创新的方法:不断尝试,找出新的解决方案

150 多名学生与 54 名昆山杜克大学教师合作开展了 72 个SRS项目,研究课题横跨自然与应用科学、社会科学、艺术与人文等学科,而且往往相互交叉。在 SELF项目中,23 名学生或是独立开展了体验式学习活动,或是在与校外研究人员合作开展项目。

“本科生参与科研是昆山杜克大学通识博雅教育和一流大学本科教育的特色,”负责管理暑期研究学者(SRS)项目和学生体验式学习(SELF)项目的本科生院副院长保罗-史坦利(Paul Stanley)博士说。

“学生作为学术研究的主体,不断学习如何与教师合作开展科研。我很高兴看到他们以饱满的热情和独创性投入到科研当中,并完成了他们的研究成果”。

瑞恩·希尔

“并非所有事情都能一蹴而就,有时候你需要退一步,找出一个新的解决方案”。

来自材料科学专业的2024届本科生瑞恩·希尔(Rane Hill)在寻找塑料食品包装的可持续替代品时提出的这一理念,在她的本科生同学中广为接受。

对于来自美国佐治亚州亚特兰大市的希尔来说,寻找一种环保、安全的塑料食品包装替代品是她在科研项目中能够持续不断努力的一大动力。

她一直在挖掘藻类衍生的生物塑料取代高污染化石燃料制成的包装的潜力。

希尔说:”目前市场上的塑料不能生物降解,而且绝大多数塑料都不能回收利用。而利用海藻多糖制造塑料替代品,能够从一开始就制造出可持续发展的产品。我们减少了石油的使用,创造了一种可生物降解的东西,因此整个制作过程中都更具可持续性。”

希尔说,藻类包装尚未成为食品包装的行业标准有几个原因,比如其本身相对脆弱的特性和大家对食品安全的担忧。

她的项目名为 “生物纺织品:真菌和藻类实验”,由昆山杜克大学媒体与艺术助理教授徐维静指导,旨在通过改变生物塑料的机械性能,在此基础上提高生物塑料的可行性。

首先,她在实验室中使用海藻和其他藻类的衍生物(包括海藻多糖、琼脂和海藻酸钠)制作了生物塑料薄片。然后,她尝试添加增塑剂和调整多糖的用量,以增加薄片的柔韧性和拉伸强度。

希尔说,这种性质的研究往往是一个 “反复试验 “的过程。

她说:”我们要努力找到解决方案。” 无论是做研究还是在行业内工作,并不是所有事情都能在第一次尝试时就成功。

“有时你必须退一步,尝试找出新的解决方案、新的方法。创新就是这样产生的。”

希尔在业余时间喜欢学习西班牙语和中文等语言,她说在昆杜的学习让她对材料科学的发展有了 “全新的认识”,尤其是当材料科学与环境科学相结合时。

在通力电梯实习期间,希尔帮助评估了该公司产品的可持续性。

“近年来,全世界都开始认识到这些极端天气都是不正常的,”她说。

“企业对可持续发展有了更多的认识,我认为这很好,因为这让产生大量温室气体排放和材料浪费的企业承担了一些责任。

希尔打算毕业后继续深造,进入工业领域,帮助寻找应对气候变化的可持续解决方案。

她说,昆山杜克大学鼓励学生跳出传统的学术边界,开发以解决问题为中心的思维。

“昆山杜克大学让我能够深入研究非常感兴趣的课题,同时这一课题也与我未来想在行业内从事的工作紧密相关。我不再只是研究本专业的东西,它促使我开拓视野,真正认识到我们研究的课题可以是跨学科跨领域的。”

段晓宇

睡眠障碍让段晓宇“夜不能寐”地开展研究。这位全球健康专业本科生在武汉花了三个月时间研究帕金森病患者的失眠问题,他经常在医院与研究对象和学术导师一起工作,然后在实验室分析数据到很晚。

影响着全球600多万人的帕金森病是一种神经退行性疾病,其中80%的患者都有睡眠障碍。段晓宇期望通过他的研究,能对缓解失眠及相关病症有一个全新的认识。

段晓宇在SELF项目过程中和华中科技大学老师们一起工作,成为湖北省第一批从事这类研究工作的人。他想通过弥补这一认识上的不足来更深入地理解睡眠,情绪以及认知问题等风险因素的作用。

来自湖北十堰的段晓宇说:”昆山杜克大学给了我第一次参与临床研究的机会。熟悉临床研究的这些流程很有挑战性,但它给了我宝贵的经验。招募研究人员、进行测试、在实验室处理血液标本,这些对我来说都是全新的体验。统计分析在实际环境中与课堂上截然不同。”

这个横向和多中心的项目源于段晓宇对生物学研究的兴趣,以补充其主修专业的政策层面重点。

昆山杜克大学资助了他的住宿和其他费用,让他得以与华中科技大学同济医学院附属协和医院的神经内科医生熊念博士合作顺利开展这项研究。

昆山杜克大学给了我很多机会去探索自己的兴趣,参与各种研究甚至建立自己的研究都变得十分可行,”

段晓宇说道,”我的科学素养在昆山杜克大学得到了很好的培养。在武汉与他人一起做研究时,我发现自己的研究思维非常强。DKU的跨学科学习环境有助于我全面考虑社会、遗传和环境因素,并进行动态思考。”

他的研究表明,神经生物学通路(一种神经系统内的通信系统)可以解释睡眠障碍的机制以及它们扎根的原因。

段晓宇还发现,这些通路为深入了解帕金森病患者的运动症状(影响运动和平衡的症状)与抑郁情绪和睡眠问题等非运动症状之间的相互作用以及对公共卫生的广泛影响提供了可能。

今年夏天,2024届的段晓宇即将毕业,他计划继续研究老龄化的流行病学,包括年龄增长如何影响睡眠和认知。他还希望加深对慢性疾病的了解。

与病人面对面的交流让段晓宇对改善人们的健康状况更加充满热情。

“当你坐在笔记本电脑前阅读论文和分析数据时,你很难想象这对真实的人有什么帮助。但在现场工作时,你要与病人、医生和教授互动。当你在医院看到弯腰驼背的老人和双手颤抖的病人时,当你看到一双双充满乐观或没有任何表情的眼睛时,一切都开始变得更加具体。这让我更加坚定了尽我所能帮助他们的决心”。

尼诺·纳迪拉什维利

2024 届的本科生尼诺·纳迪拉什维利(Nino Nadirashvili)发现了一个与研究女宇航员相关的尚未开发的研究领域——对女宇航员的性别叙事,其中涉及到围绕她们是否适合太空探索的讨论偏见,也有媒体对她们的报道。

来自格鲁吉亚第比利斯的纳迪拉什维利说:”在这一基本未涉及的领域,有很多打开新思路的空间。

“我最终将其凝练为一篇论文,我们将从女性的视角来审视太空旅行,通过对几位女宇航员个人的剖析来开展这个项目。”

在昆山杜克大学宗教研究助理教授Ben Van Overmeire的指导下,纳迪拉什维利开始分析三位女宇航员的经历,她们分别是瓦伦蒂娜·捷列什科娃(苏联)、莎莉·莱德(美国)和刘洋(中国)。

她说:”迄今为止,有趣的是,这些女性在飞向太空时似乎并没有敏锐地意识到她们的性别代表了所有女性的突破性时刻。

纳迪拉什维利补充说,但在返回地球后,她们很快就意识到自己的性别多么受关注。

“例如,一些媒体文章谈到了她们在太空飞行时可以化的妆,或者拿捷列什科娃穿的鞋子开玩笑。
西方国家报道捷列什科娃的方式也有政治方面的因素,他们更倾向于这种叙述方式,真的是过度关注这些女性身份的标识,而不是她们的经历。

纳迪拉什维利正在对名为 “太空中的女性 “的 SRS 项目进行收尾工作, 她计划将该项目提交给学术期刊发表。

四年多前,纳迪拉什维利在寻找留学地点时,昆山杜克大学吸引她的地方之一就是有机会开展高水平的研究。

经济学专业的纳迪拉什维利说:”我从大一开始就参与研究。我认为昆山杜克大学的独特之处在于,作为本科生,我们非常认真地从事重要的研究工作。

“学校给予本科生研究上的信任是正确的,这在很多院校中并不多见。我认为,学生们应该尽力利用这一点。”

除了宇航员研究外,纳迪拉什维利还与教师合作开展了另外两个研究项目,一个是关于二战期间上海犹太难民的研究,另一个是关于民主治理创新的研究。

她希望在毕业后继续攻读研究生项目,然后到世界银行、国际货币基金组织和联合国等发展机构寻找机会。

她说,能与昆山杜克大学的师生建立牢固的友谊和伙伴关系,她感到非常幸运。

纳迪拉什维利说:”能来到DKU的,都是具有某种特质的人。我真的感受到了这种开放的心态,感受到了教师们对我们的支持,感受到了他们对学生有求必应和脚踏实地。我真的很感激这一点。”

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李怡
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