少年班本科生科研成果在《自然 物理》发表

发布者:少年班学院 发布时间:2024/05/29

近日,中国科学技术大学曾长淦教授指导的本科生科研工作Magnetic-field tuning of Casimir force在杂志Nature Physics上发表。这篇文章的第一作者张一弛系少年班学院2018级学生,其他8位作者里有4位也是少院学生,他们分别是王一恒(2021级)、刘雨辰(2019级)、李树(2019级)、范创(2019级)。

 

我们访谈了文章的指导老师曾长淦教授和一作张一弛同学(现为美国康奈尔大学博士研究生)。他们回顾了这项工作的历程,也对“本科生科研实践培养”表达了自己的看法。

 

一、始于兴趣,终于坚持

2017年左右,曾长淦老师应校团委邀请,创立了“蓝色原子极客中心”项目组,因为招收的多是低年级本科生,他希望能“从实验的角度简单一点,但是物理上又特别有趣的一个事情”出发,展开研究。这也逐渐成为他指导本科生科研的理念之一。

曾长淦教授与少年班学院学生交流

 

最开始项目组没有自己的仪器,只能预约公共仪器做实验。后来终于购买了一台国产的原子力显微镜,但是硬件和软件各方面又需要因地制宜地改造。同学们就这样一边改装一边实验,享受着摸索前进的乐趣。

张一弛(少院2018级学生)现在美国康奈尔大学求学

 

一开始搭建仪器,是张一弛觉得最困难的时候。“因为我们对AFM测量卡西米尔力没有任何经验,实验室里也没有其他人在做这个方向,所有的问题只能与老师讨论然后自己解决。”

曾老师对同学们的赞赏溢于言表。“我们还是克服了很多困难。学生们都是非常厉害,事情做得很扎实,也真的是很辛苦,因为本科生平时要上课还有很多其他活动。” 

刘雨辰(少院2019级学生,现为清华大学研究生)在实验室观测石墨烯

 

这样持续数年的坚持,不仅带来了可喜的实验结果,更重要的是,扎实的实验训练让同学们对物理学的基本知识和实验科学所需要的耐心毅力有了更深刻的理解,也更有勇气去面对未知和改变。

 

二、科教结合——中国科大传承老传统

科教结合”是中国科大办学的一大传统,可以追溯到建校之初。那时,钱学森先生就建立了一个火箭小组,专门带领学生研发火箭,希望学以致用。后来火箭小组去周边农村做人工降雨,取得了一些实效。

曾长淦教授表示自己在科大读本科时也进过实验室,所以这种科教结合的传统渐渐变成了潜移默化的认知。他就像当年的老师们一样,必然很欢迎本科生到实验室来。他享受与本科生的互动:“跟学生的交流和碰撞,会让你感觉愉悦,并且有一种年轻感,觉得每天都有新的知识新的挑战。”而看着学生成长,成为一个比自己还优秀的人,这样的成就感会让一个老师无比骄傲。

实验室聚餐,右六为曾长淦老师,左一为刘雨辰(少院2019级学生),右二为王一恒(少院2021级学生)

 

著名数学家陈省身院士曾经勉励少年班学生“不要考第一。曾老师也认为在学有余力的情况下,与其把时间精力投入到将成绩提高一两分,不如到实验室多做一些事情。

陈省身为少年班题词(1985年)

 

那么,到实验室做什么呢?曾老师强调这个问题的答案一定要因人而异。因为本科阶段还是要以打基础为主,特别是要把硬核的理论课程学深学透。所以同学可以结合自己的状态,在实验室多看、多问、多学,做些力所能及的事,至少可以受一些熏陶,闻一点“科学研究的味道”,这样到深造读研的时候可以更快地进入科研的状态。

他鼓励学生对科研保持广泛的兴趣,也希望同学在选择实验室时不要抱有太功利的目的,多尝试、多融入,学做事、先做人。“更轻松的状态,会让你做得更好。”

 

三、理实交融——少院学子谱写新篇章

“理实交融”作为中国科大的校训,一直是少年班办学的重要依据。1995年,少年班率先在四年级(当时学制5年)开设了必修课《科研实践》,要求所有学生参加校内相关科研组,从事系统的科研活动,以论文或报告的形式予以最终考察。之后,“大学生研究计划”在全校推广,为本科生提供了接受完整科研训练的机会。

少年班学院重视对学生早期科研能力、实践能力和创新能力的培养,引导他们尽早接触科研一线,在实践中找到符合自己兴趣、特长的方向。张一弛目前正在美国康奈尔大学攻读博士,他在大一下学期就加入了曾老师的实验室。回顾本科期间的科研经历,他由衷地认为提早了解科研过程,自己从头到尾完成一个课题的体验,对后续的深造之路是大有帮助的。“当然,要合理安排时间,因为本科生课程压力很大。此外我觉得本科生选实验室时可以不必太纠结方向,因为以后要做什么,需要多去了解才能确定,在实验室主要是接受科研训练。”

阮天逸(少院2022级学生)在调试扫描Casimir力显微镜光路

 

少院学生可以利用全校所有院系的实验教学中心进行科研探索,在导师的指导下进行个性化研究学习。少院学子在实验室的工作受到广泛好评。同样在曾长淦教授的指导下,2010级曹原Physical Review B上发表论文。

曹原(少院2010级学生,现为美国伯克利大学助理教授)

 

近年来,学院精心打造“少年遇伯乐”科研实践导师见面会、“实验室来啦”科研工作宣讲、“少年班论坛”科学讲座、“参观实验室”等品牌活动,引导同学领略科研风采、树立生涯目标,为其有效对接科研导师搭建桥梁。

“少年遇伯乐”科研实践导师见面会现场

 

2020年,少院创办“机器人创新工作坊”,邀请专业指导,为同学开展科研实践提供硬件支持。2021年,受“蔷薇发展基金”资助,学院开始评选“蔷薇新荷奖学金”,激励同学在科研工作中勇于进取。2024年,学院正式启动“新荷学者计划”,鼓励学生创造创新,开展自主科研计划。

工程师在“机器人工作坊”进行光固化的3D打印培训指导

 

少年班学院将一如既往地贯彻“科教结合”、“理实交融”的办学方针,在科学研究的浩瀚海洋里,助力少院学子的叶叶扁舟成长为乘风破浪的艨艟巨船!