WLA青科聊高考8丨浙大博导狄大卫:做科研没必要出国
2020-08-18
WLF
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  江苏文科状元白湘菱,因为历史只考了B等,无缘内地顶尖高校,转而被香港大学以百万奖学金录取,成为近日的热门话题。

  每年,都有为数不少的高考生,出于各种原因选择出国(境)留学,整体人数在逐年攀升。然而受到新冠疫情的影响,今年有意向出国(境)的学生,面临着更大的不确定性。

  在这样的情况下,该如何取舍?如何规划自己的留学生涯?应该怎样应对跨文化的差异与挑战?浙江大学博士生导师狄大卫,结合自己16年的留学经历,给出了建议。

WLA青科聊高考⑧浙大博导狄大卫:做科研没必要出国

WLF杰出青年科学家代表狄大卫

  狄大卫,浙江大学光电学院百人计划研究员,剑桥大学卡文迪许实验室访问研究员。研究领域主要涉及新型有机发光材料中激子自旋态动力学、高性能有机发光二极管(OLED)、钙钛矿LED、纳米硅太阳能电池,以及与上述课题有关的器件物理和光物理。

  他的主要学术贡献是发现了有机发光二极管(OLED)中激子自旋态的新型高效发光机制并突破了低成本OLED的效率纪录,以及对有机和和钙钛矿发光体中激发态光物理学的研究。

  狄大卫与剑桥大学卡文迪许实验室的Richard Friend院士共同带领团队突破了钙钛矿LED效率的世界纪录,并深入研究了其发光机理。另外,他还推动了硅基层叠太阳能电池的发展,并成功研制了纳米硅/晶体硅发光二极管。

01、因为“9·11”,没有选择美国

  狄大卫上高中的时候,家人就筹划送他出去留学,原因是他偏科。而且狄大卫还不像一般的偏科生是偏文或者偏理,他偏得很交叉:语文、数学、物理都挺好,但是英语、化学、历史就比较差。

  对于这一奇特现象,狄大卫的师长多有疑问。他的化学老师就曾经怀疑,狄大卫是不是故意不好好学这门课。多年之后回想起来,狄大卫还觉得有些惭愧。他解释说,其实是因为他的学习是兴趣驱动的:凡是自己觉得有意思的课程,成绩就好,反之亦然。

  比如,狄大卫化学学不进去,是因为觉得中学化学要记的方程式太多,背了能干嘛?背不出来又会有什么影响?相反,中学物理只要有牛顿定律(力学)、电学、热力学和光学,大约十几个公式就能把整个宏观世界都基本概括了,富有简洁的美。

  文科也是如此。当时,狄大卫认为汉语是非常优美的语言,可以通过丰富而凝练的文字表达自己的思想和情感,富有创造力;相比之下英语并没有那么优美,而且平时交流中也完全用不上。

  当年的浙江高考,采用的是语数英+理(文)科综合的方式。家人担心狄大卫这种交叉式偏科在高考中会很不利,所以早早就为他准备留学事宜。

  考虑到高等教育水平、自然环境、生活成本等因素,当时备选的目的地包括美国、英国、澳大利亚、加拿大,其中美国在教育水平与长期生活发展等方面都有优势,英国的教育水平虽与美国相当,但当时的学费与生活成本较为高昂。

  然而2001年,发生了“9·11”恐怖袭击。美国政府收紧了签证政策,家人担心安全问题,最终为狄大卫选择了拥有良好生活环境的澳大利亚悉尼作为留学目的地。

02、留学先过两道关:语言和文化

  2002年,狄大卫完成高中会考后,只身一人出国求学。“刚到澳大利亚悉尼的时候,有一种五味杂陈的感觉。”狄大卫回忆说。

  到了澳大利亚,英语变成了赖以生存的语言,语言关是大部分留学生面对的第一个挑战。在出国前,狄大卫已经意识到轻视英语是个错误。

  因为大学的预科课程录取需要雅思成绩,必须达到5.5分或以上才能满足出国的条件。他参加了雅思培训班并十分努力地去学,在出国前的那次雅思考试中,狄大卫获得了5.5分的成绩,如释重负地度过了英语关。

  真正的提高是狄大卫在读预科班期间完成的。无论是在学校和老师、同学,还是放学后回到寄宿家庭,他一有机会就和他们说英语,也有意识地去看英文的新闻或者电视节目,提升自己语言能力。

  花了两、三个月习惯了语言环境以后,狄大卫的英语突飞猛进,基本交流已经不成问题了。

  另一个相关的问题,则是对当地生活的融入。和大多数同龄人一样,狄大卫在家里深受父母照顾,独立生活的意识和能力都很欠缺。然而到了国外,不管生活还是学习,都要对自己负责。

  初到澳大利亚,有两件小事让狄大卫深感失落。他在悉尼的寄宿家庭是之前通过中介联系的,有一个包吃住的口头协议。然而有时放学回家晚了,房东并不会给他准备饭菜,而是让他自己拿面包夹火腿做个三明治凑合一下。

  另外当时宽带还没普及,上网需要通过电话线路拨号。每次狄大卫占用线路与家人连线时间稍长,房东就会抱怨,后来就限制他的网络使用时长。

  这些细节让狄大卫思考:为什么看上去很热情的这些外国人,人与人之间保持的界限这么明确?

  一开始,狄大卫觉得老外其实很冷漠,不像中国人一样热情、互相帮助。但是后来习惯之后,他的观念也发生了一些转变:过了18岁之后,成年人就应该为自己所有的行为负责,这会培养责任感,也会令人进步更快。

  这种中外文化上的差异,也是留学生必须跨越的关口。几个月后,狄大卫就从最初的寄宿家庭搬了出去,自己租了个不包饭菜的寄宿,因为他发现这种方式很不错,省下来的钱几乎足够每天去下馆子吃,时间也更为自由。

  又过了一段时间,狄大卫就租了间公寓,完全独立生活了。整个过程也就一年半左右的时间,他已经可以融入到当地的生活环境跟文化氛围中了。而且融入以后,语言也进步得更加快了。

WLA青科聊高考⑧浙大博导狄大卫:做科研没必要出国


03、主动思考,淡化对分数的追求

  狄大卫在悉尼的新南威尔士大学读了一年预科。在这里,他初次感受到了中西教育理念的差异。

  他说:

  预科涉及的知识水平和国内高三差不多,但在国内,许多高中生受教育的出发点往往是为了满足父母和老师的期待,是以考试分数为导向的;但国外更注重思维方法与技能培养以及主动思考的习惯养成,比较淡化对分数的追求。

  这种教育理念,和兴趣驱动的狄大卫很合拍。在国内的时候,他在课堂上就很活跃,尤其是在一些注重双向交流的老师教授的课程上,他经常会提出自己的见解和思考。

  比如物理和语文课上,狄大卫如果发现老师说的内容自己无法理解或可能不对,或者是和课本内容存在矛盾的地方,他就会向老师提问,或者与老师讨论并提出自己的理解。

  “有个别时候我会发现老师的神情有些为难。当时可能是觉得‘这个关键内容我正讲到兴头上,为什么会有学生挑战我?’但更多时候我会发现老师其实很欣慰,因为只有学生真正认真听讲并转化成自己的思考,才能在课堂上有互动。”狄大卫说。这其实也是促使他对某一学科产生兴趣的动因。

  因为有了这样的基础,狄大卫对西式教育适应的挺快。不过其中还有一段小插曲:一堂物理课上,老师举例讲述如何通过能量守恒与动量原理计算两个物体的运动状态。由于物体的动能是速度的平方函数,它是不可能出现负值的;但是狄大卫按老师给出的推导方法,却算出了一个负数。

  他向老师指出这一点,老师显得略有不高兴。“一开始老师说他的方法肯定是对的,然后大概愣了几秒钟以后,他去看黑板上的推导,想了一想,他说我讲的有道理,最后发现中间有一个负号出了错,我是对的。”狄大卫回忆说,“最开始比较尴尬。虽然常常说老外提倡主动思考,但老师对自己的教学内容有完全的自信,本能的判断就说自己应该是对的。而且课堂上亚洲面孔的学生一般不太会提问,突然间冒出来说他是错的,他可能比较惊讶。”

  无论如何,狄大卫顺利完成了预科阶段的学习,而且还有一个意外的收获——他改变了对化学学科的看法,因为他发现化学和物理是相通的,是电子、原子和分子层面的变化与重组,本质其实是量子力学的原理。而且化学也是现代科学的核心学科之一,可以创造很多新的材料和物质。这在一定程度上增强了他对交叉科学的兴趣。

  物理系的量子计算机和工程系的光伏工程是新南威尔士大学的两个世界领先的科研方向,最终狄大卫选择了光伏,因为这个专业可以把他喜欢的物理与微电子学科结合起来,并且还能涉及到一些简单的化学。

  光伏也就是太阳能发电。狄大卫在这条路上走的挺顺利,一路读完本硕博,之后留校做博士后研究。

  然而在这个时期,整个硅太阳能电池的基础研究发展逐渐缓慢,因为用晶体硅制作的太阳能电池,其最高光电转换效率遇到了瓶颈。领域中有相当一部分研究,逐渐转向了如何降低成本并实现大规模产业化,这与太阳能产业在世界范围的发展不谋而合。

  狄大卫的博士导师之一,是被称作“太阳能电池之父”的马丁·格林(Martin Green)院士。

  格林提出的思路是制作量子点硅电池并实现全硅叠层电池,这种设计基于硅电池技术,但可以超越传统的理论极限。这个思路非常具有前瞻性,但是实验做出来的效果并不理想。他当时觉得有些难以理解,原来理论和实际之间的距离是那么遥远。

  然而无心插柳柳成荫,狄大卫意外地发现,按道理硅电池不应该发光,但自己制作的量子点硅电池在加上电压之后发出了红光。他当时就觉得很有意思,很想探究其中的原理。与格林以及物理系的一位教授交流之后,狄大卫决定将自己的研究方向从“光转电”改到“电转光”。

  一番信息搜集之后,狄大卫了解到剑桥大学卡文迪许实验室的著名物理学家,有机光电子学的奠基人理查德·弗兰德(Richard Friend)院士,对有机发光二极管的器件物理研究非常深入。于是,在澳大利亚悉尼学习与生活了10年以后,狄大卫决定去英国剑桥物理系攻读第二个博士。

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  可想而知,狄大卫的家人最初非常反对这个决定。因为他在澳大利亚已经开始博士后的工作,薪酬待遇和生活都挺好;去读第二个博士,意味着又将把自己的生活降低到学生的水平。

  但狄大卫还是选择追逐个人的爱好。“后来我也没完全说服家人,他们大概都觉得我读书读傻了。但我一个人在国外,他们也没什么办法,最后只能说我只要开心就好。”回忆这段经历,狄大卫自己也有些忍俊不禁。

  当然说起来轻巧,整个过程还是需要经历很大的转变,远离以往积累的许多知识与技能,踏进一个全新的领域。而且,英国和澳大利亚虽然同是英联邦国家,但从悉尼到剑桥,生活上也需要重新适应。

  从自己的经历出发,狄大卫建议高考生,无论针对是否留学的选择,还是专业志愿的填报,一定要静下心来思考自己真正喜欢的是什么样的学科、事业甚至人生。

  如果个人目标确实是为了从事一份待遇良好的职业,收入与稳定性等当然是最为普遍的选择依据。

  但是从做科研的角度,尤其是如果要在基础研究的领域发展,可能就要抛开金钱和待遇,想想自己对哪些东西感兴趣,想成为什么样的人。

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  “是想成为潜心基础科研、探索自然奥秘的科学家?创造新技术、实现技术发展的发明家、工程师?还是创造更多就业机会、推动产业革新的技术型企业家?”狄大卫说,“了解自己是最重要的。就像前面说的,学习、研究不是完成老师、家长的任务,学习应该是一种自发的行为,目的可以是造福周围的人、让中国变得更好、改变世界。重要人生选择的关键,就是要追随自己的心声,这就是我的建议。”

  突如其来的新冠疫情,为许多学生的出国计划蒙上了阴影。狄大卫认为,有意向出国留学的同学们在这个特殊时期可以适当调整自己的计划。如果出国的目的是开拓眼界,出于健康和安全考虑,可以将行程向后延期或考虑开展其他自己感兴趣的工作;如果出国留学是为了攻读博士、硕士学位,进行科学研究,由于近年来国内院校尤其是顶尖院校的科研水平,已经接近甚至基本达到世界一流大学的水平,加入国内高校的优秀课题组,也同样能够获得高水平的科研训练,开拓眼界、培养创新精神,取得一流的研究成果。

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