人物名片:張旭 ,初中就讀于峨眉山市第三中學 , 高中就讀于峨眉山市第二 中學。他的研究項目《多細胞綠藻對藍藻多度生長的抑制作用》 與《多細胞綠藻對微囊藻毒素影響的研究》分別獲得全國第 25 屆 、26 屆 青 少年科技創新大賽二 等獎。2013 年,張旭保送浙江大學竺可楨學院求是科學班,現在美國德州大學MD安德森癌癥中心休斯敦健康科學中心攻讀神經科學博士學位,研究方向為情緒與記憶調控的神經環路機制。
我初中就讀于峨眉山市第三中學。入校時我一心將注意力放在學習上,也不曾期待會有什么精彩的課外活動。但是,開學后不久,我被學??萍忌缗e辦的活動吸引。學校邀請了很多專家學者來給我們講解科技創新的故事,分享科技創新的案例。學校也大力宣傳學長學姐們參加科技創新大賽的課題,其中包括在全國大賽中獲獎選手的課題。這些“別人家的孩子”有趣的故事讓我對科創活動產生了向往。而我父母也鼎力支持,在經濟條件不寬裕的情況下仍然鼓勵我動手探索,鼓勵我閱讀科普書籍。他們允許我把家里小賣部售賣的玩具車拆開研究,鼓勵我用拆掉的電扇零件替換玩具車的電路,父親做裝修的工具就是我童年的玩具…… 科技創新大賽讓我看到了這顆種子發芽的機會,一個能夠將我的天馬行空賦予價值的機會。
當時,張曉容老師負責學??苿摶顒?。她為科創教育傾注了全部心血,讓這所本不起眼的學校里常有科創講座、常獲科創大獎。大概是因為我的積極引起了她的注意,給了我很多鼓勵和引導。
初一的暑假,剛拿下全市統考第一名的我便雄心勃勃地下載了往屆全國青少年科技創新大賽的獲獎項目,試圖找到一些“靈感”。研究之后,我發現很多獲獎作品都集中在大城市的“名校”,內容也有很多晦澀的術語和難懂的實驗方法。這讓我感到些許挫敗——很明顯,這些課題對在峨眉山腳下長大也沒有任何資源的我來說是難以駕馭的。不過 ,我也從名單中發現了另一類獲獎作品——它們從生活現象找到與自己密切相關的問題,提出新穎的解決方案,創作出獨特成果。這些作品給了我很大啟發.
我開始用探索視角審視周遭事物。最終,我的目光落在了每天必經的峨眉河里。每到夏天,這里的河水都會被綠色的藻類覆蓋 ,并且散發出惡臭。通過查找資料,我了解到這叫“水華”現象,是由水體富營養化引起的藻類過度繁殖的現象。這種現象不僅影響美觀,還會影響水體中其他動植物的生存。某些藻類所產生的毒素甚至會影響飲用水安全。于是我與幾位同學設計了幾個探究水體養分對藻類生長影響的實驗:用商店里買的魚缸與水藻,加上不同的營養元素觀察藻類的生長。起初,這樣的實驗并沒有什么新穎之處,當時我們的論文也只得了市創新大賽的二等獎。但張老師仍然鼓勵我繼續研究下去,在假期仍不斷地催促我,要求我每天向她匯報進展,讓我一刻也不敢松懈。
付出總會有收獲。經過長時間的觀察,我發現峨眉河里覆蓋的藻類的種類會發生變化:從成片漂浮在水面的綠色絮狀物再到水底的絲狀植物。這一發現促使我去了解不同種類的水藻。原來,水藻并不是 一 個嚴格的分類,而是以光合作用產生能量的生物的統稱,其中的物種包括從細菌到植物等不同門類,而它們之間的相互關系也很復雜。于是我想能否用一物降一物的方法 ,用不 同藻類間的競爭關系抑制引起“水華”(指淡水水體中某些藍藻類過度生長所產生的現象)的藻類,比如綠藻和藍藻。這個想法不僅得到了張曉容老師的支持,也在學術資料中找到了一些證據作支撐。接著我用商店購買的器具加上野外采集到的植物,通過實驗來證明我的想法:形態復雜的多細胞綠藻能夠抑制較為簡單的藍藻的生長。我的課題《多細胞綠藻對藍藻過度生長的抑制作用》 最終在初三時獲得全國青少年科技創 新大賽二等獎。
升入峨眉二中后,我進一步研究的想法得到了學校的全力支持。我用藻類培養結合生化實驗的方法來驗證我的假說——多細胞綠藻不僅可以抑制藍藻的生長,還可以消除水體中藍藻產生的毒素。我不僅獲得了購買實驗材料資金上的支持,張曉容老師還為我爭取到了峨眉 、樂山乃至成都的不同機構的專業資源支持,為我提供器材。
在高一的那一整年,我需要經常帶著實驗材料或樣品在這些城市間往返:訂購的藻類需要先到四川省自然資源科學研究院種質資源研究所的無菌操作臺與人工氣候箱的培育,再拿到樂山市農科所進行培養實驗 ,再把樣本回峨眉山市環保局和市人民醫院進 行檢驗。幸運的是,無論是我的父母、老師,還是這些機構里的工作人員都給予了我極大的支持。我也因此可以在初中課題的基礎上用更科學的方法更深入地研究。我高中時的課題« 多細胞綠藻對微囊藻毒素影響的研究» 獲得了全國青少年科技創新大賽二等獎 、英特爾英才獎,我也很榮幸地在高二入選中國代表隊前往美國匹茲堡參加了國際科學與工程大獎賽。準備過程是艱辛的,需要將論文翻譯為英語,并用英文報告研究內容。但這也為我大大地減少了后來準備出國留 學語言考試的煩惱。
因為科技創新大賽獲獎,我被保送至浙江大學竺可楨學院求是科學生物班。求是科學生物班擁有獨有的教學資源,特別是大一 的生物科學概論課程。這個課程每周都會有一位來自國外頂尖高校不同研究領域的教授用全英文為我們介紹相應領域的前沿研究,這讓我們一入校就有機會發展自己的研究興趣 ,我也在這個課程中找到了對神經科學的熱愛 。
大三時,我進入了浙大神經科學研究所龔哲峰教授的實驗室,研究內容是果蠅覓食與睡眠的神經環路機制。中學的科創經歷,加上幸運地遇上一位愿意放開手讓本科生探索的導師,讓我在實驗過程中有機會發現很多有趣的現象。我的本科研究經歷也讓我有機會被北大-清華生命科學聯合中心和美國高校的博士項目錄取。在進行實驗室輪轉過程中,是否給學生自己探索課題和嘗試新方法的機會也成為了我選擇博士生導師的一個重要因素?,F在,我在用新穎的頭戴式微型熒光顯微鏡探索大鼠的大腦如何平衡覓食行為與恐懼情緒,期望能幫助研究人員找到治療焦慮癥和進食障礙的新方法。
回想起來,我現在的很多科研習慣,包括實驗記錄本的撰寫以及科研成果的匯報 , 都是中學科創老師培養的結果。更重要的是,參加科技創新大賽讓我這個在小縣城大的學生有了看世界的機會,讓我有機會結識來自全國乃至世界各地的優秀青年。這個過程充滿挫折和煎熬,無論是在醫院實驗室度過的除夕夜,搭建粗糙的實驗裝置 , 或是從研究機構訂購實驗材料的曲折,以及前往高校借用實驗儀器卻被拒之門外的經 歷,都演變成我當下還能夠在疫情防控期間繼續進行科研的動力,在科技創新活動越來越被重視、網絡資源愈加豐富的今天,期待學弟學妹們能拿出更多優秀的科技創新作品 。