仰望星空科学梦——分学科活动日DAY2

本文发布于 2019-7-11来源:阅读(161)推荐(0)评论(0)

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7月11日,上海依然被阴雨天气所笼罩,但营员们参与活动的热情却愈发高涨。

在上午的分学科活动中,不同分营的同学们感受了生活与化学的联系、体验了望远镜的组装与使用、领悟了人工智能的魅力。

 

[讲座]热爱生活——生活洗护中的化学

生命科学分营

上午9:30,由化学系刘永梅老师带来的“生活洗护中的化学”讲座在光华楼西辅楼204教室准时进行。

刘老师指出,生活与化学息息相关,吃穿住行都离不开化学:农业生产离不开农药、杀虫剂和肥料;通过化学处理合成可供制作衣物的纤维;涂料、钢铁的生产要经历非常复杂的化学过程;交通工具足够坚固的核心要靠化学材料……刘老师希望同学们能以一种专业的视角对待生活中的化学现象,发现化学学科的魅力所在。

紧接着,刘老师从化学的角度向大家讲解生活中的洗涤:为什么洗衣服用洗衣液,洗餐具用洗洁精能洗得更干净呢?从化学的角度来说,面对不同的对象:衣物、餐具等,需要用不同的方法去除特定的污垢,“对症下药”。其中,水作为介质,化学反应在其中发生,溶解污垢。

之后,刘老师又解释了水的表面张力。它是由于水表面的分子比较稀疏,引力大于斥力,边缘的水分子会被其他分子拉着。刘老师在黑板上画出了水分子受力不均衡的示意图,直观形象,更易理解。影响表面张力的因素与自身性质、溶解的物质、环境有关。因此,为了更好地洗涤,要增强溶解、化学反应,或通过乳化、铺展去除污垢。

现代的洗涤剂大多是表面活性剂,能显著降低水的表面张力,具有双亲基因,一端亲水,一端亲油,这样就能把油污从衣物、餐具表面“扯”下来,取到了去污的效果。

刘老师在PPT上展示出了不同表面活性剂的主要成分的化学式,同学们认真地看着PPT上的化学式,结合自己在高中课堂上所学知识,尝试去理解:原来,生活中所使用的肥皂、洗洁精,它的化学组成是这样的!认真听讲的同时,许多同学都认真地做起了笔记。

刘老师指出,表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性表面活性剂。不同场合、不同目的需要选择不同的表面活性剂,同学们在选择商品时,需要对商品的价格和成分要擦亮眼睛,作出比较。

刘老师说,其实洗涤最关键的部分就是表面活性剂,要做到环保也要在这方面下功夫,例如两性表面活性剂比较容易降解,更加环境友好。因此,同学们需要多多关注生活中的化学,它不仅是实用的,更与我们以后的生活发展息息相关。

 

[讲座]望远镜组装讲解

地球与空间分营

上午9:30,天文协会的姜文瑞同学在光华楼西辅楼105给地球与空间营的营员们带来讲座“望远镜组装讲解”,让营员们对于望远镜的原理、演变和组装方法有了初步的了解,并第一次和天文望远镜零距离接触。

首先,姜文瑞为我们介绍了光学望远镜的基本原理。庞大的望远镜最重要的是镜片,姜文瑞依次说明了凸透镜、凹透镜的工作原理以及镜片种类、口径对亮度等成像元素的关系。为了加深营员印象,姜文瑞依据讲解内容改变条件提出了几个小问题,营员们大声地回答,给出了正确答案,姜文瑞对营员们表示称赞。

接着,姜文瑞从光学和机械两方面依次讲解了不同望远镜的内部结构以及它们在使用方法上的差异。姜文瑞解释道,不是两片镜片简单组装就可以形成望远镜,还要考虑色差、球面相差、彗形相差等相差。

理解了望远镜的基本原理,营员们对望远镜的兴趣被激发了。紧接着,姜文瑞带领营员们来到光华楼前的空地上,在这里,营员们将亲自完成从零件到望远镜的拼装。营员们摩拳擦掌跃跃欲试。

姜文瑞先进行了一次组装演示,并展示了镜头中光华楼顶部,接着指导营员将望远镜重新拆分为零部件。随后,营员们几人一组,轮流开始尝试组装。同学们相互讨论共同协作。放置三脚架、找零件、拧螺丝、调配重……大家一起动手,共同组装。姜文瑞不时纠正操作中的小错误。底部安装完成了,同学们小心翼翼地抬起镜筒,将其固定支架上。营员们发现镜筒的平衡还需要调节,在姜文瑞的指导下,营员们调试了配重的位置。最后,经过二十分钟左右,组装基本完成。营员们开始通过自己组装的望远镜观察起远方的物体。一位营员对准了光华楼对面的房屋,熟练地进行调试,其他组员纷纷围上来观察,并为这位聪明的营员鼓起了掌。第一组营员完成拼装后,其他营员也依次完成了自己小组的组装,用自己的双手打开了一扇崭新的大门。

这一次讲座和动手体验,对于地球与空间营的营员们来说,可能会是一个起点。从这里出发,迈向一个浩瀚美丽的世界。

 

[讲座]科技社会前沿——什么是人工智能

技术与设计、行为与社会科学分营

技术与设计、行为与社会科学两个分营的营员们齐聚六教,共同迎接由复旦大学计算机科学技术学院危辉教授带来的讲座“科技社会前沿——什么是人工智能”。

“人工智能是什么?”这是危辉老师谈起的第一个问题。他首先阐释了智能的含义,即推理、求解、决策、理解、学习。而人工智能,则是让机器能够推理、理解、决策,让机器能够求解问题,让机器代替人的脑力劳动。在此过程中,他还分析了人工智能与大数据之间的关系。

危老师说到,人的大脑1350克,人的大脑只有双手合起来的一捧东西,却能在极低的能耗下实现巨大的功能,智能的开端来自于几十亿年前最原始的单细胞生物的趋光性、避光性的反应,再进化到人的大脑,这是漫长自然进化、自然选择的结果,因此人类的大脑极端复杂,人目前对大脑的了解也是非常有限。同学们不时伸出手比划着,感叹于人类大脑构造的神奇。

紧接着,老师介绍起人工智能实例。从好奇号在火星上的探索,让同学们体会AI的自主决策、自主理解;到视网膜的仿生芯片,讲解了人工智能与生物等学科之间的交融与联系;再到AI通过镜像全等证明等腰等底角的定理。见证到AI的独立证明方法,同学们不由得为AI鼓起了掌。最后,危辉老师讲到了AlphaGo这一人工智能的热点,以此为例阐述了人工智能的长处与局限。

在对实例进行高屋建瓴的分析之后,老师提到了人工智能与我们的距离问题。人工智能看似与我们很近,譬如自动驾驶事实上是规矩的简单道路,距离我们不仅仅是技术的距离,还必须考虑立法的极其复杂、防止被有心者的利用的难题,真正的人工智能其实离我们还很远,很远……

“如果把一切的事情都推给机器,我们人变成了什么?”危老师把这个的问题抛给了大家。人工智能的发展必须要有所约束。我们严重忽视了智能的复杂,也低估了模拟智能的难度。最后,危老师说,中国是世界上AI研究最先进的国家之一,处于世界的第一梯队里非常靠前的地位,欢迎大家加入AI的研究队伍,挑战未知!

讲座结束之后,许多同学涌上讲台,围住老师提出自己的困惑,危老师在解答疑问的同时还分析了复旦大学多学科交叉相较于工科院校在研究AI课题方面的优势,譬如可以在神经生物学的角度给到AI研究更大的支持,同学们听着老师说自己的研究经历,那些趣味盎然的故事里隐藏的更多是科研道路上的不易。老师最后还给同学们留下了自己的邮箱,期待和这群好学的孩子们更多后续的交流。

“做研究,尤其是复旦人,要有勇气做有风险的事,不要什么时髦做什么,不要去做把A变成A’的事情。”散场后的讲台上爆发出热烈的掌声。

 

 

下午,生命科学营和地球与空间营的营员们一同奔赴上海科技馆,开启他们的科普之旅。

上海科技馆用“生物万象、地壳探密、视听乐园、儿童科技园、智慧之光、设计师摇篮、地球家园、机器人世界、探索之光、人与健康、宇航天地”等十二个风格各异的主题展区,汇聚成知识的汪洋,任营员们畅游。

步入科技馆,“生物万象”首先对营员们表示欢迎。大象、长颈鹿、狮子、豹子等等动物展品纷纷发声“致辞”,营员们细致观察眼前的动物世界。院士长廊里,科研前辈光辉事迹令营员敬仰。经由院士长廊,“探索之光”引领营员一探光学奥秘。遥望宇航天地,营员们一道探索宇宙的深邃神秘,重温我国航天轨迹,畅想未来的航天技术。感受“信息时代”,营员体会电子穿梭,了解识别技术,体验飞速通信。在充满未来感的“机器人世界”,营员们与机器人同台竞技,比赛射箭下棋,还观赏了机器人灵动活泼的机械舞,一板一眼得到机械画,在霓虹灯光下体会机器人的神奇。在“地球家园”,沿着生命轨迹,营员们与各类生物来了一场跨越时空的聚会。时下热门的垃圾分类展区旁,是营员们积极答题的身影。科普剧场内,营员们围坐着看得津津有味。“地壳探密”展馆内,声光结合的展板向同学们展示了地震的内部变化。更有热带雨林中的珍奇绿植和稀有生物,使得同学们大开眼界。

古往今来物种演变的画卷,密林深处的生态图谱,微观的分子构造,宏观的物种行为,吸引着营员们从展品出发,一路向更深的方向思索。他们思索生命进化的原因,物种特性的由来,人体疾病的治疗,航天事业的方向,仿生学如何在机器人领域大展拳脚……科技馆之旅不知不觉中结束了,相信这次奇妙的科普盛宴,会给营员们带来科学知识与绵延的求知乐趣。

 

 

而到了晚上,营员们齐聚复旦大学学生广场,在趣味运动会上挥洒汗水,体验合作,收获快乐。

晚上6:30,趣味运动会在学生广场准时举行。营员们随着轻松愉悦的音乐进场,围成一圈席地而坐,空出中间一块场地进行活动。

趣味运动会正式开始之前,营员们先进行了暖场游戏:爱的抱抱。营员们在场地内随意走动,当主持人报出一个数字时,就要有相应数字的人抱在一起,否则就要被淘汰。这个游戏有许多营员都玩过,不仅消减了队员间的陌生感,而且带动了全场的氛围,使大家对正式的比赛更有信心了。

首先开始的是夹乒乓球比赛,限时90秒,是用筷子夹着乒乓球进行接力。这个游戏看似简单,却十分考验技巧。有的队员信心满满地夹着乒乓球小跑着出去,却在转弯时滑掉了乒乓球,只得从头再来;有的队员眼睛紧紧盯着手中的乒乓球,跨着迟疑的步子,却稳稳地把乒乓球传递给了下一位同学。游戏惊险而又精彩,引来掌声和惊呼阵阵。

下一个游戏是指压板过河,营员们需要用三块指压板前进,从起点走到终点。游戏的过程中,很多营员的脸上露出了痛苦的表情,不时发出“嘶嘶”的声音,却不断想把指压板移得更远,还有小组用创新的方法,利用指压板在地上摩擦,避免了踩在上面的痛苦。场下的同学不断地为他们鼓励加油。

第三个游戏是OX,即判断主持人说出的关键词和中心词是否有关,从而选择站在O或X区域。如复旦大学与《尚书》相关,因为复旦大学的校名就是从《尚书》中来。有些问题让部分营员纠结万分,在O和X之间不断踌躇。有一道题目只有两人答对,实则惊险。台上台下不断互动,气氛热烈。

下一个游戏叫做“瞎子敲锣”,即一人指挥蒙住双眼的队员,敲中放在场中的锣。参与的同学着急地喊着,台下的同学却看着台上的同学来回打转,忍不住大笑起来。

最后一个项目叫“接力翻校训”,即印有复旦大学校训“博学而笃志,切问而近思”十个字的卡片随机打乱顺序,背面朝上,参与者以小组为单位,每人随机翻开一张卡片,如果是按照校训的顺序,则可以翻开,否则需要将卡片重新翻回背面朝上,跑回起点换下一名成员,直至校训按顺序全部翻开。同学们一个接着一个,互相提醒,齐心协力,甚至还有同学在后方做起了记录,终于一个个翻开了卡片,组成了十个字的校训!

在同学们的笑声和掌声中,本次趣味运动会圆满结束。B5、B6联队、A3队获得三等奖,C3队获得二等奖,A1、B4、C1并列,获得一等奖!

 

通过一系列活动,营员们既体验到了科学的魅力,也感受到了团队的力量。接下来的几天里,相信还有更多的精彩活动等待着他们去体验。

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