“電纜細菌”之父--丹麥著名科學家帶領朝陽凱文學子感受探究科學的魅力
本周,朝陽凱文榮幸地邀請到世界著名電微生物學家、丹麥奧胡斯大學的Lars Peter Nielsen教授,他以“電纜細菌”的發現而享譽國際,并于2010年、2012年分別在頂級科學雜志《自然》中發表重要論文,被譽為電微生物學領域的開拓者。
“電纜細菌”能夠進行長距離電子傳遞,這一發現顛覆了傳統的微生物代謝理論,為科學界打開了新的研究領域。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過程的全新理解,激發了同學們對科學探索和跨學科研究的濃厚興趣。
1 顛覆傳統: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隊發現“電纜細菌”的全過程。從海邊采集污泥樣本,到實驗室中的細致觀察與測量,再到數據的分析記錄,以及如何驗證實驗結果,他以詳實的細節和科學的嚴謹,向學生們展示了前沿科學實驗的完整流程。這不僅是一段關于科學探索的精彩故事,也是一場激發學生對科學研究興趣與思考的深刻分享。
這種神奇的微生物能夠實現前所未有的長距離電子傳遞,將一個生態系統中的化學能量以電的形式傳輸到數毫米之外的另一個地方。
尼爾森教授:“電纜細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系統的運作方式提供了新的視角。”
這一發現為地球化學循環研究注入了新的活力,尤其是在硫、鐵和氮等關鍵元素的循環機制中,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于微生物代謝和電子 傳遞的基本概念,促使學術界重新審視微生物在生物地球化學循環中的作用,相關的教科書和學術教材也因此進行了更新,以反映這些重要的科學進展。
2 多學科融創:從科學發現到實際應用
尼爾森教授的研究之所以引人注目,不僅在于他的發現本身,還在于他與團隊的創新方法。
他將微生物學、地球化學和物理學巧妙結合,發展出了一整套研究“微生物電路”的實驗工具。這種多學科融合的方法,不僅使“電纜細菌”的研究取得了飛躍,也為新能源開發、環境修復等實際問題提供了科學依據。
尼爾森教授的研究不僅僅局限于理論創新,他還提到“電纜細菌”在實際應用中的巨大潛力。例如,通過其特性開發高效的污染處理方法和微生物燃料電池,為新能源技術提供突破口。
他表示,科學進步需要更多的跨領域合作,而朝陽凱文這樣注重多學科融合的教育模式,正是培養未來科學家的重要沃土。
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,并現場演示了如何在沉積物樣本中發現和識別出“電纜細菌”,讓現場的同學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”正是科學家們后來發現的“電纜細菌”。教授特別提到,這種能夠導電的細菌具有將廢棄物轉化為有用資源的潛力,為科學研究和實際應用帶來了全新的可能性。
3 激勵未來科學家:從課堂到世界
科學探索的道路從來不是一帆風順的。尼爾森教授在講座中分享了幾個發人深省又趣味十足的話題:當面對無法解釋的實驗現象時,該如何應對?研究團隊中,每位科學家各有所長、性格迥異,他們又是如何發揮特長,彼此協作的?此外,團隊如何將微生物學、化學與物理等多學科知識融會貫通,共同解決復雜問題?這些真實的科研故事,不僅展現了科學研究的挑戰與魅力,也讓學生們深刻感受到團隊合作與跨學科思維的重要性。
這些問題引發了學生們的共鳴,尤其是那些經常在凱文科創實驗室中親手進行研究的同學。他們對科學實驗中的嚴謹與創新、團隊協作與高效溝通,以及跨學科知識體系與思維方式,有了更加深刻的理解和新的認知。這場講座無疑為他們的科研實踐提供了寶貴的啟發和指導。
交流中,Nielsen教授高度贊揚了朝陽凱文在科創領域取得的成績,并提出了若干建設性的意見和建議:
01不要輕視簡單的實驗
盡管看似基礎,但簡單的實驗中往往蘊藏著深刻的科學原理和突破的可能。
02不要摒棄傳統的工具和儀器
即使它們顯得古老,但在許多關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知識
高中階段的物理、化學、生物以及電子學等基礎知識,這些看似簡單的知識會在實驗中不斷發揮作用,來幫助我們理解新的科學現象,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,為未來的科學探索奠定堅實的基礎。
講座結束,同學們不愿離去,將尼爾森教授圍個水泄不通。學生們踴躍提問,教授耐心且生動地解答了每一個問題。
這些研究令我發現科學充滿了無限的可能,沒想到的是自然與科技的結合居然會得出這樣的結論,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“未來城市設計”的比賽,我決定在我的設計中加入電纜細菌作為城市的海床,它將形成一個完整的循環系統,可以自我繁殖,并且由于其非共生和低突變特性,從而讓我的城市設計更加完善,同時為城市提供更加可持續的資源。
—— 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,我認為這真的激勵了我要更加努力學習,打好科學基礎,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了朝陽凱文學校在教育資源上的雄厚實力。
作為一所以培養新一代“具備國際競爭力的全面素質人才”為核心使命的學校,在提升國際視野方面為學生搭建與全球頂尖學者直接交流的橋梁。本次講座讓學生們了解前沿科學的實踐方法,聆聽科學團隊中的探索與發現,近距離與學者對話。
許多同學們表示,總能在學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生物學科 Misha老師告訴小編:
能夠在校內參加尼爾森教授這種級別的講座,機會實在難得與珍貴。“細菌”是IB課程中9-12年級的教學主題之一,我們的學生已經有了堅實的基礎,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,強調了老師們工作的重要性,對學生來說,體會到目前的學習更具意義,激勵他們更深入地探索和學習。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。)
朝陽凱文學校一貫高度重視且大力支持學生的科技創新發展。為了確保學生們能夠精準理解此次講座內容,學校特別啟用了由“朝陽凱文人工智能AI探索院”自主研發的AI同聲傳譯系統。實時翻譯工具在學校里實現啦!帶領大家同步感受頂尖科學的魅力。
尼爾森教授也對這一技術表示了高度贊賞:“語言從來不應該成為科學傳播的障礙。朝陽凱文的AI技術展現了教育與科技結合的力量,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的智慧與啟發。這場活動不僅展現了朝陽凱文作為國際化教育先鋒的實力,也通過AI技術與多學科資源的結合,塑造了一個真正開放、融合的學習平臺。
正如尼爾森教授總結的那樣:“科學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,我相信這些學生將在未來創造更多令人驚嘆的突破。”
