——记北京师范大学化学学院副教授朱嘉

　　本刊记者  徐亚楠

　　
　　在科研上，用朱嘉的话来说，自己只是一名普普通通的研究者。在无数前辈的面前，自己在材料研究领域只做了一点小工作，依然是一个刚“在路上”的赶路人。百丈之台，起于垒土；千里之行，始于足下。“在路上”的朱嘉带着自己的团队，步履坚定地向一个个新台阶迈进。
　　在教学上，朱嘉说，自己是“野路子”，但“野路子”也慢慢悟出独属自己传道、解惑的新方法。经师易得，人师难求。立志要成为一位“人师”是朱嘉永恒的追求。此刻，他还在“人师”这条道路上“修行”“取经”。
　　征途漫漫待奋起，星辰大海伴激昂。一句“我们的征途是星辰和大海”鼓舞着朱嘉向着科研与教学坚定而勇敢地前进。
　　

科研篇：“在路上”的勤思者

　　从1998年参与抗洪抢险，为灾民安装污水处理装置；到2000年起，参与分析北京大气颗粒物研究，一边学习如何修理电镜一边做实验；再到重做学生继续钻研起那些不熟悉的数学和物理公式朱嘉从实验学科的实践走到了材料物理计算的前沿。并以自己的努力与拼搏，向前不断探索。
　　2010年，朱嘉主持了国家自然科学基金青年基金“蒙特卡罗模拟和偏最小二乘法（MC-PLS）的结合：新的快速的定量X-ray mapping分析方法”。该项目是以蒙特卡罗模拟和多元统计方法，对于大量样品的组分进行快速定量分析。在该研究中，朱嘉从方法上实现了Position Target Spectroscopy(PTS)和定量X-ray mapping，并应用于玻璃和陶瓷样品与环境大气颗粒物的组分定量检测。除此之外，还可应用到纳米材料的表征观测，结合相应能谱仪分析结果，进一步去确定碳纳米微球的纯洁性。
　　科研无止境。朱嘉在该项目的研究基础上，又对光滑后的连续谱（视为连续曲线）进行函数型主成分回归分析，以期获得既可降维又能减少信息损失的回归方程。“这项研究是对国家自然科学基金青年基金项目的后续研究。研究结果应用到大量玻璃样品的能谱图和硅元素的检测。并且研究结果表明，基于函数型主成分的回归分析对响应变量具有较强解释能力。同时，其回归系数更加符合数据本身的特点，从而显示出新方法所具有的优越性及实用价值。”
　　科学有险阻，苦战能过关。在经历第一个国家自然基金项目之后，又经历几年的沉寂，朱嘉终于有机会迎来了他的新基金课题。这个课题主体就是“场效应晶体管”。场效应晶体管不仅是一种通过电场效应控制电流的电子元件，更是现代通信、逻辑等大规模、超大规模集成电路的基本组成原件。在过去的50多年中，场效应晶体管极大地推动了科技和社会的进步与发展，给人们的生活带来了前所未有的变化。并且，场效应晶体管还是是现代电子学与微电子学的主要基石。
　　在朱嘉的新课题中另一个重要研究对象是“石墨烯”，它是其他维度石墨材料的基本组成单元，自从2004年被发现之后，其一直环绕着耀眼的光芒而万众瞩目，这不仅源于它令人着迷的物理性质：如极高的迁移率、量子电子传输、高透明度和高弹性等，而且更归功在其在下一代光电器件方面有着巨大的应用前景。最近几年，越来越多的学者开始致力于把石墨烯材料引入电子工业，希望利用其特点制作出各种功能的电子器件，其中就包括场效应晶体管。
　　于是在最新的研究中，朱嘉把新课题的研究焦点对准石墨烯场效应晶体管。以石墨烯有机垂直场效应晶体管的最新实验和理论成果，运用第一性原理的理论计算，优化有机分子在石墨烯表面的自组装结构，剖析不同分子的堆积方式及其与石墨烯的相互作用情况。并应用能带传输模型预测有机分子/石墨烯体系中载流子在石墨烯平面内不同方向上的迁移速率。同时，应用优化的模型（如跳跃模型）预测载流子在垂直于石墨烯平面方向上的迁移速率。
　　通过研究，朱嘉希望能够获得有机分子和石墨烯形成的热力学稳定的自组装结构，并且该结构能够在发挥二者的长处同时克服各自的缺点。同时，通过采用不同的有机分子，可以对该自组装结构的性能进行精细地调控。比如，选用合适的有机分子，使得载流子能够高效地通过有机分子与石墨烯之间的界面。此外，朱嘉也考虑到了有机分子的大小以及其在石墨烯表面的堆积方式对载流子迁移率的影响。
　　在此次的研究中，朱嘉面对的不是单纯的有机半导体分子，而是范德华作用力下的异质结构。“这是不同分子间以及相邻分子或分子层内的载流子输运。我们的目标是弄清楚有机分子与石墨烯之间载流子的输运机理，并发展相应的方法来计算终载流子迁移率。这会为未来垂直有机场效应晶体管发展，尤其是有机分子的选择、器件结构的改进以及工作机理的解析上都将有非常实际的参考价值。”
　　场效应晶体管在有机材料应用领域成为研究热潮。与无机材料相比，有机材料研究还有一些困难，如材料的稳定性、制备成本等。但是有机材料具有一些独特的灵活性从而展现出广阔的研究前景。朱嘉说，现在他们借用无机理论还不能完全解释现有场效应晶体管研究中存在的问题。因此，以有机角度解释场效应晶体管的研究难题是他们现在要努力的一个方向。同时，他们还要从器件的构造来探究垂直场效应晶体管的构造变化。
　　求知多歧路，勤思方可行。在一次次“拐弯”中朱嘉走上了最适合自己的人生之路。“2017年，是我们真正迈开步往前走的第一年。在材料领域，我们想通过计算的演绎归纳来为实验研究提供更多助力，希望以此推进有机材料研究的进度。”
　　在场效应晶体管传输领域，朱嘉说，他是后来者，一直带着诚惶诚恐的态度来看前辈的研究工作。现在他们也有了一些自己的研究计划，他们会根据计划，脚踏实地的在场效应晶体管研究上一步一步朝前走，争取在科研工作上做出更大的成就。”
　　

教学篇：“野路子”的独特教育观

　　2009年，朱嘉进入北京师范大学工作。他知道，北师大的教师不仅要做科研工作，而且更是肩负着教书育人的责任。如果说朱嘉已经在科研道路上经历过一些风雨的话，那么在教学上，他则是一个“新兵”，这就意味着当好教师，他必定要付出比科研更多时间与精力。
　　做教学上的“有心”人与“用心”人，作为非师范专业出身的朱嘉特别喜欢向有经验的教师们去求教，同时不断地总结着经验与心得。比如在面试学生和挑选合适的团队成员时，朱嘉提倡“三看”和“三不看”：不看相貌，不看出身，不看以前各种“牌牌”（奖励）。只看学生面对问题时的态度、方法、习惯，尤其是要看做事的态度。“所以，当我的学生进来时我都会问他，你为什么选择读硕士、博士？为什么要做科研？读完硕士、博士后想要干什么？态度决定一切。本科毕业就是一个人生选择的十字路口，所以，我都会问学生，你为什么选择读研究生？为什么要做科研？一定要好好想想，读完这么多书后到底想要干什么？”朱嘉一再强调学生对事态度的重要性。“我并非刻意去强调要在学生的‘态度’这件事上‘较真’。事实上态度的端正过程就犹如求知苦海中求得前进方向，没有方向的前进一定是缺乏动力的。何况我们学校培养出来的学生很多都会走上基础教学第一线，‘态度决定一切’，一个端正的态度影响的不仅是学生自己，更可能是他们未来的学生们。”
　　而当问到如何端正态度这一问题时，朱嘉显得有点“羞涩”了。“这个问题很难，‘看事不看人’,态度这件事不是说出来的，是做出来的。我经常对学生说，‘重要的，说三遍不如做一遍’。面对科研，驽马和骐骥是一样的，实际做事和做事的结果才是实在的。”朱嘉说，他以此方法选过的学生进校后不管是在学习还是在工作上，表现都非常突出。
　　朱嘉非常重视与学生间的交流，因为他认为教育本身就是一个交流的过程，而师生交流是从彼此信任开始的。从学生进门开始，他就告诉他们：“在科研工作中，我们可以争论，可以拍桌子，甚至可以把蛋糕砖头砸我脸上，这都没问题。可能在别人看来这是没大没小的行为，但是在科研这条路上，我们都是平等的，我们是合作者。所以，我鼓励他们要善于质疑，也要敢于质疑。”正是这样与学生去倾心交流，不但使朱嘉的科研工作更上层楼。更使他与学生建立了良好的师生关系。在很多学生眼中，朱嘉就如他们的兄长一般。
　　如果说在工作中的交流使双方能够走得更快，那么转变思维方式，勤于思考，善于思考则能使学生在学习、工作上形成自己的智慧。因此，在教学上，朱嘉更重视学生思维的培养。
　　“课程学习也好，科研工作也好，竞争的就是怎么想问题，谁有更高效的更创新的思维。不能紧紧盯着别人的最终结果去看，而是应该花更多精力去看这结果是怎么来的，也就是去理解人家如何思考问题的。”朱嘉告诉记者，培养学生的思考能力，转变思维方式，如何更高效地运用已学到的知识去解决实际问题，这是老师在课堂上更应该教给学生的，而不是仅仅把知识系统地灌输给学生。“曾经在课堂上，有学生直接问我考试考什么内容，什么是考试重点，会不会发原题我当时回答是：作为本科二年级的学生，思维还没有从高中那种应试教育中转变过来，如果长期下去，是一件非常危险的事。并且，作为师范学校，50％以上的学生以后是要走上讲台的，如果不注重对自己的思维方式的培养，日后将会产生巨大的不利影响。”
　　美国著名哲学家、教育家杜威曾说：失败是一种教育，知道什么叫“思考”的人，不管他是成功或失败，都能学到很多东西。孔子也说过：学而不思则罔，思而不学则怠。作为老师，朱嘉最怕学生们不愿思考，没有想法。所以他一直把自己比作学生成长路上的助燃剂，已要做学生学术成长的催化剂。他鼓励学生们要找到自己的方向，要有自己的主意，不要因为追求别人的结果而放弃思考。“我经常跟他们讲，有想法很重要，有想法后论证该想法的可行性同样重要前者是创新，后者是批判论证。”他鼓励学生多收集 “想法”，并及时地展现出来，在朱嘉的办公室的一面墙上，贴着很多彩色的标签，上边写满了学生们的想法、思路和成果。朱嘉把这些视作他和他的学生们科研经历的最宝贵的见证，他更希望有朝一日这些见证可以贴满整个墙面。
　　朱嘉不但在教学中注重对学生思维方式的训练。同时，他还参与了学校思维课程的教学。并且，参与了教育学部教育技术学院赵国庆研究组“思维训练与学习力提升”项目；主持了“批判性思维”（中小学组）的培训工作；历任第四届和第五届全国思维教学年会论文评审主席和培训专家；从2012年开始承担历年大中小学各类课堂行为观测和评估项目。还出版了全中国第一本关于小学生批判性思维训练的教材。“其实，这对我来说有点跨界了。但是，这确实很重要，不管学生以后做科研，还是做其他工作，思维清晰，方向才会更明确，前进的步速也会更快。”
　　拳拳赤玉性，幽幽哺人心。伴君荫情愿，不问身后名。朱嘉常把“我不是科班出身，不会教书，不会上课，我教的都是‘野路子’，也没有学过教育心理学这些学科”挂在嘴边。而走“野路子”的他却赢得了众多荣誉：“北京师范大学青年教师基本功理科组一等奖”“优秀辅导员”“十佳教师”“最受本科生欢迎的十佳教师”教学和科研一样难，要花时间，要花精力。但再难，他也要快马加鞭、一路驰骋，闯出一条开阔平坦的大道来。