限为空言无补的题海大战， 套公式可以解的考题无论何等难，都只是合适出题人意图的设想问题，与真实的实际环境相去甚远。不要仅仅教科学“常识”，忽略了培育若何做科学。

同样，也不克不及忽略根基功的培育，一味追求立异和“倾覆”，催生急躁的花架子教育，盲目追求扑朔迷离而不自知。

到底什么是最好的科学发蒙？但愿本文对您有一点开导，接待留言颁发本身的观点。

附言：到底需要担忧WIFI的风险吗？

作为普林斯顿物理博士和从事微波十几年研究的学者，我负责任地告诉您，不消担忧家里WIFI的风险。辐射这个词经常被曲解，其实所谓的电磁辐射与放射性电离辐射不是一个概念。

理解电磁波有害与否, 要从两个角度来考虑：一个是分歧波段单光子的频率和能量，一个是整体的强度（单元时候穿过单元面积的电磁波能量）。

起首，无线电波、微波、毫米波、红外线和可见光都属于通俗电磁辐射，从单个光子的角度来说，它们频率够低，光子携带的能量远不足以粉碎原子或分子的布局。而紫外线、X射线、伽玛射线等电磁波单个光子携带的能量足以让一些原子电离或粉碎分子键，它们才是有害的电离辐射。这就是为什么在壁炉前烤火（暖暖的红外线）无论呆多久，都堆集不了盛夏大太阳底下站几分钟就可能蒙受的紫外线危险。还有一位大师都熟悉的名人说过，5G或WIFI所用电磁波频率高达10的9次方（十亿）赫兹，这么高，听起来“莫须有”会有什么危险。其实，十亿算什么？红外线和可见光的频率可比十亿赫兹高数十万倍以上，哪怕是暖暖的篝火光线，或者烟头微弱的红光，频率都可以大于五百万亿次每秒。这只是因为这些电磁波波源（好比说某种原子或电偶极子）每秒钟完当作百万亿次的的电磁振荡罢了，电偶极子越小，频率越高，仅此罢了。

其次，会商有害无害永远不克不及离开剂量来会商。就算是纯清水，一次喝五千毫升也会加重心脏承担，甚至导致“水中毒”。所以对于通俗电磁辐射，尽管它们不粉碎分子键（远不是电离辐射），我们仍然要定量地考虑它们的穿透性和在分歧材料（包罗人体内）接收的水平，推演可能效应包罗堆集效应（好比热效应）以及分歧位置的敏感度（好比视网膜和皮肤受损前提纷歧样），来严酷确定表露于分歧波段的电磁波时绝对平安的强度规模：单元时候经由过程单元面积的电磁波能量。不然，就算是烤火（红外线）太近也可以烫伤。（电磁波的强度与距点波源的距离平方当作反比，距离从十厘米移到一米，电磁波强度就衰减了一百倍）。

关于强度，在这里引用普林斯顿大学对全校规模室表里笼盖WIFI 研究的结论：

新泽西州情况庇护部测量了普林斯顿大黉舍园内无线收集发出的射频辐射程度（射频波段的电磁波能量强度），并确定可归因于WIFI收集的射频辐射程度凡是无法检测到，即使在直接与接入点天线接触时也只测到比联邦、州和国际指南或监管限制小得多的数值。整个评估，包罗直接测量传输功率和计较机建模，表白在任何环境下利用WIFI收集都不会对射频表露给傍观者发生任何重大影响。按照我们比来和正在进行的关于WIFI和健康的文献的常规查抄，也没有来由相信校园内的WIFI表露对健康有害。https://ehs.princeton.edu/laboratory-research/radiation-safety/non-ionizing-radiation/electromagnetic-fields#WIFI

满威宁传授，本科结业于吉林大学少年班，博士结业于普林斯顿大学物理系，在普林斯顿大学和纽约大学从事博士后工作。现任加州州立大学旧金山分校物理与天文系终身传授。她率领的科研团队从事软凝集态物理、无序材料、准晶、光子能隙及非线性光学的研究。在《天然》《美国科学院院刊》《美国物理快报》《天然通信》等顶级科研期刊颁发多篇论文。多次获得美国天然科学基金委等机构颁布的的科研资金。擅长写作科普文章，给不具备专业常识的读者，精准科普前沿科技。对科学教育理念感乐趣的读者，可以存眷作者微信公家号mv0 (mv数字零)。

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