2015德国哥廷根大学XLAB国际科学夏令营系列报道-第二周纪实

前言

FOREWORD

上海青少年科学社与上海STEM云中心、德国哥廷根大学于2014年9月达成合作共识,共同开展2015年德国哥廷根大学X-LAB国际科学夏令营活动。上海青少年科学社在会员中选拔了9位热爱科学、课题优秀、英文能力佳的上海高中生赴德国哥廷根参加7月24日至8月15日的德国哥廷根大学XLAB国际科学夏令营。


从理论走向实践

再从实验中总结出结果,

这就是科学探究过程

带给我们的快乐和享受。


第二周关键词:有机化学、生物化学

此次夏令营第二个星期终于还是过去了,作为这次行程的“主菜”,我们课程还是一如既往地丰富多彩。有机化学与进化生物学这两个主题表面上似乎不如上个星期那么高深莫测,但带给我们的新鲜感却丝毫不减。



投身在实验室里

化学实验室中,加热器寂静地散发着灼人的温度,磁棒在溶液中规律地旋转,白色的咖啡因粉末在培养皿中渐渐出现,心情也跟着激动起来。以复杂抽象的化学式存在于印象中的物质,此刻如此具象化地呈现在眼前,是我们亲自动手使用各种仪器,精准而仔细地尝试的成果。不熟悉的实验难免出现差错,教授的耐心和体谅,同乡助教妹子细心的指导,最终帮助我们完成了实验。这就是实验,不管是简单到1+1=2的结论,还是复杂如F=kq1*q2/r^2的库伦定理,都来源于一点一滴的实践,每一次的采样,每一次的操作都是在打开通往新世界的大门。理论指导实践,实践完善理论,yes we can!




制备阿司匹林和咖啡因

有机化学课的内容相当丰富。我们先后深入讨论了阿司匹林、Methyl Salicylate和咖啡因的性质、化学结构式、反应肌理、制备等等相关内容。这样的课程是围绕着解决实际问题进行的,并且正如上化学课之前的XLAB介绍一样:“是上课与实验的结合。”实验室与教室直接连接,我们上课介绍完基本理论后,就可以直接去实验室操作。实验中遇到的问题,又会在结束后到教室中归纳、讨论。

我们用水杨酸来制备阿司匹林和冬青油,用茶包泡的茶制咖啡因。实验室里要么飘着醋味,要么飘着白花油味,要么飘着茶香。萃取、水浴、提纯,这些在化学卷上常出现的步骤在眼前出现了,我们通过实践巩固了在化学课上学的一切。所以说实践出真知啊。根据指南一步步制作出半成品后,我们又小心地提纯。几乎所有我们按步骤做的都达到了极接近纯净物的级别,是可以放心地用的。我们都开玩笑,说回去就能开药厂了。XLAB能放手让中学生做复杂化学实验,是因为这里有一流的实验设备,更重要的是,有哥廷根大学和马普研究所的一流科学家指导实验。


在Max-Planck Institute里研究果蝇

我们有幸接触到了被无数生物学生吐槽的实验昆虫——果蝇。鉴于果蝇在基因学上的重要价值,一般的生物实验室都会饲养这种昆虫。具体养了多少呢?其实不算太多,像这里也就养了十万只左右,全世界生物实验室饲养的总量也不过是几百万只的样子——多乎,多乎?不多矣!

在这里我们感受到了生物教授丈夫的热情接待,教授夫妇两个人都研究果蝇,储藏室里开着冷气,架子上排着一排排果蝇,弥漫着一种奇怪的味道。当教授把果蝇倒在盘子上,并自豪地向我们展示它们在二氧化碳中的休眠时,我感到了一种科学家的可爱。Max-Planck Institute(马普研究所)是世界数一数二的研究中心之一,有许多诺贝尔奖获得者。在研究所里看到大名鼎鼎的普朗克先生的一句话,让我印象深刻:Knowledge must precede application



国内外实验研究的不同

实验室中的时光总是过得很快,转眼第二周的时间就悄悄度过了,每天填的满满的日程让人仿佛感觉不到时间的流逝。期盼了一周,终于等到了最想学的有机化学。虽然课上学得物质之前并不了解,但由于知识点是相通的,再加上教授的详细讲解,整个课程还是十分易懂的。然而最有趣的仍然是实验操作。在国内的化学课上,实际动手操作的实验不多且很简单,而在XLAB的实验都要求精确的实验操作,关键在于亲自动手实践。而最令我印象深刻的在于实验结束后,教授要求我们拿着自己的实验结果讲述我们自己所观察到的现象,并试着自己去解释现象的本质。这种知识的传授方式让我们能够自己去联系、贯通课堂上的内容,让我们有一个更为深刻的理解,这是以前所没有过的体验。



不可小瞧的课后时间


第二周夏令营也是每天下午五点下课,课后参观了哥廷根墓地、哥廷根大学考古研究所、Max-Planck研究所,进行了打保龄球、沙滩排球等体育活动。别小瞧课后这些时间,我们一起做了不少事情呢


在哥廷根的“体育课”

中间两天的课后是体育时间,大家又get了新技能——保龄球及沙滩排球。忙碌的学习中,体育运动帮助大家强身健体。


探索天文、地理、动物、艺术

我们卡塞尔桔园内的天文物理博物馆之行,见识到了各种时间测量和天文测量奇观;在Bergpark之行,游览了世界第二大山地公园,并观看了令人惊叹的表演;在数位诺奖得主长眠的哥廷根墓地了解到了不同时期墓碑风格的变化,以及如何从墓碑上读出各种不同的信息,墓主的身份地位,宗教信仰等等;在Hannover动物园——动物和人类亲密接触的游乐园进行了不一样的体验;我们参观了哥廷根大学考古研究所,通过对藏品的讲解对比,了解如何给不同雕像断代。


STEM(Science,Technology,Engineering,Mathematics) 教育源于美国联邦政府的一项中长期计划,致力于塑造孩子横跨科学,技术,工程,数学的立体的科学认知体系,为孩子科学素养和创新能力的养成提供教育支撑, 注重培养孩子在真实世界情境中的问题解决能力。上海STEM云中心是国内最早致力于STEM教育理念推广与实践的机构之一,旨在开发全套的STEM教育课 程、产品、服务与整体解决方案,立足中国教育现状,促进STEM教育理念的本土化,培养具有STEM素养的拔尖创新人才。



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