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(照片选自网络)
最近,教育部、我校和我系都有一些文件或者举措,加强研究生过程管理。周末,我系举行了研究生中期考核,有好几个学生“挂了”。我的两个硕士生虽然事先进行了练习,现场讲PPT还行,但回答问题显然是出了问题。我坐在最后一排听她们回答,心里很是焦急和难过。等结束后,我找她们给些反馈。
我首先问研究生A对自己表现的评价,她说很紧张。我说是的,你的身体左右晃动,显得不自然,并且你的声音颤抖着,甚至有的句子的速度都“变形”了。不但如此,在回答问题环节,有个老师说你没有讲清楚已经做了什么,还需要做什么。你本来可以翻到倒数第二页,那里就有你的“工作地图”,可是你翻到了前面,给她讲研究的目的。我坐在下面,真恨不得替你说,可是我不能。
那位老师的意思其实远远不只是这些。她其实是在说,你的硕士论文结构是什么?你目前讲解的是一篇尚未完整的文章的内容,你的硕士论文仅仅是这篇文章,还是有别的章节?无论是哪种情况,那位老师的意思是,你都得说出来,给出对硕士论文进展的说明。我转过头对一个一年级的研究生说:“你听好了吗?吸取教训,明年轮到你了。”
我接着讲解另一位老师的问题。另一个老师的评论是,应该显示单个金属纳米颗粒的电子显微镜精细结构,而目前显示的是一群金属纳米颗粒的电子显微镜,显得不清楚。这位同学回答不上来。我会后给她们补课说:单个金属纳米颗粒的电子显微镜照片有两种得到的方式:一种是选取一群金属纳米颗粒电子显微镜照片的一个部分,然后剪切并放大;另一种是做电子显微镜实验时,提高放大倍数。但提高放大倍数有两个缺点:其一,电子束能量集中在这么小的一点,有可能导致样品发生融化、变形等artifact;其二,如果要照得清楚,希望拍摄时多停留些时间,但往往在停留过程中,镜头下面的样品发生移动,导致边缘模糊,而如果采用抓拍的话,分辨率又不高。
讲完了两个问题,我接着开始“狂批”学生:我坐在后面,看你经常玩手机,怎么不听其他同学的报告?尤其是有别的两个报告和催化相关。你将来可以不读博士,但要达到研究生培养的要求,就要进入一个学术的“语言体系”。作报告是一个方面,还有一个方面就是听报告。听报告,可以“知己知彼”,知道周围同学做得怎么样了,找出差距。听报告,可以熟悉学术术语,进入学术的“语言体系”。
我转而开始给学生B提供反馈。我发现主要问题是,虽然报告做得还行,但到回答问题部分,问题很大,反映出基本功不扎实,平时缺乏思考。
我举个例子:一个不了解催化的老师问:你做这个CO氧化反应,达到一定的转化率花多少时间。我完全理解,在这么短的时间内无法花五分钟给那位老师讲,但我的学生完全误解了老师的问题,她的回答是:从室温升到这个反应温度一共花了多少小时。我当时坐在下面简直晕倒了。
事后,我对学生说,这些东西课上都讲过。有两种反应器,一种称为batch reactor,就是一个烧杯里放点液体反应物,然后搅拌,经过一定时间后,累积达到一定的转化率。不仅仅是液体可以这么做,气体也可以这么做,比如室内除甲醛,就可以认为是个batch reactor。而我们的CO氧化实验采用的不是batch reactor,是固定床反应器。催化剂装在U型管里,气体快速通过催化剂,然后通过气相色谱检测的。回答问题时,你要说清楚装入多少克催化剂,气体浓度是多少,流速是多少。假设催化剂体积是一毫升,气体流速是60毫升每分钟,那么在100%转化对应的温度,只需要1秒就能完全脱除CO了。
那个老师还问了一个问题:为什么你的转化曲线上,活性随着反应温度的上升而升高?你的回答是什么反应物分子吸附之类的。这完全是错误的。高中化学就讲到,反应温度每上升10度,反应速率提高2-4倍,这是个经验的说法。后来大学化学里有阿劳尼乌斯公式,就代表了温度上升导致反应速率提高的规律。为什么温度上升,活性上升呢?因为热能转化为分子运动的动能,分子碰撞越厉害,反应也越快了。
你既然说到一氧化碳的吸附,于是那个老师便追问你一氧化碳分子的大小,你答不上来。在答辩时,如果你不知道确切的数据,也要给出一个大致的范围;如果给不出范围,也要说清在哪里可以查到数据。你上课不是学过沸石分子筛吗?当时了解了3A、4A、5A分子筛,能分别吸附水、二氧化碳和烷烃等。一氧化碳比二氧化碳小,所以它的大小小于4埃。如果你还是忘记了,应该记住有些苯的衍生物尺寸是1个纳米,一氧化碳小于这些分子,所以一氧化碳的大小小于1个纳米。
有个老师提问:你有没有对商品化载体的粒度进行表征?你回答不上来了。但其实,负载型催化剂的电子显微镜照片不是已经显示了载体的粒径了吗?有的是微米级的,有的是几十个纳米的,怎么一下子脑子反应不过来呢?
还有个老师问你:你最好的催化剂在室温就已经达到100%转化率,为什么没有做低温CO氧化催化。你不要仅仅傻笑说“是没做”,而要说:因为方便实验和比较,所以一开始所有催化剂都是从室温开始升温测试的。下一步我们会挑选好的催化剂继续做低温实验的,我们的仪器可以从零下五十度开始测(换一根热电偶还可以测更低的温度)。这么回答,就很清楚了嘛。
分析完两个学生存在的问题后,我又对其他学生中期考核中出现的问题进行了讲解,目的是举一反三,吸取教训。比如说,一个老师问一个学生,在工业上一个催化剂用几个月就坏掉了,你的催化剂能够用多长时间?那个同学答不上来。我事后对学生说,工业上测试催化剂的稳定性是加入过量的催化剂,看能在100%转化率上维持多少时间。假设你加入的催化剂是一支粉笔的长度(过量了),实际上,只是一个粉笔头就已经够达到100%转化率,粉笔的后面大部分都没有用到。这时候,催化剂逐渐失活了,粉笔的后面部分逐渐起作用,最后全部都失活了。所以,你一开始没看到失活(都是100%转化率)不代表没有失活。但在实验室,测试稳定性时,要确保转化率低于100%,一般90%就已经够了。我们不能测试几个月,一般测试24小时足够了。如果24小时不失活,能认定稳定性较好。而如果催化剂会失活的话,在24小时内应该会很明显的。
刚才我用粉笔作为比喻。你们描述科学要形象!比如说,在中期考核前,我模拟提问你们:如何得到CO氧化的转化率?你们的回答是反应温度由低到高,用气相色谱。记得当时我的回答吗?我说:把催化剂装到U型管里,室温通入1%的一氧化碳,一般催化剂室温没有转化,流出的气体经过气相色谱分析后,记录峰面积大小。好比说峰面积是1000。同时提高反应温度,记录在这个温度的CO峰面积,好比说峰面积是800,那么转化率就是20%。下一个温度,峰面积是500,转化率就是50%。依此类推,可以得到几个数据点,横坐标是反应温度,纵坐标是转化率,把活性曲线画出来。
我接着谈中期考核中常见的问题。
1)有的学生讲完自己的工作后,“自己打自己耳光”,说了自己实验的很多问题,一再say sorry,这给人一种不自信,工作不完整的感觉。科研工作在中期考核时不完整,这很正常,你完全可以换一种说法:自己在下一步可以怎么做,补什么实验,而不必“自己打自己耳光”。
2)有的老师问:“水中有哪些病毒?”一个同学没有针对老师的问题进行回答,而是急于辩解自己为什么要用某种病毒来作为水中病毒的代表。这是答非所问!也许她自己都说不清楚水中有哪些病毒。如果那老师苛刻一点的话,本来可以追问:“你还是没有回答我,水中有哪些病毒!”
3)有的学生报了很多数据,但是我问:“文章的创新点是什么?是新的催化剂?新的工艺流程?还是仅仅是技术测试、工艺条件摸索?”
4)有的学生说自己的实验目的是转化反应物A得到产物B,但是B的产率只是1.8%,生成的是一堆别的物质。所以他本来不应该说实验目的是为了得到产物B,而应该说是研究A的转化,看看能得到什么东西,然后如实陈述发现就行了。否则,达不到产生产物B的实验目的,就fail了。
说完了这些,我总结:中期考核是非常重要的,能督促学生抓紧学业和研究进度,能找出和周围人的差距,对老师也是一种鞭策。希望两位再接再厉,平时少上网、少聊天,少使用手机短消息和微信。如果没事做了,可以到楼下去走走,锻炼身体,回寝室休息,但不能在实验室和办公室花很多时间做无关的事情。多把精力集中在自己的实验和整理数据。平时多花些时间思考自己的课题和实验数据,多从评审人角度问自己,甚至在WORD文档中可以“自问自答”!只有这样训练,才能达到硕士毕业应该达到的要求。
我还说:另外,你们的演讲能力还是和本校毕业的有差距。我不是歧视你们,而是给你们些鞭策。以后无论是毕业论文答辩,还是找工作,还是参加工作,都需要很强的口头表达能力。我今天能在这里当老师,需要的也是口头表达能力。你们想一想,周围的那些老师,很多都有很强的口头表达能力。你不会讲,以后会吃大亏。
给你们坦率的反馈,也许你们像一盆冷水从头淋到脚,但是如果现在要求不严格,以后怎么能如鱼得水呢?相反,如果现在要求很松,以后盲审和答辩的时候就会吃大亏!
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