首页   |  校园号   |  
在光电世界里,与原子分子对话!
西北师范大学 西北师范大学2022-09-09
字号:AAA
“如果用一句话来概括我们的工作,就是与原子和分子对话。”西北师范大学董晨钟教授这样概述其带领的教师团队多年来所做的工作。

既要有远大理想,更要脚踏实地

既要淡泊名利,更要心怀大我

既要紧跟学科发展前沿

更要培养一流人才

让为人、为事、为学

都起到行为世范的作用

……

这,就是

西北师大“全国高校黄大年式教师团队”

原子分子物理教师团队优秀的秘诀


向“西”而行,向“难”而进


640.jpg


走进实验室,原子分子物理教师团队负责人董晨钟教授正带领团队成员专心地做着激光等离子体实验,他与“原子”“分子”的“交情”,一打就是40年。

“西北地区更需要基础研究。”在德国卡塞尔大学获得博士学位之后,董晨钟向“西”而行,向“难”而进,放弃国外优厚待遇和优越的发展机遇,毅然回国,一心想要改变西北地区物理基础教育和科学研究薄弱的状况,将所学所识全部回报给了这片厚重的黄土地,带动了西北师范大学物理学科的发展。

“中学时代,我就喜欢想象、善于动手,曾经自制过手枪、弓箭、弹弓、放大尺……”董晨钟说。从那时起,成为工程师和科学家的“梦”就在他心中扎下了“根”,那股子好“钻”的“劲儿”一直保持到现在。

在基础课教学中,董晨钟深钻细研,把创新体现在每一个细节上,拓展力学实验,提出了在弹簧上产生纵驻波的方法,并进行了深入的理论分析和实验验证。1993年,这项工作在国际物理实验教育学术会议上报告时,得到了国内外学者的充分肯定;挖掘电磁学实验,通过对干电池内阻特性的分析,提出了测量干电池内阻的一种方法,弥补了现行教材中的不足,论文发表在《物理实验》上,后来被评为该期刊十年内发表的优秀论文之一……

40年来,团队以原子分子物理研究为基础,以学科交叉和拓展为纽带,辐射带动了西北师范大学物理学科相关专业方向的发展。通过不断地努力,实现了一个学科从小到大、从弱到强的跨越式发展。先后获批原子与分子物理专业硕士和博士学位点、物理学一级博士学位点和博士后科研流动站,建成了甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室、激光等离子体光谱甘肃省国际科技合作基地、中科院近代物理研究所-西北师范大学联合“极端环境原子分子物理”实验室等一系列重要的学科平台。

同时,作为学科和团队负责人,董晨钟更善于开展团队建设,开创了“一人一系一所”的运行管理新机制,大胆培养任用学历层次高、责任心强、甘于奉献的优秀人才,打造了一支团结协作、奋发创新的团队。


难题不仅要“破”,更要“解”


640.png


“老师不用任何工具,徒手用粉笔在黑板上画的能级图都是那么的工整。”在团队成员西北师大物理与电子工程学院院长张登红的印象中,董晨钟在讲授《原子物理学》课程的时候,随手抛出来的都是完美至极的“原子”。

“我的第一篇论文就被逐字逐句、精雕细琢地修改过12遍。老师同我们在一起,经常就忘记了回家。就连他自己的女儿都埋怨:在爸爸眼中,学生比我亲。”张登红说。

“老董,搞啥都那么认真!”身边的同事经常这样打趣董晨钟做事的“较真”。

正是凭着这种一丝不苟、精益求精的工匠精神,董晨钟带领团队一直活跃在国际原子分子物理学研究前沿,在超重元素结构和性质、高离化态离子结构和碰撞动力学、激光等离子体辐射特性、瞬态诊断及应用、强场物理、团簇物理、雷电光谱等研究领域取得了一系列重要成果,多次受邀在重要国际学术会议上做报告。

“科学研究没有一蹴而就,甘坐冷板凳,才能攀登新高峰,没有捷径,必须刻苦钻研。”董晨钟说。

对于基础研究而言,这是一场没有尽头的“马拉松”。一个个难题不仅要“破”,更要“解”。

面对早期实验室条件差、设备不配套等困难。怎么办?

答案只有一个,想办法解决问题。董晨钟带领团队改进实验方法,研制新仪器,并运用到具体的教学和科学研究活动中,想方设法通过学科本身的“魅力”来激发学生热爱科学、追求真理、献身事业的品格。

在这种品格的滋养下,一个个“难题”被攻克,一个个“首次”被拿下。

董晨钟首次在理论上准确预言了超重元素Fm的低激发态能级结构和电离特性,为国际上开展超重元素能级结构的实验研究提供了关键的理论指导,国际物理学界认为该工作“为进一步开展放射性超重元素原子性质的研究投下了第一缕曙光”。团队成员袁萍教授,不畏艰险,追求科学真理,数十年如一日开展雷电现象研究,首次在国际上观测到了球状闪电光谱,成果发表在Phys. Rev. Lett.之后,被美国物理学会评为年度物理学八大标志性进展之一……

“过去我们的研究在国际上属于跟跑,现在我们达到了并跑,未来我们的目标是领跑。”董晨钟说。他当年离开德国时,就曾对同事许下诺言:“相信不到十年,我们在许多方面是完全可以和你们相比的。”


640 (1).jpg


如今,团队所使用的实验设备和模拟计算软件中的许多都是自主研发的,这也是董晨钟最为自豪的“成果”,它将为团队追求更高奋斗目标奠定坚实的基础。

团队成员丁晓彬教授说:“董老师不仅引领我走进科学研究的大门,也为我打开了开眼看世界的窗口。”2005-2006年间,在董晨钟教授主持的中爱政府间科技合作项目的支持下,多位团队成员赴爱尔兰都柏林大学开展合作研究。此后,团队成员分别赴德国、美国、日本等国访学交流。


“圈内”强基础,“圈外”做文章


640 (2).jpg


董晨钟不仅在“圈内”强基础,更在“圈外”做文章,重视深夯团队成员理论基础的同时,更注重培养他们的国际视野,瞄准和洞悉世界科学研究的发展动向。

在长期的国际交往中,董晨钟带领团队先后与德国、日本、美国、爱尔兰、立陶宛、瑞典等国相关大学和研究所建立了密切的合作关系。并在合作研究的基础上,建立了人才国际化交流和联合培养模式,推荐团队培养的优秀研究生和青年骨干46人次赴国外高校和科研院所攻读博士学位、从事博士后研究工作、参加学术交流等。

“在进行前沿学科纵深方向探索的同时,董老师还敏锐地关注科研成果的转化与应用。”团队成员、甘肃省原子分子物理功能材料重点实验室副主任苏茂根教授谈起董晨钟教授和团队,更是感慨万千。

在一般人看来,原子与分子都是非常微观的研究对象,然而在董晨钟眼中,再“微观”的事物,都有其“耀眼”的时刻。

因此,他们的实验室不仅开展激光等离子体的基础研究,自主开发相关的诊断装置及其理论模拟程序,同时部分成果已应用于中药材产业和文物保护等领域。


640 (3).jpg


团队教师受邀参与制定的《激光诱导击穿光谱法(GB/T 38257-2019)》国家标准已于2020年7月1日正式实施,引领了LIBS技术的长远发展。针对中药材重金属超标、土壤农药残留等地方特色产业发展需求难题,研制了 “便携式中药材LIBS 检测仪”和 “流水线LIBS检测系统”,在第四届中国创新挑战赛中为企业所提出的技术难题提供了解决方案,获得最高奖。

同时,结合国家需求,针对敦煌石窟壁画颜料分析中原位无损检测和多层壁画分析困难等问题,联合敦煌研究院开展了“敦煌莫高窟壁画原位分析方法”等技术攻关,为壁画颜料成分及病害分析提供了新方法和新思路。


640 (4).jpg


这些应用基础研究,让更多的人亲近科研成果,更受益于科技成果。

在科研创新道路上,董晨钟带领团队矢志不渝守初心的同时,更不忘教书育人担使命,为青年学者搭梯引路、指引方向。

“自2012年进入董老师的团队,就深深地被他的学术造诣和人格魅力所吸引。就如同一束光,照亮着我们前行。”这是董晨钟团队青年学者曹世权的亲身体会。他说:“同著名原子物理学家 Robert D. Cowan教授的专著‘The Theory of Atomic Structure and Spectra’一样厚重的,是董老师逐字逐句翻译的学习笔记,这为我们做学问树立了标杆。”

“教书育人是教师的本职工作,我们要以极大的热情投入到育人中,非常认真地对待每一个学生。”董晨钟不断告诫团队成员。同时,40年的坚守,他也以自身的行动诠释着这一理念。

“董老师是出了名的严,每一个实验细节都关注,每一个理论观点都得站住脚。”物理与电子工程学院博士研究生李麦娟感触颇深。

立德树人有道,春风化雨无声。40年来,董晨钟团队为西北地区基础教育、高等教育和科学研究培养了一大批优秀学子。他们中有些人坚守在基础教育一线“夯基垒台”,有些人奋进在科研领域“攀登高峰”……

“师者,所以传道授业解惑也。”正是因为有像董晨钟们一样着眼世界学术前沿和国家重大需求的“大先生”,我们才有底气攀登“新高峰”。

董晨钟带领团队聚焦国家重大战略需求,在激光等离子体等研究领域取得了一系列重要成果,以学科交叉和拓展为纽带。

[通讯员:虎明帆]
[指导教师:丁岩]
[责任编辑:刘宇宏]
“如果用一句话来概括我们的工作,就是与原子和分子对话。”西北师范大学董晨钟教授这样概述其带领的教师团队多年来所做的工作。