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以责任担当投身科研创新(深聚焦·关注高校科研创新)
发布时间:2022-05-12        
 

  创新是引领发展的第一动力,高校青年学生是科研创新的有生力量。习总书记指出,要勇于创新,深刻理解把握时代潮流和国家需要,敢为人先、敢于突破,以聪明才智贡献国家,以开拓进取服务社会。

  近年来,越来越多的高校学生承担起科研创新的重任,努力在实现中华民族伟大复兴的时代洪流中踔厉奋发、勇毅前行。本期教育版,我们选取了几所高校的学生科研团队与个人,讲述他们坚持理想、脚踏实地,不断攀登科技高峰的故事。

  “回顾这段经历,我们深深感受到科学工程带来的挑战与成长。”4月12日晚,清华大学工程物理系本科生、“天格计划”学生兴趣团队第四任队长刘亦晖作为特等奖代表在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛闭幕式上发言。

  此时,同学们研制的卫星载荷正在距离地面500公里外的轨道遨游,探测宇宙中“看不见的光”——伽马射线暴,人类已知最剧烈的天体物理过程之一。

  浩瀚宇宙与一群平均年龄21岁的本科生,距离有多远?团队首任队长温家星说,追光之旅始于敢想敢做的勇气。

  2016年,刚上大四的他与老师讨论毕业设计选题,师生从伽马射线聊到引力波以及与其对应的电磁波辐射探测。温家星兴奋起来:能不能抓住明亮伽马暴的物理特征,用微纳卫星搭载紧凑型探测器进行观测?“这是一件非常有挑战的事情,我特别希望能做前人没做过的事!”

  “几位老师起初有些谨慎,但很愿意支持学生试一试。”指导教师之一、工程物理系副教授曾鸣回忆,“做工程时要万无一失,但培养学生时要给他们试错的机会。”温家星在全校招募了首批30多名同学,致力于自主研制立方星科学载荷,开展空间伽马暴探测。

  然而,追光之旅并不容易。这样一个全流程的小型航天任务,意味着跨学科知识融合和“真刀真枪”的工程挑战。

  温家星印象最深的,是第一颗卫星载荷发射前的联调故障。整星交付联调时,由于一个接口的电缆线序错误,刚通上电,载荷的电路板就烧坏了。如果选择放弃、等待下一次发射机会,近一年的努力将化为泡影。“尘埃落定前,我们想用尽全力,拼一次!”同学们接力对载荷进行“抢救”,终于在两天后的凌晨1点将载荷修复好。2018年10月,“天格计划”一号卫星载荷成功发射。

  “我们进入团队时,又面临新挑战——让卫星载荷从工程验证原型机变成能长期稳定获取科学数据的观测仪器。”刘亦晖说, “例如,载荷中的硅光电倍增管是一种新型光电器件,我们运用所学知识,发射前准确标定、发射后专门设计在轨实验,率先获得了器件辐射损伤特性的定量拟合公式。”他说,同学们学会了在实践中融会贯通。

  “天格计划”的名称,出自师生们很喜爱的两个词语——天道酬勤、格物致知。2021年1月21日,“天格计划”二号卫星载荷首次成功探测到伽马暴事例。“那天正值寒假,同学们轮流值班、每天自主编制遥测指令,才得到珍贵的观测结果。”刘亦晖说。目前,首批科学成果正陆续发布。

  5年多来,清华大学已有近百名本科生参与“天格计划”。带着追光路上的学术志趣,毕业生大都奔赴国内的大科学项目和大科学装置,继续追梦。

  今年2月,“天格计划”的两颗卫星载荷搭乘长征八号遥二运载火箭发射升空,成功进入预定轨道。眼下,卫星载荷正在对伽马暴、太阳活动等持续进行在轨观测与分析。已有20余所高校和科研院所参与“天格联盟”,新一批追光少年正在科学探索的道路上奋力奔跑。

  “发掘报告的每一个字、每一句话,田野考古实习的每一锹、每一铲,都与厚重的历史息息相关。”当记者问起考古的意义时,北京大学考古文博学院学生王蕻荃坚定地给出答案。自从高二参加北京大学中学生考古暑期课堂起,考古便成了他生命中的一份“执着”。

  “选择了考古,就要学会用甘于‘坐冷板凳’、勇于‘啃硬骨头’的态度与文献做朋友。”面对“中国境内萨珊银币用途”这一学界已讨论数十年的话题,王蕻荃尝试从近百篇文献中梳理脉络。

  一年半的时间里,他在繁复的考古材料中,无数次思索考古这门学科的意义。支撑他坚持下来的是一种信念:“发现一些前人未曾发现的历史细节与真相,将史料补充得更为具体,这是一件伟大的事。”当他用心撰写的文章《中国境内萨珊银币用途研究述要》得到认可时,王蕻荃感到很充实。

  “再刮一刮,多找一找,握着手铲、刷子、小筷子,在自己负责的探方内搜寻,每一铲下去都充满惊喜。”既埋首书斋,又深耕田野,这是北大考古学的传统。如今,北大“田野考古实习”课程已走过60多年的历程,“教学+科研”模式让像王蕻荃一样的考古学入门学生有机会走进一线。

  大三上学期,王蕻荃与同学们来到宁夏回族自治区盐池县张家场遗址进行为期一学期的田野考古实习课程。“关于地层划分、遗物所属类型,大家一起探讨研究,这是书本中领略不到的。”从烈日炎炎到寒风凛冽,年轻的考古人把理想与信念融入一锹一铲之中。在他们的努力下,一座汉代的大型城址渐渐从黄沙中重见天日。

  相比于前辈们“面朝黄土背朝天”的时代,如今的考古人是幸运的。在田野中,现代科学技术与考古工作结合更为紧密,三维建模工具、工程制图软件、3D打印技术,越来越多智能化的测绘、记录设备与技术被充分运用到考古研究中;在实验室里,包括碳十四测年法、稳定同位素与食性分析等在内的科技考古研究,成为近年来学科发展的新态势。“学习熟练使用无人机拍摄遗址全景图,是我接下来想要掌握的新技能。”王蕻荃说。

  在深耕田野的过程中,王蕻荃也不断思考着考古与大众之间的联系:“一起挖掘的民工阿姨们好奇地学习如何划分地层,热烈讨论着钱币的年代,这让我明白,中国考古学的当代价值,不仅仅体现在解决学术问题之中,也体现在满足群众对我国悠久历史的好奇心、构筑中华民族的精神家园之中。”

  “考古工作者就如同历史的解码人,从纷繁复杂的考古材料中抽丝剥茧,从地层与类型中透物见人,还原古代社会生活的图景,这很辛苦,但也值得。”王蕻荃立下志向,要像投身考古事业、默默奉献的前辈们一样,在琐碎中不忘初心,在平凡中坚守理想,为进一步建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学贡献自己的力量。

  “机器人研究是我心中一粒巨大的种子!”向记者讲出这句话,李蕴洲怀着满满热情。他是哈尔滨工业大学的在读博士生,创立了一家高新技术企业并担任董事长,在机器人科研领域向下深耕,不断探索技术突破与转化之路。

  青少年时期,李蕴洲就喜欢钻研四驱车机械结构、收看科普节目,对机器人领域极有兴趣。这种热情指引他走进哈工大,也促使他直面挑战、扎根学习、不断超越。

  几年前,他与团队参加全国大学生机械创新设计大赛,想做一款多功能带载爬楼车,帮快递小哥解决重物上楼的难题。“没有经验就自己摸索。”李蕴洲在老师指导下,从书本里把艰深晦涩的理论“一点点啃下来”,大胆投入设计制作。然而耗时5个月,机器人在具体加工环节还是达不到理想水平,大家很受打击。

  “既然要做,就要做到最好!”苦闷之余,李蕴洲还是决定坚持下去,“哈尔滨冬天特别冷,我们拎着铁皮,来来回回去加工站维修。”第二次设计制作,团队从结构优化、软件设计到材料选型,几乎全部推翻重建。“从最初单个零件30公斤,到后来整个爬楼车才30斤,还可以承载100斤货物,我们付出了很多努力。”李蕴洲说。

  多次自主研发,李蕴洲深深体会到,机器人研究就像一粒种子,“许多技术极限都是先在机器人研发中寻求突破,再从中提炼衍生出各种创新技术,反哺到工业、民用领域,实现应用价值。”机器人研究意义非凡,李蕴洲由此坚定了自己的科研方向。

  再次给李蕴洲很大触动的,是参加中国“互联网+”大学生创新创业大赛的经历。看到其他学子在台上讲解项目,他感受到,“如果不能服务经济社会发展,科研就缺少了一些价值。”

  那一刻起,李蕴洲不再满足于做一个“技术流”,而是更多地投身于科研成果转化,寻求更大突破。于是,他踏上了自主创业的道路。

  抗击新冠肺炎疫情初期,防护口罩紧缺,李蕴洲团队帮助工厂在硬件、结构、算法等方面完成技术优化,生产速度翻倍,保障了基础医疗物资供应。最近,他还计划将机器人技术应用于核酸检测,提升检测效率、减轻工作人员感染风险。“科研的魅力就在于更多地为国家、社会和人民作出贡献。”李蕴洲说。

  尖端科技竞争本质上是人才竞争,李蕴洲到现在都记得青少年时期被科普节目激发出的“机械热情”。这几年,他积极组织各种科技教育活动,捕捉、培养青少年人才对机器人技术的浓厚兴趣。“到2035年,我国公民具备科学素质的比例要达到25%,我想为这一目标努力。”谈及团队的科普推广计划,李蕴洲既有热情,又满怀期待。

  5月的三秦大地,春风和煦,暖意融融。周末,西北农林科技大学学生张鹏像往常一样,骑着自行车,前往几公里外的陕西杨凌示范区巨丰农业合作社。

  “我是学校‘田园使者’团队成员,在合作社担任技术员助理。”张鹏告诉记者,“最近是葡萄挂果季节,但农户发现大棚葡萄挂果率低,所以这次和我一起来的,还有学校葡萄酒学院的刘旭老师。”

  刘旭一边在大棚里查看葡萄的长势,一边向身边的农民和同学解释:“葡萄挂果率低是因为花芽分化不好。一是由于去年葡萄枝条生长过旺,导致花芽分化期养分供应不足;二是去年冬天修剪枝条时,方法不正确,留的花芽太少。对该品种的葡萄应该采用短枝修剪法。”

  在老师的指导下,“田园使者”团队成员与农户一起,对葡萄进行施肥打尖、修剪枝条、通风光照调节等工作。大棚里温度渐渐升高,大家额头上沁出细密的汗珠,但能够为农户带去科学种植方法,帮助他们增产增收,“田园使者”们都觉得很开心。

  “从葡萄种植、修剪,到番茄育苗、移栽,再到西瓜吊蔓、套袋,我们所学的理论知识在这里得到了充分实践。能把农业科研成果带到农民身边,是我们觉得最自豪的事。”杨凌稷秦果蔬专业合作社“田园使者”团队队长周迅说,“在实践中,我更加坚定了知农爱农、强农兴农的责任与信心。”

  为引导学生在专业学习实践中服务和奉献“三农”,2012年,西北农林科技大学联合杨凌示范区开启了“田园使者”活动。如今活动已开展10年,吸引了近万名学生参与。学生们活跃在杨凌的田间地头,开展科技支农、参与社区治理、服务村民文教活动等,既帮助农户解决了生产经营问题,也在扎根农村大地中锤炼了意志品质。

  农业农村现代化关键在科技、在人才。充分利用科研成果,助力乡村振兴,是高校的责任与担当。作为农户和专家之间的桥梁,“田园使者”在科研助农上发挥了积极作用。周迅告诉记者:“在一次活动中我们发现,大棚中番茄的灰霉病和辣椒疫病大面积发生,而农户只凭借经验进行防治,虽然大量使用农药却未见起色。于是,我们立即在田间获取了相应病株样品,第一时间带回学校进行相关实验研究。后来在老师们带领下,我们下地为农户诊治病虫害,并提出相应的防治措施,最大程度地挽回了农户的经济损失。”

  “除了发挥农业科研和农技推广作用,我们还帮助合作社拓宽农产品的销售渠道,比如举办采摘节,利用微信、微博等对农产品进行宣传,并统一组织采摘、线上销售等,帮助合作社打开销路。看到乡亲们乐,我们也乐。”周迅说,“农村是一片广阔的舞台,我愿意把汗水洒在希望的田野上,让青春在农村大地上绽放光彩。”

  今年五月是全国第二个民法典宣传月,新疆喀什边境管理支队红其拉甫边境派出所组织民警前往边境一线牧场、抵边施工单位等场所开展以美好生活·民法典相伴为主题的普法宣传活动

  2022年5月6日,湖北省襄阳市,位于襄阳汉江国家湿地公园的襄阳月亮湾湿地公园绿意盎然,与城市、汉江一起绘就了一幅美丽生态画卷。

  社区志愿者守住防线月底在安徽利辛县疫情防控紧要时刻,利辛农行的志愿者们披甲上阵,“十三勇士”支援县城多个社区,加入到疫情防控的一线行动中,帮助小区居民登记二维码、辅助采样扫码、维持秩序等,几天来为2.9万余户居民提供疫情核酸信息采集服务。

  2022年5月5日,河北省承德市金山岭长城风光。正值立夏时节,金山岭长城景区绿意盎然,苍翠欲滴,美如画卷。

  2022年5月4日,长江江豚在湖北省宜昌市葛洲坝下游大江水域逐浪嬉戏。

  2022年5月1日,四川洪雅柳江古镇景区与本土非遗文化联姻牵手,与游客亲密互动,释放出非遗文化的经济和社会价值,进一步深化文旅融合,成为景区新亮点,提升游客体验的新途径。

  2022年5月1日,山西省运城市盐湖呈现出色彩斑斓的美丽景观。当地大力实施退盐还湖还湖于民生态修复工程,把盐湖从矿区、工业区变为旅游区,生态环境越来越好。

  2022年4月25日,浙江省湖州市德清县康乾街道的合杭高铁湖杭段,一辆热滑检测车正在进行热滑试验。

  近年来,南川区持续开展城周石漠化治理,保护城市生态屏障,完善城市景观建设,提升城市建成区绿地率,让市民推窗见绿、出门赏花成为常事。

  2022年4月20日,在北大荒集团红星农场有限公司第二管理区的有机小麦专属基地,拖拉机开足马力牵引着小麦通用播种机在田间来回穿梭,拉开北大荒3万亩有机小麦高标准播种的序幕。

  2022年4月19日,贵州遵义,在第27个世界读书日来临之际,播州区乌江寨景区举行阅读红色经典·讲好遵义故事2022年4·23世界读书日系列活动启动仪式。

  4月中旬,河北承德,金山岭长城景区十万亩杏花迎来盛花期。绽放的杏花开满长城内外,吸引游客和摄影爱好者前来游览采风。

  文安县始终将高标准农田建设作为乡村振兴、强化现代农业物质支撑和服务体系的重要内容,先后投资1.1亿元推进高标准农田建设,是河北省产粮大县。

  2022年4月18日,山西省运城市稷山县汾河国家湿地公园的针叶天蓝绣球竞相绽放,成为汾河岸畔一道亮丽的风景线

  2022年4月17日,江苏南京,长江南岸新建的圆形玻璃景观桥亮灯,与夜幕中的南京长江大桥交相辉映,美不胜收。

  2022年4月10日,浙江杭州千岛湖畔,一座座岛屿春意盎然,与碧水、公路、绿道组成一幅幅美丽的春天画卷,美不胜收。

  2022年4月7日,贵州省大方县奢香古镇城市梯田景区春和景明,层层叠叠的梯田生机盎然。奢香古镇是大方县易地扶贫搬迁安置区,将田园风光融入城镇建设,在古镇中心建设了12万平方米的城市梯田,吸引游客前来观光游览。

  2022年4月5日,清明时节,江苏省泰州市农民抢抓农时,开展春耕、授粉、春管等各项农事生产,田间地头一派忙碌的景象。