10月13日下午,中国科学院大学(以下简称“国科大”)基础教育研究院“科学家大讲坛”主题系列活动在北京陈经纶中学嘉铭分校(国科大附属科技学校嘉铭分校)举行,报告邀请了中科院生物物理研究所、脑与认知科学国家重点实验室的杨郑鸿副研究员,给近600名的中学生作题为《认识脑科学——从视错觉到认知科学研究》的线上科普报告。报告会由嘉铭分校米绍霞主任主持。

     

  “你了解脑科学吗?你了解认知科学吗?”杨郑鸿是神经生物学方面的专家,他首先从分析报告题目中的关键词讲起,列举生活中一些有趣的现象,激发同学们对生物问题的兴趣:彩色图片由于相应颜色条纹的存在变成黑白、旋转180°后又变一样的施罗德楼梯、看起来不同色的方块其实同色……他深入浅出地带领大家解读颠覆认知的视错觉,并进一步介绍了人与动物的视觉特征。

     

  报告中,杨郑鸿为大家区分了脑科学中一对重要的概念——皮层盲及安东综合征,结合冰川在水平面上和水平面下的图片,对意识和潜意识进行生动有趣的讲解,从而引出认知科学。

     

  杨郑鸿还从模式生物果蝇的基础知识、头部结构、眼睛等方面向同学们展现了小小的果蝇对科学研究有着大影响。他指出,果蝇基因和神经系统相对简单,生长发育相对较快,遗传背景清晰,便于遗传学改造,历史上有5次诺贝尔奖的发现都离不开果蝇的贡献。报告最后,他引用美国科学发展局局长的名言,帮助同学们理解什么是科学研究和其意义:“基础研究产生的是普遍的知识和对自然及其规律的理解,提供的是解答问题的方法,而应用研究的职责是解出答案。”

     

  此次报告是国科大基础教育研究院“科学家大讲坛”主题系列活动的一部分,也是国科大科协“春分工程国科大青少年科普专项行动”的一部分,旨在导引中小学师生走进科学大师,一睹大师风采,体会科学魅力,感受家国情怀。

 

  编者按:为大力弘扬科学家精神,激发科技工作者的荣誉感、自豪感、责任感,团结凝聚广大科技工作者以强大的创新自信奋进高水平科技自立自强新征程,中国岩石力学与工程学会近期评选出竺维彬、李利平和琚宜文三位同志为2022年度“最美科技工作者”。国科大科协网站转发优秀科技工作者的个人事迹,团结引领广大科技工作者坚持“四个面向”,学习最美、争当最美。

 

  2022年7月,中国岩石力学与工程学会公布,中国科学院大学地球与行星科学学院长聘教授、博士生导师琚宜文获评中国岩石力学与工程学会2022年度“最美科技工作者”荣誉称号。作为能源地质与纳米地质交叉领域专家,琚宜文忠诚于党和人民的科教事业,一直坚守在科研和教学第一线37载,始终把国家的需要作为自己研究与攻关的方向,培养了一批纳米地质与能源地质行业的科技与教学骨干或带头人,其科研成果为推动纳米地学和煤与非常规天然气地质事业的发展做出了卓越贡献。他不仅是纳米地球科学的奠基人、非常规能源地质科学的推进者,还是北京高校优秀共产党员、中国科学院优秀共产党员。
肩担使命,默默探索谋发展

      2013年9月30日,习近平总书记指出:“实施创新驱动发展战略决定着中华民族前途命运。全党全社会都要充分认识科技创新的巨大作用,敏锐把握世界科技创新发展趋势。” 琚宜文作为中国科学院大学一名党员教授,肩担着科教使命,充分认识到科技创新的重要性,瞄准了纳米地学这一国际新兴交叉学科产生的苗头开展科研攻关。

近10年里,琚宜文作为申请人和会议执行主席之一先后组织并承办了第443次和476次香山科学会议。其中,2013年11月在北京举办以“纳米地质学及纳米成藏成矿前沿科学问题”为主题的第476次香山科学会议上,他做了主题评述报告,总结了纳米地质学的研究进展,归纳和凝练了该领域的重大和前沿科学问题,深入探讨了纳米地质学未来的发展趋势。此次香山科学会议的筹办与召开引起了地球科学界的强烈反响,与会专家的真知灼见更是揭开了中国纳米地球科学的新篇章。

琚宜文教授于2013年11月在476次香山科学会议上做主题评述报告

   人才无疑是一门新学科发展的最大动力。为此,琚宜文依托中国科学院大学牵头创建了国际上第一个纳米地质学术组织:中国地质学会纳米地质专业委员会,这不仅对于探索纳米地球科学具有深远意义,更有助于集中优势科研力量办大事。他曾作为大会学术委员会主席举办过3次纳米地球科学国际会议,同时被邀请担任国际SCI期刊《Journal of Nanoscience and Nanotechnology》副主编及其专辑“Emerging Nanogeosciences”与"Progress in Nanogeosciences" 特约主编、《Minerals》专辑 “Nanomineralogy” 特约编委(与曾任美国矿物学会主席与美国地球化学学会主席一起作为特约编委),国内两期纳米地学综合性专辑特约主编,并作为第一与通讯作者发表了近30页的专辑首篇论文“纳米地球科学:研究历史、当前现状与发展趋势”;在其推动下,“纳米地质学”拟入编新版的《地球科学大辞典》。这些工作为我国纳米地球科学的发展做出了突出贡献。

志存高远,执着前行拓新篇

  科学的意义就在于在慢慢的轻盈步履中探究更多不为人知的奥秘。近年来,随着地球科学领域的学者逐渐认识到从纳米尺度认知地球物质运动过程的重要性,研究范围广泛涉及地球以及行星各圈层纳米尺度特性及其成因,从而导致了纳米地球科学的兴起,并大大扩展了地球科学各个领域的应用前景,也为21世纪地球科学的发展带来革命性的飞跃。

  作为纳米地学基本概念的提出者,琚宜文等在对前人的研究进行总结和归纳的基础上,融入自己的最新研究结果,进一步厘清了纳米地学的基本内涵以及主要研究方向,并对纳米科技与地学结合产生的各分支学科进行了系统分析。在多个国家自然科学基金重点与面上项目的支持下,他与同行一起已在纳米地球科学以及非常规油气地质等国际前沿领域取得原创性成果,在国际上开拓了一个全新的纳米地球科学领域,率先形成纳米地球观,创建了纳米地质学理论,获得国内外同行专家的认可,实现了在该领域从并跑到领跑的突破,并为纳米地球科学的进一步发展铺垫了道路。

  正如琚宜文所预言:“纳米地球科学的兴起和发展必将带来地学领域革命性的挑战”。“嫦娥奔月”工程首席科学家欧阳自远院士同样指出:“纳米地球科学将是地球科学研究的一条必经途径”;曾任美国矿物学会和地球化学学会主席的Hochella M.F. Jr, 教授认为:“纳米技术将带来地球科学一场新的革命”。因此,琚宜文认为,在跟踪世界地学的发展趋势中,要更加清醒地认识到新阶段赋予纳米地球科学的重任。

严谨求实,步行千里跬步积

  不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海。这些年来,琚宜文作为项目负责人先后主持了国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家科技重大专项和国家“973”项目以及中国科学院战略先导性科技专项课题等20多项。除纳米地质与成藏成矿研究之外,多年来他还致力能源盆地构造、非常规能源地质以及煤系地质与工程等方面的攻关,创新提出构造复杂区非常规天然气地质理论与预测技术,在海相与海陆过度相和陆相页岩气富集特征及其机理、煤与煤层气地质和产出水地球化学特征、煤炭开发过程中的碳排放与碳减排等国际前沿领域取得了多项突破性成果。这些研究提升了我国在该领域的国际地位和影响力;同时也推动了我国非常规能源勘探开发的产业化应用,并取得了重大的经济与社会效益。

  此外,琚宜文作为国际AAPG学术年会(美国)、欧亚经济论坛(中国)非常规油气资源分会、喜马拉雅-喀喇昆仑-青藏高原地质国际学术会议(法国)、中澳非常规天然气学术大会(澳大利亚)以及尼泊尔国际地质大会等国内外重要学术会议(分会)召集人或主席,主持会议或做特邀学术报告30余次;在重要学术期刊发表论文260余篇,包括国际一流期刊Energy & Environmental Science(IF:39.714)、Energy、Earth-Science Reviews、Geochimica et Cosmochimica Acta等SCI收录论文160余篇,出版学术专著5部;获得省部级自然科学与科技进步奖8项。

 

  “老师,我在雁栖湖校区‘敲’到一块化石。”

  “我也捡到了一块叶脉清晰的植物化石。”

  4月中旬,《现代古生物学原理与古生物学概论》课程微信群里同学的几则信息和图片,“敲开”了中国科学院大学(以下简称“国科大”)校园化石发掘之旅。

微信群聊天截图

最早发现的植物化石

  原来,2021级古生物学与地层学专业研究生柯易晖、薛钦元(培养单位:中科院古脊椎动物与古人类研究所,以下简称“古脊椎所”)校内课程实习踏勘中,无意间在教二楼附近发现了一枚留有植物印痕的石头,没过多久,其他同学也陆续在此附近发现了植物化石。

  经验告诉他们,此处很可能是一个化石相对富集的剖面。

  在进行岩石地层学对比并查阅了1:25万地质图后,初步得出结论:产出植物化石的层位为中侏罗统龙门组(大约为1.6-1.7亿年前)。

发掘现场

张兆群(右一)和董丽萍(右二)等在现场指导工作

  经过前期准备工作,国科大博士生导师、古脊椎所研究员张兆群,古脊椎所副研究员董丽萍等指导组成了课程实践团队。

  4月30日,团队开始第一次正式发掘工作。

  由于现场岩石碎屑堆积杂乱,需要清理,以暴露产化石的层位,再进行具体的分析研究。“说干就干,进行了一天的清理工作后,眼前的岩层逐渐清晰起来,越来越多的植物化石如雨后春笋般涌现。”团队还找到了化石较为富集的层位——主要有两种岩性:一种为灰黄色中粗粒砂岩;另一种为灰黑色粉砂质泥岩,富含有机质。

发掘工作开始前的剖面

化石较为富集的区域剖面(可能并非原位)

  5月1日,团队继续开展清理工作。“我们发现主要产出化石的层位并不是原生层位,而是从上方整体垮塌下来的。”2021级古生物学与地层学专业研究生姜皓(培养单位:古脊椎所)对层位有了进一步的了解。

  “总有新的惊喜和发现。”现场,张兆群和董丽萍上起了“野外课”,和同学们一起逐块查看岩石,还发现了疑似蕨类的新植物化石。

目前发掘到的植物化石(部分)

  两天的清理工作基本完成了,团队发现了大量可能以松柏类为主的裸子植物化石。同时,团队进行了岩石地层学对比并查阅了1:25万地质图,初步确定产出的化石层位属于中侏罗统龙门组。

  相较于北京西山地区的龙门组剖面,本次发现化石的“教二楼剖面”的岩性变化更为复杂。“既然产出化石的层位是整体垮塌下来的,那么原生层位究竟在哪?”龙门组中主要的植物化石组成以蕨类为主,且属种更为多样。“但‘教二楼剖面’目前发现的化石种类相对单一,这些区别应当如何解释?”在发掘中,团队不断思考着一些新的地质问题。

  功夫不负有心人,在5月3日的发掘过程中,团队通过仔细对比观察,疑似找到了产出化石的原生层位。

薛钦元在观察化石

  同时,更加棘手的问题出现了。“我们发现化石富集的薄层状灰黑色粉砂质泥岩经常尖灭,造成了横向追索上的困难。有困难,就迎难而上。”2021级古生物学与地层学专业研究生华杰群(培养单位:古脊椎所)说。

  国科大研究生导师、古脊椎所研究员卢静在指导发掘时,肯定了同学们的“科研较真劲儿”,表示未来计划将此剖面与VR教学实验相结合。

卢静(最右)在现场指导工作

  早在2016年,柯易晖的同门师兄,当时同样为国科大研究生一年级的秦子川和国科大记者团易冰等人,就在雁栖湖校区发现了来自大约5亿年前寒武纪海洋的三叶虫化石。“可惜这块不是校园里原产的化石,虽然其年代更为久远,但其地层学意义有限。”柯易晖说。

2016年在雁栖湖校区发现的三叶虫化石

  这次发现的化石,直接产于雁栖湖校园的剖面中,初步推测其时代为大约1.6至1.7亿年前的中侏罗世,沉积环境为典型的陆相沉积。“我们不仅可以对产出化石的层位进行长期的化石发掘与研究,也能利用碎屑锆石法等,对产出化石的岩层进行更加准确的定年。”团队同学们期待着,“未来能将这一剖面与VR技术相结合,在丰富并传播校园文化的同时,激发公众对地球科学这一学科的浓厚兴趣。”

  目前,发掘工作仍在继续,团队希望很快能在“教二楼剖面”中发现动物化石的踪迹。


发掘现场

  国科大的“侏罗纪世界”其实一直就在我们身边,但不少人可能会问:“为什么前人没有发现的化石,能被这群古生物学与地层学专业的同学发现呢”?

  在团队同学们看来,一方面是源自老师的科学引导。

  在《现代地层学原理与古生物学概论》课上,张兆群经常跟同学们讲:“地质人看到石头不能只是看到石头,还要看到过去,看到这一块石头所记录的沧海桑田的历史,而生命演化正是这段历史中浓墨重彩的一笔。”

  张兆群鼓励同学们,地质学研究要从野外做起,更要从身边的校园做起。他在课上也曾提问,“教二楼附近的剖面是什么年代的?”当时,同学们没有准确回答上来。为了弄清楚这一问题,同学们课下花了很多时间,跑到这个剖面上进行观察,也为这次的化石发现提供了契机。

张兆群在现场指导工作

  另一方面,是源自对学科的热爱。

  “我们都对古生物学有着浓厚兴趣,大家才能像石榴籽一样紧紧团结在一起,一起为化石的发现与发掘贡献力量。”柯易晖说,一块散落化石的发现可能是个人的机缘巧合,但在“教二楼剖面”发掘出的大量化石却一定是团队协作的成果。

团队部分成员合影(从左至右依次为肖培源、卢静、石雨泰、薛钦元、姜皓和孟浩琛)

  正是这样一群朝气蓬勃的年轻人,怀着一颗颗热爱科研的心,在这离科学最近的地方,一锤一锤地砸向坚硬的岩石,讲诉一段来自“侏罗纪世界”这远古时代的尘封往事......

  2022年4月,由共青团中国科学院大学委员会、北京市怀柔区怀柔镇中心小学及中国科学院大学科学技术协会共同主办,中国科学院大学学生会承办的春分工程“科翼行动”系列科普知识讲座再次起航,在怀柔镇中心小学4月科技节的系列活动中开讲。“科翼行动”志愿者讲师通过云端连线,向怀柔镇中心小学全体同学开展了8场线上讲座,带领来自53个班的1900余名小学生学习科学知识、拓宽科学视野、培养科学素养。 

  在本期“科翼行动”中,志愿者从各自的专业背景出发,结合学科基础知识、科技热点、生活实践,对电气工程、生物病毒、材料技术、宇宙恒星、航空航天、信息安全、密码科学、声呐原理等内容进行科普。国科大志愿者结合多媒体技术,丰富线上讲座的内容,使过程更加生动有趣。

怀柔镇中心小学的同学们在教室连线

国科大志愿者讲师线上科普

现场的同学们踊跃提问

  本期“科翼行动”再一次丰富了科普工作的内容,发挥了国科大学子的专业特长和社会责任担当,使得志愿者和同学们在活动中都收获颇丰。对于科普志愿者讲师而言,不仅获得了小学生的认可,也锻炼了自己的能力,在科学与生活的更多链接中发挥了桥梁作用;对于小学生而言,他们在有趣的科普课堂中收获了科学知识,激发起了对科学的兴趣。

 

 

 

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志愿者讲师心得分享

  国科大工程科学学院2020级硕士研究生李晨夕:小朋友们的思维很开放、活跃、具有跳跃性,且小朋友们的见识比我想象中的要宽广很多,他们提出的很多问题具有挑战性。这次讲座不仅仅是帮助小朋友们开拓科学思维与见识,更是对我自己的沟通能力、学科素养等一系列方面的提升。

 

  国科大2021级硕士研究生、中国科学院空间应用工程与技术中心贾卿峰:我从小对航空航天具有浓厚的兴趣,本次也是在我国航空航天技术高速发展的背景下,分享了自己专业和研究方向的知识,从前期内容的准备,到课堂的分享,再到结束后的反思总结,我感觉到这是十分具有特别意义的过程。我之前有过面向中小学科普的经验,以往线下的时候我们和小朋友们之间的互动会比较多,但线上的方式能够分享的内容也会更多一点。

 

  国科大2021级硕士研究生、中国科学院山西煤炭化学研究所樊瑜媛:我是第一次给小朋友们做讲座,因此有些细节可能没有考虑得非常到位,有些话术依旧不够通俗,但是小朋友们依旧给了我很大的鼓励与支持,这让我在以后将科学与生活联系起来的过程中会给到非常好的帮助。

   国科大2021级硕士研究生、中国科学院信息工程研究所王嘉文:我的科普主题是网络信息安全,在这次科普中我在线上和小朋友们进行诸如提问之类的互动环节,从小朋友们的反应来看是对于网络信息安全有了更加深刻的认识。科普网络信息安全对于处在信息社会的我们是非常重要且必要的一件事情,能把这些知识带给小朋友们,让我觉得非常有意义。

 

  

  2022年正值中国地质学会成立100周年。日前,在第53个“世界地球日”到来之际,中国地质学会纳米地质专业委员会、中国科学院大学(以下简称“国科大”)地球与行星科学学院(以下简称“地星学院”)和海洋学院在国科大雁栖湖校区联合举办了地球日系列活动。

  此次“世界地球日”主题活动周从4月20日开始,于4月24日落幕,主要包括《纳米尺度观地球》科普报告会、地球知识知多少、拍/画出我心中的地球和地球日嘉年华等系列科普活动。

  4月22日,地星学院琚宜文教授为同学们带来了题为《纳米尺度观地球》的科普报告。报告开始前,学院党委副书记于立业对地球日系列主题活动内容以及此次报告会进行了详细介绍。琚宜文用生动形象的语言带领现场近百名师生欣赏微观之美,探寻地球之秘。专题报告观点新颖,发人深省,引起了与会师生的深度思考。

  4月22日晚。以“地球知识知多少”为主题的现场知识竞答活动举办,共有31组(两人一组)学生参与,最终角逐出一等奖1组,二等奖2组,三等奖3组。

  4月20日至24日开展的“拍/画出我心中的地球”活动共收到49份图像作品,最终有35幅作品入围。

  4月24日,“地震与地质灾害、岩石与矿物以及古生物”的专题嘉年华活动在线下举办,包括科普宣传、标本展示、有奖竞答等环节,引来许多同学驻足关注和参与。

  今年的“世界地球日”主题活动周,旨在向更多学子传播有关地球的科普知识,提醒人们珍爱地球,增强环境保护意识。今年“世界地球日”的主题依然为“珍爱地球,人与自然和谐共生”,这也在提醒人们要正视人与自然的关系,人类与地球的命运息息相关,善待地球就是善待我们自己。

  每年的4月22日为世界地球日,是一项世界性的环境保护活动。活动宗旨是唤起人类爱护地球、保护家园的意识,促进资源开发与环境保护的协调发展,进而改善地球的整体环境。中国从20世纪90年代起,每年都会在4月22日举办世界地球日活动。

 

琚宜文作科普报告《纳米尺度观地球

研究生知识竞答现场

在主题嘉年华活动中,同学们领取矿石标本