科技启迪智慧,科技引领未来。为进一步传播科学思想,弘扬科学精神,提高学生的科学文化素养,在同学们居家学习期间,适逢第十八届公众科学日,北京市第十八中学初二年级举办了以“爱科学 向未来”为主题的云游科技节活动。
在这次活动中,通过云端直播室和公开课等多种形式,让同学们“走近”中国科学院,感受科学魅力,寻找科学的答案。
“爱科学 向未来”科技节
同学们在本次科技节中了解到了许多当代前沿科技和实验直播。碳中和、冬奥科技、清洁能源、太空实验室、防疫新药、芯片、人工智能、量子通信、探月探火……等一系列相关活动目不暇接,让我们来看看同学们参加的部分活动图片。
部分学习成果——科技海报
科技节结束后,同学们分别挑选自己感兴趣的主题,以“科技海报”“学习感受”和“模拟实验视频”三种不同形式上交科技节作品。
部分学习成果
——模拟实验视频
部分学习成果——学习感受
爱科学,向未来
——中科院公众科学日学习感受
初二(1)班 周熙宸
科学的世界,无比精彩。科学是守护者,守护着世界运行最基本的秩序;科学是解答者,解答着我们生活中无所不有的问题;科学是引领者,引领着人类文明向深处前进的脚步。
5月21日~22日,是中国科学院的第十八届公众科学日。此前我从未参加过此类开放性活动。打开网站,我立即被陈列着的各领域科普内容所震撼。不仅是传统的物理学、化学、生物学,还有令我倍感兴趣的地理学、天文学和信息技术等等。鉴于时间所限,我很遗憾没能一饱眼福。我选择了“云游中科院”“科学公开课”两个板块的活动。
在“云游中科院”中,我选择观看了中科院力学所的“力学探秘”栏目的直播。其中王一伟研究员带来的是“空化流动与跨介质飞行器”。他从我们生活中一个常见现象——泡泡的破灭讲起,引出了空化现象的概念,并举例说明空蚀现象在生产生活中带来的危害。很难想象,小小的气泡竟然可以破坏巨大的输水管道!科学的视角看问题,世界真是不可思议。对于跨介质的力学问题,他也是由“落水”这一现象,最终分析了跨介质飞行器研究的可行性。虽然在专业领域,这也许是高等物理的内容,但我从中了解到了许多“冷门”的知识,开拓了我的科学视野。
之前我曾是央视大型科普节目《加油向未来》的铁粉,而如今节目已经停播多年,我仍然记得节目的科学顾问曹则贤教授对科学原理有趣的讲授。当时记得他是来自中科院物理研究所,所以当我今天看到他的科学公开课,就立刻欣喜地点了进去。这节课的内容是“物质的形态”,刚好适合我的物理学习进度。我提前预习了初三物理和化学的内容,所以对于教授讲的大多数专有名词和概念都有所了解。曹教授从气态、液态、固态三种物质的形态分别讲述了他们背后的故事,扩展到许多领域。这其中就有我所熟悉的马德堡半球实验、伦琴射线的发现等多个故事。令我印象最深的是“当伦琴发觉这是一条新射线时,我们平常表示未知的字母是什么?‘X’,所以就叫做‘X射线’。”想不到,在物理现象的背后还藏着这么多有趣的故事。最后教授的总结是:“光具体是不是一种物质我没法告诉你,但物质的研究从来是离不开光的。学好物理学,从理解物质开始。”看完这节公开课,我感觉课本上学过的知识都被有机地串联了起来,让我对物理学有了深入研究的兴趣,让我对科学知识有了不断获取的乐趣。
爱科学,向未来。科学世界正等待人们进行探索,未来正等着人们去开拓。从宏观的天文地理,到微观的分子运动,我们每个人都应该在心中播下一颗科学的种子,在未来的某一天,等着它发芽。未来,需要我们科学人!
“爱科学 向未来”云游科技节
——科幻电影中的人工智能
初二(2)班 唐佳怡
“科幻电影”是近几年热议的话题,例如《流浪地球》放映后,就得到大家的热烈讨论。对影片中宏伟的场面,有趣的情节十分喜爱。今天,我跟随王元卓主讲人了解了科幻电影中的人工智能。
科幻电影是建立在科学上幻想性情景或假设为背景,开展叙事的电影。科幻是基于科学理论对未来自然界的幻想,其对科学发展有推动寓言作用。
主讲人从《钢铁侠》中AI智能来引入话题,AI是指任何可感知环境采取行动以最大可能达成其目标的设备。构成中必须有模型算法,大数据和计算能力。因此互联网、智能物端数据就是主要来源,针对不同数据的应用,科学家会进行不同设备的选择,来规划性地输出。
而想要AI规律的运行,就需要知识图谱,把数据转化成结构化的知识,有了它,就可以清楚看出贾维斯的行动规律与人际关系。同时可以将更多知识融合,形成更丰富的知识体系进行推理预测。
每次在钢铁侠与贾维斯的配合中,必不可少的是语音控制。当问题输出后系统要迅速确定主题,找答案,信息集合并输出答案。
回到日常生活中,人们多有很复杂的长难问句,对智能化算法有巨大障碍无法有效面对。因此对高级的科学探索是之后的目标。中学生的我们,要努力把人工智能技术推进一大步。“做科普的回报,就是让更多人知道”探索更多领域,让科学助力生活。
科学公开课《物质的形态》观后感
初二(3)班 王树生
我们所在的世界由物质组成,可以称作是一个物质世界。而在中科院打造的《科学公开课》中,请到了曹则贤研究员为大家讲解物质的形态。
从物质的角度来说,在一个特定的场景中,往往可以观察到许多种物质的形态:在喷发的火山口可以见到物质处于等离子体态、气态、液态及固态,而在海底火山口,还可见到处于超临界态的水。同时,他还向我们介绍:宇宙起源于一次大爆炸。奇点爆炸三分钟后出现质子和中子。高能状态下产生了元素氢,然后才有了我们现在复杂的物质世界。
曹则贤研究员为大家讲解了等离子体状态、超临界态这些生活中难以接触的名词,同时也加入了这些知识在生活中的应用,使我大开眼界,为我开启了一扇物理大门。
这次的科技节让我收获颇丰,了解了许多知识,开拓了我的视野,为我未来的物理学习之路打下基础。物理学是关于物质世界的构成和运行机理的科学,通过学习物理学,我对生活中的许多都有了了解。正所谓“不学数理化,生活处处是魔法”。
伴随着这节生动的物理课结束,我受益匪浅。他既培养了我们的科学素养、与人合作的能力,又使我们可以发挥无尽想象,不断的成长。物理的大门向我开启,我迈步于前辈们搭建的康庄大道,不断的汲取经验,不断的学习。这个时代是属于我们年轻一代的。
“少年强,则国强!少年智,则国智!少年进步,则国进步!”
《逐渐睁开的天眼》学习感受
初二(8)班 杨昕跃
在20日和21日的两天科学开放日中,我了解了很多知识,其中有生物、物理、化学等多个方面。
诸多课程中令我印象最深的是——逐渐睁开的中国天眼,通过一节课认识到光学望远镜、射电望远镜、天眼等,对中国天眼的工作原理有初步的认识。公开课上主持人还对我们介绍了天眼在观测宇宙时的重大发现。
天眼是一个500米口径的球面射电望远镜,是世界已经建成的最大射电望远镜,是借助天然圆形熔岩坑建成的。天眼的反射面总面积约25万平方米,其主要用途为汇聚无线电波,供馈源接收机接收。截至2020年3月23日,已发现并认证的脉冲星达到114颗。
天眼所采用的也是比光学望远镜接收的电磁波波长更长、精确度更高的射电望远镜,中国天眼能将脉冲星到达时间测量精度有120纳秒提高至30纳秒,成为国际上最精确的脉冲星时阵。天眼也是我国工程师自主设计并建造的,体现了我国科研人员的刻苦与不懈探索的高尚精神,天眼在国防建设和国家安全等方面方面发挥着不可替代的作用。
逐渐睁开的中国天眼,体现了中国科技的飞速发展,展现了大国实力。中国天眼的建设推动了众多高科技领域的发展,提高原始创新能力,集成创新能力和引进消化吸收再创新能力,它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步符合国家区域发展总体战略。感受到中国的国力、科技、建设等领域正飞速发展,我心中的自豪感油然而生,天眼以后会为太空探索作出重大贡献,促进人类对浩瀚太空的探索。
飞机“体型”中的奥秘观后感
初二(3)班 魏子萁
在周末,我看了有关飞机结构的科学课。首先,崔凯老师把一架飞机比喻成了一个人,外形相当于体型,飞控系统相当于神经,结构系统相当于骨骼,发动机相当于心脏。
然后就做了飞机飞行时的受力分析:重力是飞机由于地球的吸引而受到的力引力,推动力是发动机给的,升力和阻力都是飞机与空气相互作用而来的,他们叫做空气动力。由于机翼上下表面气流不同,机翼下表面受到的压力高,上表面受到的压力低,二者在垂直方向的差值形成的升力,在水平方向的差值形成阻力;飞机其他部位例如前面的压力高,后面压力低,二者的差值形成阻力,这样子自然就会产生一个升力。这运用了初中所学习压强与流速的关系,让我可以更好地在以后运用所学过的知识点解决问题。
之后我也了解了升力/阻力和空气密度成正比,和速度的平方成正比......所以得出来的公式:升(阻)力=升(阻)力系数×0.5×速度2×密度×机翼面积
后来老师举了“大白鲸”的例子来概括,可以说是以小见大,看合适的飞机“体型”。而且对早期双翼飞机也略有讲到。
听老师说,为了研究将“垃圾气流”变废为宝,老师的团队下足了功夫,研究了十余载,最终以增加一个“翼”的方式“变废为宝”。
这不仅让我体会到了科研的苦与累,也让我感受到了科学家的自强不息,历经挫折而不败,备受磨难而更强。
“天行健,君子以自强不息。”正是如此,这次“实验”取得了圆满成功,21年8月底,崔凯老师写了一首藏头诗:
圆月弯刀斩秋风,
满天朝霞映袍红。
成城断金砥砺进,
功不唐捐天有情。
希望在今后的学习中我,也能做到如此!
学生参加活动感受
我印象最为深刻的活动部分——庞忠和老师对地热学的介绍。我对地热的了解是很少的,之前我仅仅在地理课上学习到“我国青藏地区地热能丰富”的相关知识,我不理解开发地热能到底有什么意义,听课后我豁然开朗。
地球上的地热能是十分丰厚的,大约是煤炭能的1.7亿倍,但可惜的是如今地热能并没有完全被利用。如今我国主要将地热能转化为电能为人类所有,有利于减少我国的碳排放,促成我国的碳中和。所以我国地能的发展之路任重道远,但极有利于我国的可持续发展。
这次活动不仅仅是一个科普直播,一次认识的探索,更在我们每一个人心中埋下了科学研究的种子,让我们了解到了一个未知的领域。同时让地质地理从学术的迈向大众,让我们从旁观者变为知情者、参与者、奋斗者!希望我国能在能源方面取得成就,早日碳达峰,完成碳中和,实现可持续发展!
——初二(1)班 范泽恩
在我听了中国科学院物理研究所研究员曹则贤的《物质的形态》这节公开课后,我学习了许多有趣且有用的知识。我学习到了许多有关物质形态的知识,学习了物理中十分复杂的物质体系,发现了生活中、自然中的物质形态和性质,也让我了解了很多专业的、学术的物理知识,让我对物理有了更加深刻和深入的了解。
——初二(1)班 赵荣彬
在云游科技节的活动中,我学到了许多知识,也了解到许多东西,其实物理知识是可以迁移到生活中的。比如我听了关于力学扩展的讲座,即空泡,它在火箭发射中有应用,关于液体燃料的输送也与它有关。
我国的钱学森先生曾经也是研究空泡的,他为国家做出了贡献。研究空泡对我国超高速水面航行的研究有巨大作用。船速的大幅度提升也离不开科研人员的日夜努力的研究。
这一次活动我收获颇丰,学到了知识也拓宽了视野,我也要在今后生活中好好学习物理。
——初二(2)班 齐林
在科技节活动中王元卓教授讲解的《科幻电影中的人工智能》公开课,我觉得很有趣。
人工智能越智能,对人类的帮助就越大,而他已经在人们的生活里随处可见,每款手机,一些智能音箱,都可以看到人工智能的影子。
但是如果人们过度依赖人工智能,那么人们就会将所有工作全部交给机器,人们的惰性就会被激活。一旦机器出了问题,人就像废物一样,什么也不会,维持生活都成问题。所以人们就算把人工智能开发到了包办家庭事务的程度,基本的生存技能也不能不会。这是很可怕的。
希望中国的科技继续发展,造福百姓!
——初二(2)班 赵正寒
科技的脚步在飞跃,我们的生活也随之日新月异,科技渗透到我们日常生活的每一个角落。科技的发展让我们生活更方便。科技的发展使交通越来越便捷,科技的发展让我们越来越快乐,有一种9D电影特别有趣,可以触摸到电影中的物体,还能遇到刮风下雨等场景,让人身临其境,科技的发展实现更多的不可能,从古至今人间有许多传说,我们嫦娥号成功登陆月球,如同鸟一样在天空飞翔,穿越云层,科技发展让人们亲身体会到,这一切的美。
——初二(2)班 杨俊祺
关于“双碳目标”这个主题,我的感触很深。
回想起小学的时候,学校总是因为雾霾而被迫停课。那个时候的天由于超标的碳排放量而总是灰蒙蒙的,没有云,也看不到星星。我前不久刚读过一本书,叫做《寂静的春天》,于是联系着小时候的景象,不免会赞同书中的观点——人们对自然的破坏,以及对环境造成的污染,最终会带给我们一个“寂静的春天”。
“碳达峰”“碳中和”已经不再仅仅是网络热词,而是作为中国政府重要的战略规划之一,随之而来的能源革命,推动能源向低碳转型,一大批绿色低碳技术的研发和推广应用,将再一次给人们的生活带来巨大改变。
终于,“双碳目标”的提出,给我生活中的景象都带来了巨大的变化——天空终于变得那么碧蓝了,也能清晰地看着云彩变换着各种姿态。晚上,出去散步,也终于看到了夜幕上点缀的繁星。
“双碳目标”终于让天空实现了蜕变!
——初二(3)班 温璎慈
通过观看这次的科学课堂,我深切地认识到了地球与人类的关系是多么的密切。人类的不断进化与发展离不开地球。
期望在每个人心中燃起熊熊烈火,每当灾难来临时,绝望中的那一丝希望尤为珍贵。地球流浪正如生命之舟在风雨中颠簸,齐心协力,拼死一搏,我们终将战胜恐惧,顺利到达彼岸。在现在这个世界里,人类何尝不是一次又一次的流浪?有太多的真情实感被藏在表象之下,信任的断裂,自私与贪婪的疯长……人性在这样的环境下也已经扭曲变形。在物欲横流的世界里,人们不明白真正需要的是什么,不明白如何安顿好自我的心灵,更不明白如何爱这个世界,但这正是我们需要思考的。
——初二(4)班 韩紫嫣
我们提一个有关科学探究的问题:空气动力和什么有关系呢?1.速度越快,阻力越大,升力越大;2.升力/阻力和速度的平方呈正比;3.升力/阻力和机翼面积呈正比,如波音707飞机的S约等于268.6平方米,空中客车A380飞机的S约等于845平方米。
升(阻)力=升(阻)力系数×0.5×速度的平方×密度×机翼面积,升(阻)力系数等于升(阻)力/0.5×速度平方×密度×面积,什么是合适的飞机“体型”呢?但是我们会发现这个问题不够恰当,如同我问文科好的A与理科好的B谁的成绩好一样。所以我们要分类讨论:1.追求速度和航程的战斗机需要低阻力系数与高升阻比;2.追求经济性的民航飞机需要大容积、高升力、低阻力、高升阻比;特种运输机需要超大容积。
当时的技术水平只能通过增加机翼面积来增大升力,然而当时材料性能有限,单个机翼面积无法太大,所以双层或多层可以解决问题。
双层机翼的问题有:1.需要更强有力的发动机;2.需要更轻更结实的材料;3.需要合理的外形,所以单翼外形获得了最后的胜利。
接着人们对机翼进行了进一步研究,发现:1.空气是可以被压缩的;2.空气压缩后密度增大,压力增大;3.带来阻力的增加,阻碍飞得更快;4.机翼向后倾斜一定角度,可以有效减小阻力,适合更快速的飞行。研究的问题越来越细微,范围也越来越广泛。
——初二(4)班 袁理
在太空国家打造了支撑上千项科学实验的太空实验室,推动我国空间科学研究与应用达到世界领先水平;在地面我们努力用免耕技术抢救,如同大熊猫一般珍贵的东北黑土;我们实现了二氧化碳通过人工来合成淀粉的方法,仅用11秒。固碳、减碳的同时,未来还有望缓解粮食危机,虽然问题还有很多,但我们一直在向科学寻找答案。
1056秒,中国“人造太阳” EAST,他的长脉冲高参数等离子运行时间创造新的世界纪录。让我们向可控核聚变又进一步。零下273.1413度,我们自主研制的无液氨稀释制冷装置成功挑战制冷极限。攻关20年,我们自主研制的最新CPV,性能已经直通市场主流的X86产品。“为人民造芯,增国之底气,应时代之需,解国家之急”,这些是他们毕生所求的命题,需要夯实基础,持之以恒,需要打破思维的限制,勠力同心。利在一身勿谋也,利在天下者必谋之!
视野再开阔一点,未来我们要去太阳系更远的地方,飞越火星,飞到木星,用“巡天”之眼,探究宇宙天体的起源演化;用量子通信为我们的信息安全加密;用原创的加速器驱动先进核能系统,把铀资源利用率从1%提高到95%。把梦想的变成现实;把学术的变成大众;把旁观变成加入,变成一场与科技国家队的双向奔赴。
向更壮丽的星辰大海;向更便捷的人工智能;向更惊人的启程速度;向更深远的追光之路;向未来!
——初二(1)班 梁夏雯
优秀作品名单
同学们通过参与云游科技节活动,聚焦前沿探索,共享科学盛宴,感受科学无穷魅力。我们了解到当代前沿科技,发现科学前沿离每一个人都不遥远;我们听到科学家为科学梦想而不懈努力的科学故事,折服于科学家们对科学求真务实精神的追求。科技节精彩纷呈的活动也让热爱科学、勇于探索的种子在每一个人的心里生根。未来已来,唯科学探索之心不变,科学是推动世界发展的核心动力,未来注定会被科学改变。希望同学们在科学研究的道路上勇敢逐梦前行,未来在实现中华民族伟大复兴的中国梦的征程中贡献力量。
来源 丰台报
供稿 北京十八中初二物理组
编辑 原梓峰