本周,朝阳凯文荣幸地邀请到世界著名电微生物学家、丹麦奥胡斯大学的Lars Peter Nielsen教授,他以“电缆细菌”的发现而享誉国际,并于2010年、2012年分别在顶级科学杂志《自然》中发表重要论文,被誉为电微生物学领域的开拓者。

“电缆细菌”能够进行长距离电子传递,这一发现颠覆了传统的微生物代谢理论,为科学界打开了新的研究领域。此次尼尔森教授精彩的讲座为凯文师生提供了对微生物电子传递和生物地球化学过程的全新理解,激发了同学们对科学探索和跨学科研究的浓厚兴趣。

1 颠覆传统:重新定义微生物世界

在讲座中,尼尔森教授生动讲述了他和团队发现“电缆细菌”的全过程。从海边采集污泥样本,到实验室中的细致观察与测量,再到数据的分析记录,以及如何验证实验结果,他以详实的细节和科学的严谨,向学生们展示了前沿科学实验的完整流程。这不仅是一段关于科学探索的精彩故事,也是一场激发学生对科学研究兴趣与思考的深刻分享。

这种神奇的微生物能够实现前所未有的长距离电子传递,将一个生态系统中的化学能量以电的形式传输到数毫米之外的另一个地方。

尼尔森教授:“电缆细菌不仅仅是一种自然奇观,它们代表了一种新的生物代谢方式,为我们理解地球生态系统的运作方式提供了新的视角。”

这一发现为地球化学循环研究注入了新的活力,尤其是在硫、铁和氮等关键元素的循环机制中,微生物的作用变得更加清晰。同时,这项研究也颠覆了教科书中关于微生物代谢和电子 传递的基本概念,促使学术界重新审视微生物在生物地球化学循环中的作用,相关的教科书和学术教材也因此进行了更新,以反映这些重要的科学进展。

2 多学科融创:从科学发现到实际应用

尼尔森教授的研究之所以引人注目,不仅在于他的发现本身,还在于他与团队的创新方法。

他将微生物学、地球化学和物理学巧妙结合,发展出了一整套研究“微生物电路”的实验工具。这种多学科融合的方法,不仅使“电缆细菌”的研究取得了飞跃,也为新能源开发、环境修复等实际问题提供了科学依据。

尼尔森教授的研究不仅仅局限于理论创新,他还提到“电缆细菌”在实际应用中的巨大潜力。例如,通过其特性开发高效的污染处理方法和微生物燃料电池,为新能源技术提供突破口。

他表示,科学进步需要更多的跨领域合作,而朝阳凯文这样注重多学科融合的教育模式,正是培养未来科学家的重要沃土。

整场讲座中最吸引眼球的时刻来啦!

尼尔森教授展示了一个来自丹麦海底的神秘样本,并现场演示了如何在沉积物样本中发现和识别出“电缆细菌”,让现场的同学们近距离感受到电子在自然界中穿行的神奇过程。

尼尔森教授在现场用小勺子挖起了一些泥土,我们会看到泥土上垂下许多细小的沙粒。这些沙粒之间似乎有一些肉眼无法看见的“线”连接着。而这些“线”正是科学家们后来发现的“电缆细菌”。教授特别提到,这种能够导电的细菌具有将废弃物转化为有用资源的潜力,为科学研究和实际应用带来了全新的可能性。

3 激励未来科学家:从课堂到世界

科学探索的道路从来不是一帆风顺的。尼尔森教授在讲座中分享了几个发人深省又趣味十足的话题:当面对无法解释的实验现象时,该如何应对?研究团队中,每位科学家各有所长、性格迥异,他们又是如何发挥特长,彼此协作的?此外,团队如何将微生物学、化学与物理等多学科知识融会贯通,共同解决复杂问题?这些真实的科研故事,不仅展现了科学研究的挑战与魅力,也让学生们深刻感受到团队合作与跨学科思维的重要性。

这些问题引发了学生们的共鸣,尤其是那些经常在凯文科创实验室中亲手进行研究的同学。他们对科学实验中的严谨与创新、团队协作与高效沟通,以及跨学科知识体系与思维方式,有了更加深刻的理解和新的认知。这场讲座无疑为他们的科研实践提供了宝贵的启发和指导。

交流中,Nielsen教授高度赞扬了朝阳凯文在科创领域取得的成绩,并提出了若干建设性的意见和建议:

01不要轻视简单的实验

尽管看似基础,但简单的实验中往往蕴藏着深刻的科学原理和突破的可能。

02不要摒弃传统的工具和仪器

即使它们显得古老,但在许多关键研究中依然非常实用,甚至不可替代。

03夯实高中阶段的基础知识

高中阶段的物理、化学、生物以及电子学等基础知识,这些看似简单的知识会在实验中不断发挥作用,来帮助我们理解新的科学现象,带来意想不到的惊喜和效果。

尼尔森教授这些朴实而富有洞见的建议,希望激励同学们保持对未知的好奇心,注重实践与积累,脚踏实地,为未来的科学探索奠定坚实的基础。

讲座结束,同学们不愿离去,将尼尔森教授围个水泄不通。学生们踊跃提问,教授耐心且生动地解答了每一个问题。

这些研究令我发现科学充满了无限的可能,没想到的是自然与科技的结合居然会得出这样的结论,看似很小的一个微生物,想不到会有这么大的用途。

—— 7年级 Jude W.

教授本人高高的个子,和蔼可亲,脸上总是带着温暖的微笑。他或许不是一个擅长公众演讲的人,但他的每一句话都充满了信念、善意和真诚,这让我听得更加专注。

我正在参加“未来城市设计”的比赛,我决定在我的设计中加入电缆细菌作为城市的海床,它将形成一个完整的循环系统,可以自我繁殖,并且由于其非共生和低突变特性,从而让我的城市设计更加完善,同时为城市提供更加可持续的资源。

—— 6年级 Rocky W.

尼尔森教授提到他科研过程中的很多知识主要来自高中阶段,我认为这真的激励了我要更加努力学习,打好科学基础,将来也能像教授一样来解决世界性的问题,为世界带来改变。

—— 9年级 Jina J.

4 在朝阳凯文:享世界顶尖资源,AI助力全球化交流

尼尔森教授的到访充分体现了朝阳凯文学校在教育资源上的雄厚实力。

作为一所以培养新一代“具备国际竞争力的全面素质人才”为核心使命的学校,在提升国际视野方面为学生搭建与全球顶尖学者直接交流的桥梁。本次讲座让学生们了解前沿科学的实践方法,聆听科学团队中的探索与发现,近距离与学者对话。

许多同学们表示,总能在学校里遇到这种重量级大咖,真是既荣幸又兴奋的事情,每次后劲都很大。

朝阳凯文国际课程中学生物学科 Misha老师告诉小编:

能够在校内参加尼尔森教授这种级别的讲座,机会实在难得与珍贵。“细菌”是IB课程中9-12年级的教学主题之一,我们的学生已经有了坚实的基础,完全可以跟随并理解尼尔森教授此次讲座的深度。令人着迷的是,教授最重视的一些实验是简单的高中实验,这一启示十分鼓舞人心,作为教育工作者来说,强调了老师们工作的重要性,对学生来说,体会到目前的学习更具意义,激励他们更深入地探索和学习。我最喜欢的一句话与这一信念完全一致:“No one is too small to make a difference.” (没有人微不足道,每个人都能带来改变。)

朝阳凯文学校一贯高度重视且大力支持学生的科技创新发展。为了确保学生们能够精准理解此次讲座内容,学校特别启用了由“朝阳凯文人工智能AI探索院”自主研发的AI同声传译系统。实时翻译工具在学校里实现啦!带领大家同步感受顶尖科学的魅力。

尼尔森教授也对这一技术表示了高度赞赏:“语言从来不应该成为科学传播的障碍。朝阳凯文的AI技术展现了教育与科技结合的力量,帮助我们更好地分享知识。”

尼尔森教授的讲座为朝阳凯文师生带来了前沿科学的智慧与启发。这场活动不仅展现了朝阳凯文作为国际化教育先锋的实力,也通过AI技术与多学科资源的结合,塑造了一个真正开放、融合的学习平台。

正如尼尔森教授总结的那样:“科学是一种永无止境的探索,而探索的起点往往在于一颗充满好奇的心灵。朝阳凯文为下一代提供了这样一个平台,我相信这些学生将在未来创造更多令人惊叹的突破。”