“電纜細(xì)菌”之父--丹麥著名科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)朝陽凱文學(xué)子感受探究科學(xué)的魅力
本周,朝陽凱文榮幸地邀請到世界著名電微生物學(xué)家、丹麥奧胡斯大學(xué)的Lars Peter Nielsen教授,他以“電纜細(xì)菌”的發(fā)現(xiàn)而享譽(yù)國際,并于2010年、2012年分別在頂級科學(xué)雜志《自然》中發(fā)表重要論文,被譽(yù)為電微生物學(xué)領(lǐng)域的開拓者。
“電纜細(xì)菌”能夠進(jìn)行長距離電子傳遞,這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)的微生物代謝理論,為科學(xué)界打開了新的研究領(lǐng)域。此次尼爾森教授精彩的講座為凱文師生提供了對微生物電子傳遞和生物地球化學(xué)過程的全新理解,激發(fā)了同學(xué)們對科學(xué)探索和跨學(xué)科研究的濃厚興趣。
1 顛覆傳統(tǒng):重新定義微生物世界
在講座中,尼爾森教授生動講述了他和團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)“電纜細(xì)菌”的全過程。從海邊采集污泥樣本,到實驗室中的細(xì)致觀察與測量,再到數(shù)據(jù)的分析記錄,以及如何驗證實驗結(jié)果,他以詳實的細(xì)節(jié)和科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),向?qū)W生們展示了前沿科學(xué)實驗的完整流程。這不僅是一段關(guān)于科學(xué)探索的精彩故事,也是一場激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究興趣與思考的深刻分享。
這種神奇的微生物能夠?qū)崿F(xiàn)前所未有的長距離電子傳遞,將一個生態(tài)系統(tǒng)中的化學(xué)能量以電的形式傳輸?shù)綌?shù)毫米之外的另一個地方。
尼爾森教授:“電纜細(xì)菌不僅僅是一種自然奇觀,它們代表了一種新的生物代謝方式,為我們理解地球生態(tài)系統(tǒng)的運作方式提供了新的視角。”
這一發(fā)現(xiàn)為地球化學(xué)循環(huán)研究注入了新的活力,尤其是在硫、鐵和氮等關(guān)鍵元素的循環(huán)機(jī)制中,微生物的作用變得更加清晰。同時,這項研究也顛覆了教科書中關(guān)于微生物代謝和電子 傳遞的基本概念,促使學(xué)術(shù)界重新審視微生物在生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用,相關(guān)的教科書和學(xué)術(shù)教材也因此進(jìn)行了更新,以反映這些重要的科學(xué)進(jìn)展。
2 多學(xué)科融創(chuàng):從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到實際應(yīng)用
尼爾森教授的研究之所以引人注目,不僅在于他的發(fā)現(xiàn)本身,還在于他與團(tuán)隊的創(chuàng)新方法。
他將微生物學(xué)、地球化學(xué)和物理學(xué)巧妙結(jié)合,發(fā)展出了一整套研究“微生物電路”的實驗工具。這種多學(xué)科融合的方法,不僅使“電纜細(xì)菌”的研究取得了飛躍,也為新能源開發(fā)、環(huán)境修復(fù)等實際問題提供了科學(xué)依據(jù)。
尼爾森教授的研究不僅僅局限于理論創(chuàng)新,他還提到“電纜細(xì)菌”在實際應(yīng)用中的巨大潛力。例如,通過其特性開發(fā)高效的污染處理方法和微生物燃料電池,為新能源技術(shù)提供突破口。
他表示,科學(xué)進(jìn)步需要更多的跨領(lǐng)域合作,而朝陽凱文這樣注重多學(xué)科融合的教育模式,正是培養(yǎng)未來科學(xué)家的重要沃土。
整場講座中最吸引眼球的時刻來啦!
尼爾森教授展示了一個來自丹麥海底的神秘樣本,并現(xiàn)場演示了如何在沉積物樣本中發(fā)現(xiàn)和識別出“電纜細(xì)菌”,讓現(xiàn)場的同學(xué)們近距離感受到電子在自然界中穿行的神奇過程。
尼爾森教授在現(xiàn)場用小勺子挖起了一些泥土,我們會看到泥土上垂下許多細(xì)小的沙粒。這些沙粒之間似乎有一些肉眼無法看見的“線”連接著。而這些“線”正是科學(xué)家們后來發(fā)現(xiàn)的“電纜細(xì)菌”。教授特別提到,這種能夠?qū)щ姷募?xì)菌具有將廢棄物轉(zhuǎn)化為有用資源的潛力,為科學(xué)研究和實際應(yīng)用帶來了全新的可能性。
3 激勵未來科學(xué)家:從課堂到世界
科學(xué)探索的道路從來不是一帆風(fēng)順的。尼爾森教授在講座中分享了幾個發(fā)人深省又趣味十足的話題:當(dāng)面對無法解釋的實驗現(xiàn)象時,該如何應(yīng)對?研究團(tuán)隊中,每位科學(xué)家各有所長、性格迥異,他們又是如何發(fā)揮特長,彼此協(xié)作的?此外,團(tuán)隊如何將微生物學(xué)、化學(xué)與物理等多學(xué)科知識融會貫通,共同解決復(fù)雜問題?這些真實的科研故事,不僅展現(xiàn)了科學(xué)研究的挑戰(zhàn)與魅力,也讓學(xué)生們深刻感受到團(tuán)隊合作與跨學(xué)科思維的重要性。
這些問題引發(fā)了學(xué)生們的共鳴,尤其是那些經(jīng)常在凱文科創(chuàng)實驗室中親手進(jìn)行研究的同學(xué)。他們對科學(xué)實驗中的嚴(yán)謹(jǐn)與創(chuàng)新、團(tuán)隊協(xié)作與高效溝通,以及跨學(xué)科知識體系與思維方式,有了更加深刻的理解和新的認(rèn)知。這場講座無疑為他們的科研實踐提供了寶貴的啟發(fā)和指導(dǎo)。
交流中,Nielsen教授高度贊揚了朝陽凱文在科創(chuàng)領(lǐng)域取得的成績,并提出了若干建設(shè)性的意見和建議:
01不要輕視簡單的實驗
盡管看似基礎(chǔ),但簡單的實驗中往往蘊藏著深刻的科學(xué)原理和突破的可能。
02不要摒棄傳統(tǒng)的工具和儀器
即使它們顯得古老,但在許多關(guān)鍵研究中依然非常實用,甚至不可替代。
03夯實高中階段的基礎(chǔ)知識
高中階段的物理、化學(xué)、生物以及電子學(xué)等基礎(chǔ)知識,這些看似簡單的知識會在實驗中不斷發(fā)揮作用,來幫助我們理解新的科學(xué)現(xiàn)象,帶來意想不到的驚喜和效果。
尼爾森教授這些樸實而富有洞見的建議,希望激勵同學(xué)們保持對未知的好奇心,注重實踐與積累,腳踏實地,為未來的科學(xué)探索奠定堅實的基礎(chǔ)。
講座結(jié)束,同學(xué)們不愿離去,將尼爾森教授圍個水泄不通。學(xué)生們踴躍提問,教授耐心且生動地解答了每一個問題。
這些研究令我發(fā)現(xiàn)科學(xué)充滿了無限的可能,沒想到的是自然與科技的結(jié)合居然會得出這樣的結(jié)論,看似很小的一個微生物,想不到會有這么大的用途。
—— 7年級 Jude W.
教授本人高高的個子,和藹可親,臉上總是帶著溫暖的微笑。他或許不是一個擅長公眾演講的人,但他的每一句話都充滿了信念、善意和真誠,這讓我聽得更加專注。
我正在參加“未來城市設(shè)計”的比賽,我決定在我的設(shè)計中加入電纜細(xì)菌作為城市的海床,它將形成一個完整的循環(huán)系統(tǒng),可以自我繁殖,并且由于其非共生和低突變特性,從而讓我的城市設(shè)計更加完善,同時為城市提供更加可持續(xù)的資源。
—— 6年級 Rocky W.
尼爾森教授提到他科研過程中的很多知識主要來自高中階段,我認(rèn)為這真的激勵了我要更加努力學(xué)習(xí),打好科學(xué)基礎(chǔ),將來也能像教授一樣來解決世界性的問題,為世界帶來改變。
—— 9年級 Jina J.
4 在朝陽凱文:享世界頂尖資源,AI助力全球化交流
尼爾森教授的到訪充分體現(xiàn)了朝陽凱文學(xué)校在教育資源上的雄厚實力。
作為一所以培養(yǎng)新一代“具備國際競爭力的全面素質(zhì)人才”為核心使命的學(xué)校,在提升國際視野方面為學(xué)生搭建與全球頂尖學(xué)者直接交流的橋梁。本次講座讓學(xué)生們了解前沿科學(xué)的實踐方法,聆聽科學(xué)團(tuán)隊中的探索與發(fā)現(xiàn),近距離與學(xué)者對話。
許多同學(xué)們表示,總能在學(xué)校里遇到這種重量級大咖,真是既榮幸又興奮的事情,每次后勁都很大。
朝陽凱文國際課程中學(xué)生物學(xué)科 Misha老師告訴小編:
能夠在校內(nèi)參加尼爾森教授這種級別的講座,機(jī)會實在難得與珍貴。“細(xì)菌”是IB課程中9-12年級的教學(xué)主題之一,我們的學(xué)生已經(jīng)有了堅實的基礎(chǔ),完全可以跟隨并理解尼爾森教授此次講座的深度。令人著迷的是,教授最重視的一些實驗是簡單的高中實驗,這一啟示十分鼓舞人心,作為教育工作者來說,強(qiáng)調(diào)了老師們工作的重要性,對學(xué)生來說,體會到目前的學(xué)習(xí)更具意義,激勵他們更深入地探索和學(xué)習(xí)。我最喜歡的一句話與這一信念完全一致:“No one is too small to make a difference.” (沒有人微不足道,每個人都能帶來改變。)
朝陽凱文學(xué)校一貫高度重視且大力支持學(xué)生的科技創(chuàng)新發(fā)展。為了確保學(xué)生們能夠精準(zhǔn)理解此次講座內(nèi)容,學(xué)校特別啟用了由“朝陽凱文人工智能AI探索院”自主研發(fā)的AI同聲傳譯系統(tǒng)。實時翻譯工具在學(xué)校里實現(xiàn)啦!帶領(lǐng)大家同步感受頂尖科學(xué)的魅力。
尼爾森教授也對這一技術(shù)表示了高度贊賞:“語言從來不應(yīng)該成為科學(xué)傳播的障礙。朝陽凱文的AI技術(shù)展現(xiàn)了教育與科技結(jié)合的力量,幫助我們更好地分享知識。”
尼爾森教授的講座為朝陽凱文師生帶來了前沿科學(xué)的智慧與啟發(fā)。這場活動不僅展現(xiàn)了朝陽凱文作為國際化教育先鋒的實力,也通過AI技術(shù)與多學(xué)科資源的結(jié)合,塑造了一個真正開放、融合的學(xué)習(xí)平臺。
正如尼爾森教授總結(jié)的那樣:“科學(xué)是一種永無止境的探索,而探索的起點往往在于一顆充滿好奇的心靈。朝陽凱文為下一代提供了這樣一個平臺,我相信這些學(xué)生將在未來創(chuàng)造更多令人驚嘆的突破。”
