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陈高欣、胡巍泷、许翊华、陈湘灵、冯弋珂,你们的论文登上国际期刊了!

发布时间:2023年02月24日点击数: 527 次

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      一直以来,成都树德中学国际部都鼓励学生勇于探究、勤于思考,支持学有余力的同学探索自己感兴趣的领域,在活动、学术、竞赛、公益等方面发挥自己的特长。在这个过程中,很多同学投身于学术领域,进行科研探索。

 

      2022年底,树德中学国际部2020级5位学生(陈高欣、胡巍泷、许翊华、陈湘灵、冯弋珂)的科研论文《雄性黑腹果蝇对视觉和嗅觉反应的线性和非线性叠加》成功被期刊 《The Journal of Emerging Investigators》(《新兴研究者》)收录刊登。该研究从进化的角度阐述了信息不同的加和方式对果蝇生存的影响,并为研究果蝇和更高等生物的视觉、嗅觉神经回路提供了有效信息。

 

同学们的论文刊登在《新兴研究者》上

 

      《新兴研究者》由哈佛大学医学院科研工作者于2012年创办,是面向中学生及中学教师的在线非营利期刊。其办刊宗旨是帮助中学生及其指导教师开展科学研究、优化实验设计、撰写科研论文和展示研究成果。在实践中帮助学生深刻理解科学研究的过程和意义,以此激励他们继续追求科学真理,从而实现培养具较高科学素养的青年科学家的使命。

 

  • 开始:感谢面对一切未知却选择勇敢挑战的自己

 

      当自己的论文在期刊网站上呈现,几位同学都有一种千帆过尽的喜悦。激动、新奇、感动、坚定……说不清心里到底包裹着多少层情绪,但是唯一能肯定的是,还好大家坚持了下来,感受这次与众不同的经历。

 

      小组成员陈湘灵同学说:“因为所有的一切都是第一次——第一次参加学术研究项目,第一次和经验丰富、且自己很喜欢的优秀教师共同进行科研探索,第一次写专业学术论文并被学术平台接受,所以这种感觉难以表达。回过头来,其实我很佩服那个在面对一切未知却选择勇敢挑战的自己。

 

陈湘灵正在安装设备

 

      胡巍泷同学也说:“真的感觉非常不容易,这次经历让我整个人在思想和学术层面有了质的提升。”

 

      说起为什么会选择生物领域的这个课题,陈湘灵表示,自己对神经科学有很大的兴趣。而这兴趣的产生,竟然源自高一生物书上像卡通图像一样被染过色的神经元细胞!“通过被放大的细胞,我感受到了身体内微观世界的精妙和神奇。”

 

      大家出于兴趣选择了这个课题方向,但是在确定具体的研究范围时却犯了难。陈高欣同学解释说:“我们需要充分考虑到论题的宽度和广度。选题太大、太难,短时间内无力完成,不行;选题太小、太易,又不能充分发挥自己的才能,也不行。”

 

陈高欣、陈湘灵在实验室分析数据

 

      经过对一些领域前沿研究的探索和求证,同学们发现神经系统整合多感官信息的机制至今仍是未知的。在选用神经科学中的模式生物黑腹果蝇作为研究对象开展研究后,同学们发现了一个有趣的现象:果蝇本身是有趋光性的,并且它会被一些水果气味吸引,或者远离一些刺激性很强的气味。这让大家最终确定了实验课题的具体方向:调查黑腹果蝇对视觉和嗅觉刺激的反应的总和是线性(1+1=2)的还是非线性(1+1≠2)的。

 

 

  • 过程:历经“磨难”,但从不轻言放弃

 

      2021年7月到2022年12月,从项目开始到论文证实刊登在JEI上,几位同学投入了1年半的时间和心血来完成这个项目。

 

      确定选题后的那个暑假,指导老师们集体研讨备课后,由Yan每周给大家上网课,讲解关于果蝇神经系统的知识,同学们也自行阅读研究相关论文,掌握该项研究背后涉及到的前人研究成果。此后,在长达一年半的时间里,大家经常泡在实验室配培养基、给果蝇转管、组装实验装置,一坐就是三四个小时。

 

许翊华正在检查果蝇的生长情况

 

      所有的科研都不可能一帆风顺,同学们也面临着很多困难,包括如何平衡课内学业和课外研究,以及调节实验不确定性在心理上造成的落差

 

      在实操实验中,气味分子的筛选和浓度、实验装设的设计和操作、以及果蝇培养和行为实验的不确定性,都可能将之前几周的实验打回原点。在多次期待落空面临重启的绝望中,组员互相的陪伴、老师的耐心指导,都让大家能够快速调整心态,进行反思改进。浓度不行就测试一系列浓度梯度;初始装置的灯光连接不行就请教物理老师重新设计一个电路;果蝇实验的数据与预期不符就不断重复。

 

胡巍泷、许翊华正在冷冻麻醉果蝇

 

      虽然研究过程历经“磨难”,但大家从不轻言放弃,所以很多问题都得到了很好的解决。最后同学们还要在论文中通过图示把复杂的实验设计简明扼要地展示给读者,作为论文绘图的负责人,冯弋珂同学深切感受到一次次不断优化绘图让自己的思维更加严谨,也更能抓住事物的本质。

 

      尽管这一年半的研究过程充满了艰辛,但大家一致认为,这次经历带给自己的成长和收获是长期可持续的。许翊华同学说:“研究中探讨的‘整合’对我有很深的意义。我觉得‘整合’是一直被忽视的方向,如果日后还有机会接触与之相关的更高级知识,我想它一定会影响我的未来方向。”

 

 

  • 指导老师:课堂之外,他们是我的骄傲!

 

      在这个项目的研究中,指导老师是很重要的角色。他们在同学们需要知识铺垫的时候耐心讲解,遇到研究难题时悉心指导,遇到挫折情绪低落时温柔开导与陪伴……几乎每位同学都提到了对老师们深深的谢意。

 

      与此同时,同学们在研究过程中展现出来的优秀品质也让老师赞叹。物理指导老师Peng说,同学们的研究热情和极高的行动力让自己感慨颇多。“看似一个小小的实验容器,每个细节都用了很多心思,更不用说整个研究过程。”

 

冯弋珂正在绘制实验流程设计图

 

      这次指导经历也让数学指导老师Mark对自己、对同学们的认识有所改观。他说,自己之前对学生的了解主要来自课堂,而课堂的内容正是自己熟悉和擅长的,因此很容易忽视大家的独特性。“他们在很多方面的表现都远超我的想象,也刷新了我的认知。他们用事实告诉我,他们已经不再是小孩子了,有对成功执着的追求,也有年轻人的热情和冲劲,这些能力让他们的综合素质飞速提升。课堂之内,我是他们的老师;课堂之外,他们是我的骄傲!

 

      生物指导老师Yan认为最高段位的能力是探索和创造力。而同学们在这个科研项目中,探索了果蝇嗅觉和视觉信息的交互作用,创造性的解释了该机制对其生存的意义,这正是她所认为的最高层次的学习。她说:“论文的发表从另一个角度证明了同学们的学术能力,希望这次经历能让同学们更加自信!”

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