科學(xué)中國人：楊振清 ??| ??播撒科學(xué)火種 ??打造科普之翼
發(fā)布時間:2024-05-29 | 來源：科學(xué)中國人 | 瀏覽量：
2022年,，中國科協(xié)辦公廳發(fā)布《中國科協(xié)關(guān)于命名2021—2025年第一批全國科普教育基地的決定》,，中國石油大學(xué)（北京）石油之光科技館（以下簡稱“石油之光”）正式入選“2021—2025年第一批全國科普教育基地”,。
楊振清
作為石油之光國家級科普教育基地負責(zé)人,、中國石油大學(xué)（北京）理學(xué)院實驗教學(xué)中心主任,，楊振清身在其中也為此感到高興和自豪,。他是一名物理教育工作者，多年致力于物理實驗教學(xué),，并關(guān)注科學(xué)前沿,，將物理科學(xué)與人工智能等現(xiàn)代科學(xué)利器相結(jié)合，應(yīng)用于石油開發(fā)等重要領(lǐng)域,；他是一名高校實驗教師,，肩負實驗室建設(shè)和培育下一代的重任；同時,，他也是一名熱愛科普,、立志于將科學(xué)知識以淺顯易懂的方式惠及普通老百姓，特別是青少年一代的“科學(xué)達人”,。以科普提升全民科學(xué)素養(yǎng)是他的心愿,，也是他所在團隊很多人的心愿。
興趣牽引 一路成長
設(shè)有3D電影放映廳,，內(nèi)置靜電高壓等大型儀器設(shè)備,，擁有眾多妙趣橫生的科技小產(chǎn)品,，設(shè)有聲光電等多學(xué)科實驗器材,、陸上采油設(shè)備、海上采油設(shè)備及天然氣長輸站場模型等專屬石油行業(yè)的可動實物模型……走入石油之光科技館,，很多人瞬間便被里面豐富,、奇妙的科學(xué)世界所吸引，這飽含了楊振清及他所在團隊成員的智慧結(jié)晶和汗水,。為更好地推動科技創(chuàng)新與科學(xué)普及相結(jié)合,，他們推出了很多行之有效的舉措：自主研制聲波可見演示儀、能量轉(zhuǎn)換輪,、伯努利綜合演示儀,、聽話的啞鈴等30余臺物理演示設(shè)備及相關(guān)教具和設(shè)備，以便學(xué)生將課程所學(xué)運用到實際操作中,，提升工程創(chuàng)新能力,；完善管理運行體系及科普隊伍建設(shè)，推進軟硬件的建設(shè),，拓寬開放和共享程度,；建立多學(xué)科交叉實踐平臺，使大眾及時了解科普課程及科學(xué)教育活動信息等,。
“堅持做這些事情,，就是想讓大眾能融入科學(xué)，和我們一起感受來自科學(xué)的神奇與樂趣，明白科學(xué)是非常貼近生活的,?！睏钫袂逡环挼莱隽怂麍猿种铝破盏某踔浴Ｔ缒?，他也是在興趣的牽引之下一步步走入神奇的科學(xué)殿堂,。
1999年，楊振清從山東臨沂大學(xué)畢業(yè),，之后到沂蒙山區(qū)支教,，教的是中學(xué)物理。利用授課業(yè)余時間,，楊振清2003年考取中國石油大學(xué)（北京）無線電物理專業(yè)理學(xué)碩士,，而后考取北京化工大學(xué)有機無機復(fù)合材料國家重點實驗室化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)工學(xué)博士。博士畢業(yè)之后,，楊振清又奔赴英國劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室從事博士后研究,。
卡文迪許實驗室是近代科學(xué)史上第一個社會化和專業(yè)化的科學(xué)實驗室，催生了大量足以影響人類進步的重要科學(xué)成果,。楊振清在那里受益匪淺,。作為劍橋大學(xué)知名教授，他的導(dǎo)師杰奎琳·M.科爾（Jacqueline M.Cole）雖然很忙,，但對楊振清的培養(yǎng)卻從不放松,。“導(dǎo)師每個月會和我們進行一次一對一的交流,。和我們聊新的發(fā)展方向,、新的思路，我現(xiàn)在主攻的用機器學(xué)習(xí)和激發(fā)態(tài)動力學(xué)的方法對材料學(xué),、分子科學(xué)進行研究的方向,，就是受他的啟發(fā)?！睂?dǎo)師的指導(dǎo),，讓楊振清的科研思維更加敏銳，工作作風(fēng)更加扎實,。這也為他之后堅持深耕教育方法埋下了堅實伏筆,。短暫的博士后訪問學(xué)習(xí)之后，楊振清繼續(xù)回到中國石油大學(xué)任職,。就是在這里,，他正式開啟了自己從事教學(xué)、科研和致力科普的科學(xué)之旅,。
拓展思維 創(chuàng)新研究
楊振清在中國石油大學(xué)的研究方向主要是針對太陽能電池材料,、光催化材料,、鈣鈦礦材料和小分子材料等，利用人工智能和石油結(jié)合的方法,，開展煤層氣和頁巖氣的研究,。具體而言，就是將材料的性質(zhì),、晶格常數(shù),、代謝等物理或化學(xué)性質(zhì)輸入人工智能，利用機器學(xué)習(xí)算法,，讓程序自動學(xué)習(xí)識別篩選材料,，待算法通行之后，選取材料進行驗證,。如果確認算法可行,，就將其視為“透視儀”，輸入材料,，讓算法輸出材料性質(zhì),，以此篩選、發(fā)掘新材料,?！巴ㄋ椎刂v，就是將材料科學(xué)和分子科學(xué)相結(jié)合,，采用人工智能機器學(xué)習(xí)的方法,，計算出有機無機復(fù)合材料的性質(zhì)?！睏钫袂褰榻B說,。
“計算機科學(xué)極大地促進了整個分子科學(xué)和材料科學(xué)的推進,。原來我們合成材料很難,，因為材料的篩選要浪費大量的時間和精力。現(xiàn)在利用機器就可以實現(xiàn)精挑細選,，然后供我們設(shè)計,，這樣合成材料比較快，也比較準,?！睏钫袂迨乾F(xiàn)代科學(xué)方法進步的受益者，也是推進者,。浸潤科研領(lǐng)域多年,，他先后獲發(fā)明專利近10項?！拔易约罕容^滿意的一項專利是太陽能電池理論效率預(yù)測公式,。”這個公式有7個過程，包含4個正過程,，3個逆過程,，每個過程都特別復(fù)雜。
“事實上,，研究之初,，我也犯了和其他研究者同樣的錯誤。當(dāng)時我們都是從最微觀,、最底層的物理學(xué)角度分析問題,，試圖從理論上解釋它的機理和觀念，但是做了好幾年,，一直沒有得到令人滿意的結(jié)果,。后來，我跟學(xué)生說,，要不然我們換一種思路,，從相對宏觀的能級角度考慮試試。結(jié)果沒想到,，實驗最后真的做出來了,。后來我們用物理學(xué)量綱方法進行驗證，發(fā)現(xiàn)公式是對的,?！彪m然實驗經(jīng)歷了千曲百折，但最后不僅做出了成果,，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的理論思維,。這讓楊振清至今感到欣慰，既感受到了科研的快樂,，也享受到了育人的成就感,。
除了攻克領(lǐng)域難題，楊振清也時刻關(guān)注領(lǐng)域前沿研究熱點,。印象最深的,，是他參與的“數(shù)據(jù)驅(qū)動的能源分子材料研究”項目。攜世界同行之手,，共同推進現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與能源材料技術(shù)發(fā)展,，是他發(fā)揮自己多年所長設(shè)定的目標之一。
教書育人 孜孜不倦
雖然已經(jīng)離開了卡文迪許實驗室很長時間,，但楊振清和劍橋的導(dǎo)師還保持著長期的合作,。“合作研究的論文修改方式估計國內(nèi)很多人都會直呼受不了,?！睏钫袂逍χ貞?，其中一篇文章的初稿完成時間是2017年，但是到了2019年下半年才開始投稿,。之所以這么做,，是因為想要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度。
當(dāng)時,，楊振清和導(dǎo)師對論文進行了仔細的修改,，從微調(diào)到全篇改動，差不多用了一年半時間,。后來,，隨著思路的更新和研究的深入，他們培養(yǎng)學(xué)生在論文原有基礎(chǔ)之上加入創(chuàng)新成果,，又歷經(jīng)半年時間,，這篇論文才終于“定檔”。
“反復(fù)地打磨和修改,，既是對學(xué)生的負責(zé),，也是對學(xué)術(shù)的負責(zé)?！睏钫袂逭f,，“我在劍橋的時候，聽了很多科學(xué)研究方法的課,。在那里,，即使是寫摘要這種科研寫作的細節(jié)，他們也有專門的研究,。這在國內(nèi)是不常見的,，但其實細節(jié)往往決定成敗。因為論文投稿的時候,，寫不好摘要真的很吃虧,，所以我對于自己的研究生也進行了包括細節(jié)修改的全方面系統(tǒng)培訓(xùn)?！苯逃F在傳承,，這些沉淀的知識和經(jīng)驗,，如今,，楊振清都毫無保留地傳遞給學(xué)生，成為他獨特的教育理念,。秉承鍛煉學(xué)生獨立思考能力和扎實嚴謹工作作風(fēng)的理念,，楊振清培養(yǎng)出來的學(xué)生廣受行業(yè)單位和企業(yè)認可。
除了研究生,，對于本科生的培養(yǎng),，楊振清更是盡心盡力,。除了講授基礎(chǔ)課程“大學(xué)物理實驗”“物理技術(shù)與實驗”“互聯(lián)網(wǎng)+物理實驗競賽”，楊振清還負責(zé)學(xué)生競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽集訓(xùn)工作,。這些年,，他帶領(lǐng)學(xué)生一路參加全國大學(xué)生物理實驗競賽、全國大學(xué)生光電設(shè)計競賽,、節(jié)能減排大賽,、挑戰(zhàn)杯和互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，不斷通過培訓(xùn),，帶領(lǐng)學(xué)生攻堅克難,，打磨作品。
“有的學(xué)生作品還不錯,，”楊振清滿意地說,，“去年，我指導(dǎo)的學(xué)生獲取的全國一等獎有3項,，二等獎5項,，三等獎就更多了?！笨吹交A(chǔ)薄弱的學(xué)生經(jīng)過培訓(xùn),，最后自信滿滿地參加比賽，并榮獲不錯的成績,，楊振清認為,，這種變化是對他作為老師最大的嘉獎。
雖然每天從事教學(xué),、科研很忙,，但楊振清始終有一個心愿——想做一名科普講解員。他認為,，科技創(chuàng)新同樣需要公眾的理解和支持,，所以未來他將以提高全民科學(xué)素質(zhì)為己任，全力打造惠及大眾的“科普之翼”,。
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（編輯 劉曉琳）
