科苑人物

“博士毕业,我还是一位很普通的学生”

  • 编者按:2014年,中国科学院大学(以下简称“国科大”)招收首届本科生。他们当中,有多位今年获得国科大博士学位。在国科大如何找到自己的科研兴趣?平淡的生活里如何不断进取并保持学习状态?回望过去的九年,刘秋艳总说自己是一个“普通学生”,但她从提问者到答卷人,不仅找到了自己喜欢的研究方向也遇见了更好的自己。

    奖学金拿到手软的学霸?参加竞赛获奖的学神?高影响因子论文频发的科研王者?在国科大,这样的同学比比皆是。但是,我并不是其中之一。

    接到约稿邀请时,我是慌张的,能分享我在国科大九年生活的什么感想?从多种意义上来说,我都是一个普通学生。

    即使一直普通,我依然感谢在国科大的这九年。国科大给了我青春范围内的最大自由,从迷茫到坚定,用最大的包容让我“肆意”成长、让我遇见更好的自己。

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    刘秋艳在中科院物理所的走廊上

    作为高中选择生物必修课的学生,我在报考国科大时选择了生物专业。然而,进入国科大一年来,我接触的生物专业知识较少,反而学习了很多微积分、线性代数、力学和热力学等基础数理知识。

    相比于在其他高校就读、选择了生物专业的高中朋友,我的学习难度很高,开玩笑地说,这就是我“普通”的开始。

    我不明白为什么要学习这些晦涩难懂的数理知识,它们明明看上去对于日后的生物专业学习没有任何用处。

    第一年,我的分数在及格线徘徊。学业上“失败”,但生活没有不如意——在这里,我遇见了一个材料系的男生。后来,在国科大组织的实验室参观中,我慢慢发现生物实验离不开动物实验……作为家里养了小猫的人,我难以下手。好在,好在学校提供了诸多实验室参观体验活动,我近距离了解了不同的实验方向。其中,参观中科院过程所时,我对材料专业产生了非常浓厚的兴趣。

    于是,我开始着手准备转专业。得益于国科大自由转专业政策,我顺利地从生物专业转到了材料专业。兴趣加上数理基础的加持,我在材料专业课程的学习上也算比较顺利。

    第二年,我明白了国科大在本科生第一年设置很多基础课的良苦用心——数理知识是基石,在专业课知识进入了课程体系后,我能较为轻松地推导、使用各类公式,不用死记硬背。

    都说先苦后甜,我不再抱怨数理基础课有多么难,老师们的认真负责和暖心鼓励也给了我很大支持。

    我依然记得《原子物理学》课程的郑阳恒老师。郑老师是物理学院的教授,参与了北京正负电子对撞机很多实验,不仅学识渊博,不时会结合自身丰富的科研经验把相关前沿进展穿插到教学中。也正是如此,郑老师的课程不局限于书本知识,也涉及前沿进展,每间隔一段时间也会在办公室亲自为我们答疑解惑。

    像郑老师一样负责的老师,在国科大有很多。例如教授《微积分》的郑伟英老师(因为教得太好,被我们称为“郑皇”),《线性代数》李子明老师(李老师很可爱,冬天带个大帽子的时候像一朵向日葵),《电磁学》乔从丰老师,《光学》孙宝权老师,《材料力学》赵亚溥老师,《能源材料》肖小玲老师等等。

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    郑阳恒为本科生讲授《普通物理V-B》

    不仅老师,助教们也非常认真。我记得《线性代数》助教是一个长着娃娃脸的学霸、《微积分》助教会在QQ空间里写鼓励大家认真生活的文章、《材料力学》助教每晚都在教学楼的固定教室中等待学生来提问……

    得益于老师、助教的指导与协助,学习不再枯燥。虽然直到毕业,我的成绩一直在年级的中游徘徊,但我依然感谢大家。

    授课老师给刘秋艳的寄语

    大学四年级,很多同学选择访学,我对自己成绩不够自信,选择了留校考研复习。这段时间,我参加了国科大的科创计划,进入化学科学学院王彩旗老师课题组,跟着老师和师兄师姐研究金属镁在生物体内的防腐相关领域。

    在王老师指导下,我尝试搜索文献、阅读文献、设计实验、学习设备操作、实施实验,这让我真正体会到了科研难以一帆风顺,周密方案也可能会出现意外的情况。

    既然有实验失败的苦恼,那便有实验成功时的喜悦:第一次成功除去试剂中的水、第一次合成药品、第一次在镁片上观察到包覆膜……

    最后,虽然因为能力有限,我没有将科创计划中的研究形成完整体系,像优秀同学那样将研究写成论文发表在SCI期刊上,但是,我也学会了科研基础技能,这些技能最终也帮助了我很快适应研究生生活。

    材料领域范围广大,确定好自己未来的具体研究方向很重要。路途虽曲折,但也充满了获得感和成就感。

    这时候,国科大导师制度发挥了优势。

    我的第一任导师是生命科学学院院长康乐院士。早在入学之初,康老师就邀请我们去实验室参观,虽然我最终没有进行昆虫研究,但是我依然记得康老师与我们几个大一的新生坐在一起,与我们分享求学经历,勉励我们好好学习的场景。

    因为转专业的缘故,我的第二任导师是国家纳米科学中心研究员聂广军。聂老师很温柔,仔细询问我的学习情况,主动安排师兄带我进行一些简单的实验。男友导师是陈立泉院士,在他寻求陈老师的指导时,我也会跟随。起初我有些拘谨,常站在陈老师的办公室门外等候。在几次之后,陈老师主动邀请我一起进办公室交流,这也让我有机会深入了解中科院物理所清洁能源实验室。

    在参观各实验室后,我做出了决定——进入中科院物理所清洁能源实验室开展深入学习和研究。这不是一个仓促鲁莽的决定,而是综合考虑了我所学课程与兴趣方向。

    顺利进组后,我开始着手在实验室做毕业设计。因为之前有过做实验经历,所以这一次,我适应得较好,也较为顺利地完成了本科学习。

    本科毕业典礼那天,我在台下坐着,看着优秀本科学生代表发言,静静等待着全体毕业生着上台接受拨穗。虽然与他们相比,我是一个很普通的学生,但我在国科大也度过了丰富的四年本科生活。

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    本科毕业和全班同学的合影

    2018年本科毕业后,我如愿继续在国科大攻读博士学位,跟随中科院物理所清洁能源实验室研究员王兆翔,深入钻研电解质。

    实验室里强手如云,我依然不是最耀眼的那几位。

    在制备样品上遇见了困难,我可以求助师兄帮助;实验室里缺少表征仪器,我可以去别的研究所;实验遇上了瓶颈,有各类讲座可以参加,寻找灵感……在中科院体系里上学,我最不用担心的就是资源和指导。

    在物理所,我认识了很多优秀同学,不仅交流学习到了很多实验操作知识和小技巧,也对其他领域有所了解。毕竟,不同科研方向之间的互动往往会带来新的灵感。

    我的具体研究方向是高电压电解液添加剂。还记得刚进入实验室,师姐手把手教我涂片,看着我在手套箱里面装电池。师姐很强调一致性,良好的一致性可以让我在以后的实验中减少不必要的麻烦。在师姐指导下,我虽然手笨,但也可以熟练完成基本操作。

    第一次设计实验,我“信心满满”,选择了几种添加剂,配置了电解液,装好了电池,考虑到要突出“高电压”,我直接将充电截止电压设为了5 V。毫无疑问,每个电池的性能都很差,这让我很沮丧。

    师兄看着我的电池数据,直接指出了我的问题,首先是正极材料与充电截止电压的不匹配,正极材料自身结构的破坏也会导致电池的性能较差,这与我想观察电解液性能的实验目的有冲突;其次,“一步登天”不可取。师兄指着我之前随手测试的、充电截止电压为4.5 V的电池数据说:“这些电池的性能也在衰退,只是相较于充电到5 V时缓慢一些,你如果能稳定住电池充电到4.5 V的性能,这也是一种进步。研究都是从小处开始的,能有一点进步就是很了不起了。你看我,也只是把库伦效率从95%提高到97%。”

    那个傍晚,我又对科研有了一些新的理解——大发现、大成果当然人人都想要,但是一些小小的进步和改善也是值得高兴的。

    现在,我虽然没有做出什么彻底颠覆现有锂电池电解质设计和结构的惊天成果,但是我也成就感满满。

    王老师常常对我说,发现一个现象,然后深入探索,搞明白背后的原因和故事——科研更像是满足自己的好奇心。

    为了满足自己的好奇心,探索现象背后的原因,各种实验、计算和表征是必不可少的。物理所的表征技术很多——从基础的电化学表征,到电镜技术、结构表征、表面表征,物理所的仪器设备都能满足。

    我想学习计算,王老师将我介绍到北京理工大学做计算的小组里学习;实验室的热重设备精度不高,王老师安排我将样品寄送到青岛能源所做测试;所里缺乏核磁仪器,师兄带着我去化学所做实验。丰富的测试资源极大地满足了我的探索欲,我可以自由制备各类电解质、装配电池,测试它们的性能;遇见有趣的现象,我可以用各种设备和仪器表征电解质中组分之间的相互作用,寻找原因。

    王老师告诉过我,我们虽然不能保证取得的研究成果就是真理,但是,在自己的能力范围内,不要让别人挑刺。即使我的科研成果影响力不高,但我也尽量考虑到方方面面,将研究做到最细致。我还是一个普通的学生,但是我也是一个严谨、细致的普通学生。

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    实验室合影

    2023年夏天,我将再次毕业。

    感谢所有遇见。感谢国科大给了我很多选择的机会,让我最终可以找到自己喜欢的研究方向并坚持下来;感谢物理所给我提供了最好的科研环境和氛围,让我可以毫无顾虑地深入探索自己感兴趣的方向。

    当然,这次毕业,我想我还是一位很普通的学生。但是,与九年前的自己相比,我已经成为了“更好的自己”。

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    博士毕业照(左下为刘秋艳)

    作者简介:

    刘秋艳,国科大2023届材料物理与化学专业博士毕业生,系国科大2014年入学的首届本科生。在学期间,多次获得所长奖学金表彰奖、校级三好学生荣誉称号、校级优秀学生干部荣誉称号。已发表一作研究论文4篇、综述1篇,申请发明专利2项。毕业后赴北京市产品质量监督检验研究院新能源实验室从事关于氢燃料电池的研究。

    责编 : 贺静蕾