1997年，周小元从长兴中学高中毕业，考入湖北大学继续求学。虽然只有三载寒暑，但在长兴中学获得的知识、习惯和品德深深地影响了周小元，伴随着她一路上栉风沐雨。
母校“勤学守纪，求实创新”的学风让她在求学、任教以及科研的路上从始至终保持着务实的态度和进取的精神，“德育为首、教学为主、全面育人”的办学宗旨让她得到了全面、和谐、自主的发展，也让她在走出校园后始终牢记德育的重要性，这也成为周小元作为一名人民教师、在面对她的学生时始终牢记的箴言。
或许正是在中学时代养成的好习惯以及长兴这座江南小城孕育出的浓厚人文底色和淳朴的风土人情，潜移默化地影响着周小元的成长之路，也让勤奋成为了周小元的代名词。
在漫漫求学路上，周小元勤奋刻苦，还可以到“苛刻”的程度。在湖北大学读本科时，勤奋成了她的精神追求和生活方式，除了星期六下午给自己放假看场电影以外，其余时间都在学习。
研一时下定决心到美国读博，周小元每天把自己关在房间里复习，12天就背完了GRE“红宝书”。去北京补习GRE的时候，一天下来除了早晚两顿饭，其余的时间都在上课和自习。3个月后，GRE考了满分，回到大学后，老师们已经认不出她了——高强度的学习使她整个人的形象完全改变。
回校后，因为晚上使用实验设备的人少，为使时间安排更为合理便捷，周小元通常利用晚上去实验室做实验,白天则准备托福和出国申请材料，日日如此，循环往复。
这种常人可能没办法忍受的单调枯燥，帮助她最终拿到美国三所高校的offer。因为种种原因，她最后去了香港理工大学攻读应用物理专业博士学位，之后她的“苛刻”丝毫未减，在一年半的时间内完成了四篇小论文，顺利完成了博士课题。
随后，周小元进入美国华盛顿大学材料科学与工程系曹国忠教授课题组从事纳米材料在太阳能电池和锂离子电池等能源领域的应用研究。2010年加入美国密歇根大学物理系Ctirad Uher教授课题组从事热电材料的研究工作。
在美国完成了博士后科研工作后，周小元毅然归国，于2013年3月起任职于重庆大学物理学院，致力于热电材料的性能优化及新型热电材料的开发。
热电技术可实现热能与电能的直接转化，比如“玉兔二号”月球车在月球背面还能正常工作，用的就是这样的技术。同时，它还是缓解能源危机和实现“双碳目标”的重要途径。
多年来，周小元带领团队从无到有，一步步建立了热电材料研究实验室，成功解决了高性能热电单晶材料制备难题，大胆提出了发展热电材料的新思路，发明了国际先进、国内领先的热电材料单晶制备技术，并于2016年与国际顶尖学术小组几乎同时首次制备出大块SnSe系列单晶热电材料，得到全温区高优值SnSe基热电单晶。
周小元团队攻关了热电材料低电导率、高热导率、电热输运协同调控等科学难题，提出了高性能热电材料设计新原理，制备新方法，创造了热电材料性能的世界记录。
正是基于这些研究成果，周小元在2018年被国际热电协会授予当年唯一的“杰出青年科学家奖”；2020年以第一完成人获重庆市科技奖自然科学奖一等奖，中国分析测试协会科学技术一等奖；其研究项目2021年成功获批国家杰出青年基金项目。
2013年，周小元就职于重庆大学物理学院没多久，刚刚建成的重庆大学分析测试中心就面向全校公开招聘主任。周小元对分析测试中心运行管理工作非常感兴趣，她虽是“初来乍到”，却也凭着初生牛犊不怕虎的勇气与热情，大胆去应聘，没想到在4位实力强劲的应聘者中脱颖而出。2015年1月，周小元成为重庆大学分析测试中心第一任主任。
中心建立之初，只有9台设备、3名专职技术人员，硬件条件非常薄弱，管理体制、发展规划都是空白。她将测试中心当作自己的孩子一般“精心呵护”。为制定一个合理的发展规划，周小元和她的团队往返奔波于多所高校测试中心考察和调研，参加多个分析测试领域的会议和培训。
那时候周小元的两个孩子刚上幼儿园，她就直接在办公的地方摆了两张桌子，孩子们放学后就被接到办公室，周小元一边工作一边辅导他们，几乎每天都是晚上10点才一起回家。一个人遇到的困难越大，往往越能激发人的潜能，潜能就像一根弹簧，被压缩的程度越严重，反弹力就越强，熬得住艰难的时光，必将满载而归。回忆起以前的艰辛，周小元认为那是人生中的一笔宝贵财富。
经过两年时间的充分调研论证，周小元及团队最终从30多个规划中确定了符合中心实际的发展规划，从此，分析测试中心走上了发展快车道。中心“从零起步”仅用了3年时间，顺利通过了国家级实验室资质认定，现在已成为面向学校和社会开放的大型仪器设施公共服务平台。
中心坚持先进仪器设施与高水平技术人才并重的建设之路，弘扬工匠精神，助力“双一流”学科建设，成立8年来成效显著，支撑高水平成果连年上升，累计服务企业和事业单位百余家，培养出一大批卓越工程师，助力高端科学仪器“进口替代”，20余位国家及有关部委领导莅临中心视察，并给予了充分肯定。
作为重庆大学物理学院“强基计划”2021级班主任，周小元肩负着教育、引导青年的责任，让他们深刻认识自己身上肩负的使命与责任，立志成长为相关基础学科领域的领军人才。
周小元从来不午休，她利用午休时间和学生开展一对一面谈，疏解学生的学习困难、发展困境、人生困惑；积极组织物理强基专业培养交流会，提升学生的科研热情。目前，已指导班上30余名强基学生开展科研实践，深化专业学习。
班内有个别学生因不适应大学的学习和生活，学习成绩不理想，周小元积极帮扶，把这些少数的学业“困难户”作为重点人群着重关注，开展专门辅导，并及时与家长沟通，帮助学生找到符合自己的学习方式与方法，协同促进学生成绩的提升。
对于家庭经济困难学生，周小元按照“助学为主，育人为本”的原则，安排他们在重庆大学分析测试中心担任仪器助管，让他们在获得部分劳动收入的同时，也培养了对于大型设备的操作能力，从而锻炼自我、提高自我。
这些年周小元培养硕士博士研究生达30余人，其中市级优秀毕业生10余人。作为优秀代表，沈星辰博士在读期间荣获2019年“国际热电协会暑期奖学金”，以及2020年全球仅有5名的“国际热电协会国际研究生”；彭坤岭博士荣获太和热磁优秀研究生奖，当年全国仅有5人获评。“我十分喜爱上课，教学让我感到很快乐。现在我依然坚持一学期给本科生上课，一学期给硕士生上课。”上过周小元课的学生都知道，这个“不按套路出牌”的老师上课时不喜欢站在讲台上，而是在教室来回走动和学生互动，坐到最后一排的同学常常受到“青睐”，被点名回答问题。“我教学的目标只有一个，就希望每一堂课都能让学生有所收获。”
为此，周小元花费了大量时间和精力完善课件和教学大纲。她结合自己多年的学术研究经验，让专业性极强的《半导体物理新能源技术》这门课变得通俗易懂。她丰富的专业相关知识，深入浅出、旁征博引的教学风格，深受学生喜欢；对工作的热心、耐心和对学生的关心、爱心也得到了大家的一致肯定。
教育是一场温暖的修行，是用生命点亮生命的过程，这一点，周小元教授始终身体力行。从2019年起，她担任了重庆英才计划物理学科导师。在英才学员学习阶段，她常带领学员走进重庆大学物理学院新能源新材料实验室，参观重庆大学分析测试中心，让学员直观感受、认识物理学科科研平台，并系统、深度去参加了，激发其好奇心、培养其科研心、点燃其科学梦。
她结合自己十余年科研经历，提出“科研精神”涵盖“科研的热情、质疑的态度、纯粹的学术追求”三大要素，带领学员发现科研的乐趣，引导学员树立终生从事科研的志向，发挥了“指明灯”的作用。有学生这样评价道：“周老师严谨治学的态度让我很是敬佩，她对生活的热爱，也让我更加喜欢。”
为保护“英才计划”学员何婷奕同学对天体物理学的浓厚兴趣，虽然和她的研究领域有很大跨界，但周小元联合了五个学科领域的专家，组成导师团队，指导何婷奕同学完成了“球形光帆设计”项目。
最后，何同学获得了2019年优秀学员称号，得到了天体物理学家武向平院士的高度赞扬。重庆巴蜀中学周润东学员在周小元及其团队的指导下，顺利完成了学习研究任务——基于3-Omega方法的薄膜热导率测量平台搭建，该成果最终入选2021年中国科协青少年国际科技交流项目。
周小元教授深知科技兴族兴，教育强则国家强，她牢记要勇担时代使命，肩负社会责任。
2021年7月6日，重庆大学举行庆祝中国成立100周年座谈会，周小元作为重庆市教育系统优秀员代表作了发言，回顾了党的奋斗历程，抒发了对党和国家以及教师职业的无限热爱。
2022年5月，她作为重庆市教育系统代表参加了重庆市第六次党代会，为实现教育强国梦践行初心使命。
2021年10月13日下午，第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛同期活动——国际青年学者前沿思辩会在南昌大学举行。周小元围绕“志当存高远，脚应踏实地——浅谈青年同学的科研兴趣培养”主题，分享了自己的科研历程与感触。
她建议同学们不要被自身的学历背景、研究领域所束缚，勇敢地去选择自身感兴趣的方向；因势利导、顺势而为，以积极的心态挑战新的研究课题。
周小元十分热心科普事业，她依托重庆大学分析测试中心开放共享平台，接待大学生夏令营、中学生研学团、小学生走进重大校园等科普活动，促进大中小学生在参观实验室的过程中开拓科学眼界，体验科学知识，感受科技魅力。
周小元深知青少年是实现国家科学技术创新自立自强的主要后备力量，因此，她热情参加青少年科普教育，参加“院士专家进校园”活动并成为多所中学的成长导师，努力讲好创新故事，弘扬科学家精神。
作为沙坪坝区“院士专家进校园”专家团成员，周小元站上讲台，将热能和电能转化应用的“神奇的热电材料”娓娓道来，为学生打开物理世界的大门。
作为“英才计划”物理学科工作委员会委员，周小元带领学生团队深入重庆周边贫穷的地方中小学开展科普讲座，把最新的科技知识带给孩子们，鼓励孩子们在逆境中坚持努力学习。
今年以来，她在重庆南开中学、重庆七中等作科普讲座，在中学生们的心中播下科学的种子。此外周小元还热情参加“科技活动周”“科普日”“科普进社区”“青少年科技活动”“科技下乡”等大型科普活动。
作为长兴中学的优秀校友，周小元也始终关心着家乡以及母校的发展。2018年12月，在长兴中学第六届“最美长中人”颁奖典礼暨2019年元旦文艺汇演上，周小元被授予“最美长中人”称号。
2022年6月10日，周小元教授受长兴中学邀请，为母校作了以“勇担时代使命，书写华彩篇章——浅谈热电转换技术原理与应用”为主题的线上讲座报告，她以知心学姐的视角与长中的同学们分享了她在长中学习生活的记忆，将她对母校、对长兴的感激与思念娓娓道来。
作为一名科研工作者，周小元同大家科普了可实现热能与电能相转换的热电材料的原理以及应用，并讲述了自己离开长中以来的学习历程和科研经历，以自身的经历鼓励着学弟学妹们。
她说，“现在是属于同学们的绝代风华，你们年轻、聪明、勤奋，美好的未来在等着你们去书写”，并祝愿长中“日新月异、再创辉煌”，期待长兴人才辈出、发展更上一层楼。
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