动手探求新知 感受科学之美

首日探究性实践活动火热进行

本文发布于 2019-7-10来源:阅读(468)推荐(3)评论(0)

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7月10日,华东师范大学闵行校区实验楼的各个实验室里,来自五湖四海的高中生们正在热火朝天地做着各种各样的科学实验。今天是上海科学营华东师大分营的第三天,也是营员们进行探究性实践活动的首日。在动物学、动物生理学、物理学、化学、地球空间、环境科学这6个学科分组中,营员们在老师的带领下,以团队合作的形式开展科学实验,进行相关专题的探究性理论学习和实践活动,从而在开拓视野、收获新知的过程中进一步感知科学的魅力,提升科学素养,助力科学梦想生根发芽。

 

动物学组、动物生理学组:初探动物奥秘

上午,动物生理学组和动物学组的55位营员一起聆听了生命科学学院江文正老师题为“免疫与人类健康”的讲座,对免疫学的起源和发展、人体的免疫系统和免疫细胞有了初步了解,也学到了在日常生活中增强自身免疫力的方法。来自江苏省新海高级中学的徐翔宇同学一直认真记着笔记,他表示:“生物免疫学的知识目前我还没有学到,老师的讲解通俗易懂,对我之后的学习应该很有帮助。”

在“What’s life”讲座中,张伟老师和大家一起探讨了什么是生命,什么是生物的本质。两组营员积极互动,分享自己的观点。张老师还讲述了DNA解密的内容,从一起刑侦案件的破解来凸显生物技术在现实生活中的作用。该讲座以“人的一生最低标准就是生命,人穷其一生的最高追求也是生命”结尾,留下了关于尊重生命、感恩生命的思考。来自中国香港的张嘉茹老师对讲座的氛围十分赞赏:“两位老师的风格各异,但上课的氛围都很好,大家都认真听讲,记录笔记,还积极地讨论。”

两场含金量满满的讲座之后,营员们在助教的带领下参观了华东师范大学生物博物馆。华东师范大学生物博物馆以生物标本收藏、生物科学研究和普及为宗旨,目前收藏了16万号植物标本,2万余号动物标本,包括国家一级保护动物大熊猫、金丝猴、华南虎等。一进博物馆,同学们便围向一个个放置着“神奇动物”的展柜,纷纷举起手机记录所看到的标本。助教们依次向大家介绍动物的种属、面相、生活习性等,例如如何区分豺和狼,“獐头鼠目”中的獐又是如何被“吓死”,它缘何从沪上消失,鸳鸯其实一点都不恩爱……另外,一些“明星”标本如羊驼、大熊猫、鸭嘴兽等最为同学们所期待。上海师范大学附属外国语中学的张浩翔表示:“平常只能在书上、照片上看看这些动物,了解它们的习性,或者在课堂上看老师比划一下它们有多大,这次来华师大可以亲眼看到这些动物,更加真实、清楚地了解动物的样貌和体型。”参观结束后,同学们还在意犹未尽地讨论,“其实我觉得蟑螂还挺好看的,油光华亮的,它应该是蜚蠊目的吧”,“鸭嘴兽原来长这样啊,连眼睛都找不到”……

在生命科研所的参观中,营员们了解到靶点筛选、小分子设计筛选、药物合成毒性检验等知识,对于药物研发和前沿的药物治疗技术有了进一步的理解。江苏省东海高级中学的李金梦同学感叹道:“在生命科研所收获了许多不曾了解的知识,我们走过了很多实验室,感觉真的很高科技,很科幻。” 

下午,动物生理学组的营员在高良才老师的指导下进行动物认知与人体心理观察的探究实践。在了解生理学实验的基本方法、掌握基本操作规范后,他们迎来了第一个实验,即通过小白鼠条件反射的建立、分化与消退来了解条件反射活动的基本规律与生物学意义。小白鼠的登场将课堂的气氛推向高潮,但很快,对老鼠的新奇、害怕都化为认真实验的劲头。“在课本中已经学习过关于反射的理论知识,这次有机会可以亲身设计实验并操作,感觉挺兴奋的。”来自上海市崇明中学的沈佳乐同学一边细心观察仪器中的老鼠,一边期待地说道。

动物学组的营员则在何祝清老师的带领下认识和鉴定昆虫。听老师讲解了昆虫的分类知识、采集方法和保存步骤等内容后,30位营员分成10组,拿上抄网和捕网等工具,来到校园“逮昆虫”。大家分工合作,有的负责找寻昆虫踪迹,有的负责抓捕。天空中飘着小雨,但大家兴致高昂,每每成功捕获一只蝴蝶或蜘蛛,都会引起一阵惊呼。抓捕行动过后,同学们带着昆虫回到实验室进行观察,他们将在明天迎来更令人期待的昆虫鉴定和标本制作环节。

 

物理学组:智慧的开端,纯粹的热爱

华东师范大学理论物理研究所所长刘宗华教授为物理学组的营员带来了一场别开生面的讲座——“神奇的大脑”,深入浅出地科普了物理和大脑的关系。了解到34名营员来自天南地北,刘老师便以讲述自己和营员的家乡的故事来开场,气氛顿时变得轻松愉悦起来。在讲座过程中,刘老师结合生动的案例,通过一些自然界的现象来讲解神经元的相关知识,而且金句频出,例如“人的脑子就是进水的,人脑一天会进8升水”。谈及读脑术,刘老师打趣道,如果发明了读脑仪,那么恋爱中的女孩子应该会想买,这让大家忍俊不禁。最后提到统计物理的作用,刘老师表达出了对营员们的希冀,“跟意识有关的问题是开放性的,意识的问题从原始好奇的产生,到前五十年才有初步的实验,再到核磁共振和近红外线成像系统的出现才有了更多的发展,之后就等着在座的同学去大展拳脚了。”来自山西太原市第五中学的原昊成同学现场提问并获得了全场唯一的奖品,“这个讲座帮助我确定了未来的研究方向,坚定了学物理的决心,想更深层次探索人类,让人类价值发挥到最大。”

之后,景培书老师和三位物理学专业的同学带领营员们参观了力学、电学和光学三个实验室,讲解了实验必备知识,为营员们接下来的探究项目做准备。下午,物理学组的六个小组有条不紊地进行了实验。

 

化学组:用化学慧眼认识世界

化学组的营员们走进华东师范大学化学实践工作站,探寻化学实验的奥秘。首先,工作站的老师们分别从“走进化学世界”和“从现代生活角度审视化学”两个方面,给营员们上了生动的一课。随后,营员们在老师的带领下参观了工作站,并观看了“火山喷发”“化学彩虹”“喷泉实验”等实验。大家一方面目不转睛地注视着实验过程,大呼神奇,另一方面又纷纷拿出手机记录下这些神奇又有趣的瞬间。

下午,营员们早早到达实验室,换上实验服和实验手套,围着实验台跃跃欲试。他们将在这里完成名为“化学红绿灯”的实验课题,通过靛蓝胭脂红的氧化还原指示剂和酸碱指示剂的作用,利用葡萄糖的还原性、空气中氧气的氧化性以及使用氢氧化钠调节体系的酸碱性,来观测靛蓝胭脂红在不同环境下的颜色变化,实现对其变化的人为控制。在配置溶液阶段,来自山西太原市第五中学的裴逸华同学称量了7g的葡萄糖,并把称量好的葡萄糖小心翼翼地转移到烧杯中。紧接着,青海化隆县第一中学的马天宇同学接过烧杯,向其中加入蒸馏水后,右手拿烧杯,左手用玻璃棒搅拌,眉头紧锁,眼睛盯着烧杯以便观测试剂溶解情况,一整套操作既认真又标准。据实验员蒋兴渊介绍,下午营员们将会完成基础的溶液配制、仪器操作和基本反应,而实验方案的完善和课题汇报将于明天进行。

 

地球空间组:多维度认知地理科学

地球空间组的营员们上午的第一项活动中,地理科学学院副院长周立旻老师便准备了一份地理学科知识“大餐”。他结合大家耳熟能详的电影和古诗,细致地讲解了当代地理科学研究的视角、前沿和动态,阐述了地外因素对地球的影响,用幽默活泼的语言为大家呈现了一堂生动的地理课。他表示,地球科学古老而高深,与我们的生活有着千丝万缕的联系。例如“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,此事古难全”中的“阴晴圆缺”指代的就是月相。月相虽是一种自然现象,但其影响早已刻在了我们每个人的心里。

地理学科是一门交叉学科的科学,第二个作报告的李响老师开玩笑地说:“地理学科知识太广泛了,周老师刚刚讲的内容我基本都不会。”李老师以救护车调度和紧急情况下人员疏散的优化问题为切入点,引出了地理信息系统背景下空间优化的相关知识。他用一个个贴近生活的举例由浅入深地进行讲解,很快就吸引了大家的注意力。“这要比我高中课本上学到的知识有趣多了,没想到地理是这么有用的一门学科。”来自广西逸仙中学的刘思勤同学这样说。之后,营员们在助教的指引下参观了智慧地理创新实验室。

下午的实验分为两组,一组由刘欣然博士带领营员们在河口大楼A1112实验室进行地表水溶解氧的测定。另一组营员在张琦老师和助教们的帮助下共同完成了日本研学旅行活动设计、日食观测与模拟、岩石识别这三个实验活动。“利用地理信息系统进行研学旅行是我们今年设立的新项目,目的是让孩子们感受到地理与生活的联系。”张老师如此说道。

值得一提的是,地球空间组的实验道具都是助教们自己制作的,他们充分运用了生活中的日常用品,力求以小见大,帮助孩子们通过简易的道具来观察生活中的地理。

 

环境科学组:探究水环境、保护生态圈

环境科学组的营员们在生态与环境科学学院的老师们的指导下,开展了以“城市河流水环境调查及水质分析评价”为主题的探究性实践活动。

生态与环境科学学院院长周天舒老师首先向营员们介绍了学院的历史沿革、学科专业、课程体系、实践基地、研究基地、交流与合作等基本情况,希望这两天的探究性实践活动能够激发大家对于生态环境科学的兴趣。随后,张勇老师作了题为“上海市水资源保护、水环境治理和节约用水”的讲座,深入浅出地介绍了上海水资源水环境的基本情况、水环境问题及其原因分析,并且以讲故事的方式,结合可口可乐公司和上海居民小区的案例来告诉大家如何利用科技和智慧来节约用水,减少污染的排放,让大家意识到环境保护需要前瞻的思路、聪明的设计、细节的管理。崔玉雪老师则对城市河流水环境调查的基本知识进行讲解,主要介绍了水环境调查方案制定、监测断面和采样点的设置、七类基本水质监测项目、现场检测项目和实验室检测项目、地表水环境质量标准表等内容,最后还向营员们介绍了便携式仪器的使用说明、操作步骤和注意事项,帮助营员们顺利开展樱桃河水样采集与测定,掌握水质评价方法,亲身体验环保中的科学研究过程。

 

营员体悟

通过动手操作这些小实验,我深深地体会到了地理的乐趣和奇妙,而不是像书本上的地理知识一样死气沉沉。比如我以前对日本的认识很浅显,而日本研学旅行活动设计让我可以更深入地了解日本,这真的很有趣。

——陕西澄城中学  王铂涵同学

 

我一直想学物理,一是因为对物理比较热爱,初高中阶段也建构了初步的知识体系;二是想探究人类更深层次的东西,让人类的价值发挥到最大。我主要想研究脑神经和粒子的联系,以此来驱动设备,就像钢铁侠一样,但钢铁侠是纳米技术,而我想知道是否可以通过自然界中的粒子来控制。这场讲座让我对于当前物理研究的现状有了更多了解,帮助我进一步确定了今后的研究方向。 

——山西太原市第五中学  原昊成同学

 

虽然这几天上海一直在下雨,但我还是可以适应的,这儿的生活节奏稍快一点,我还挺喜欢的。语言没问题,我会说普通话,适应得很好。经过这一天的参观实验室、听讲座、做实验,我深刻地认识到澳门和大陆还是有一点差距,在澳门我们没有做过这一类的实验,很多专业的器材我们在澳门也没有接触过,甚至有一些器材我们都不认识。我今天在做实验的同时,还负责给同组香港不会普通话的同学翻译,我希望接下来可以认识更多的朋友,进一步开阔自己的视野。

——澳门东南学校中学部  缪启基同学

 

带队教师感想

作为华师大的校友,工作四年之后再回母校,感到非常荣幸,一草一木都非常熟悉,食堂的饭菜还是那么好吃,感觉这不是食堂,而是天堂。这次来实验楼参观实验室,我这个文科生看到了从没见过的景象,这让我对母校的硬实力和软实力有了新的了解。这两天的活动,华师大的准备是非常充分的,参观、动手实践等活动内容很丰富。孩子们的热情也很高涨,参观的时候很多人围着设备看来看去,问来问去。在动手实践环节,他们的实验内容我是看不懂了,但我感觉孩子们都非常清楚自己在干什么,大家真的在科学营中学到了东西,体会到了科学的奥妙。

——山西太原市第五中学  李晨老师

 

志愿者风采

这是我第二次作为志愿者来参加青少年高校科学营了,因为我觉得去年的志愿者经历很有意义,能和营员们一起交流、学习很有趣也很开心,所以今年又来了。作为志愿者,往往会把营员们当作小孩子来看待,但实际上他们只比我们小几岁罢了,是挺有想法和主见的高中生;而且,跟他们聊天,也能刷新我们的认知。另外,我觉得志愿者真的有一种当爹当妈的感觉,既想把孩子们照顾好,希望他们健健康康、快快乐乐的,又希望他们能够开拓视野,收获满满,最后能够拿出优秀的成果,顺利完成汇报和演出。

——生态与环境科学学院环境科学  董芊芊同学

 

这群孩子提问题很积极,我看到有一个湖南的女生在讲座结束后还去请教老师问题;而且他们真的很有好奇心和求知欲,有人告诉我,他曾经拆开手机去观察集成电路。在清点人数时,我会把任务分派给指定的小朋友,既是因为他们彼此联系起来比较方便,也可以借此锻炼他们。这几天我还观察到有一个男生非常乐于助人,他总会帮我拿牌子。我选择来科学营当志愿者一是因为想和小孩接触,二是因为我也是学物理的,在他们身上感受到了那种对物理的喜爱,这和当初的我是一样的,很纯粹,感觉心灵都被洗涤了。

——光华书院物理学  王思仪同学

 

作为志愿者,白天要带营员们参加各种活动,晚上还要为他们排练节目。虽然很忙碌,也很辛苦,但我还挺乐在其中的。我们带他们的过程就像是与高中的自己邂逅,而他们也把我们当成哥哥姐姐,这种感觉很亲切。

——历史学  邢煜林同学

 

文字 | 王璐瑜 唐菁岚 于洋 张金波 叶思齐

图片 | 李振东 季佳晓 吴万本

编辑 | 张金波

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