科學(xué)教育是提升全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)的重要基礎(chǔ),加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育至關(guān)重要。為了提升上海師范大學(xué)基礎(chǔ)教育集團(tuán)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)與實(shí)踐能力,上海師范大學(xué)數(shù)理學(xué)院舉辦為期5天的“智趣科學(xué)、數(shù)理融合”夏令營(yíng),為附屬學(xué)校學(xué)生提供豐富的課外素質(zhì)拓展課程,打造實(shí)踐、科創(chuàng)基地,帶領(lǐng)附校學(xué)子領(lǐng)略數(shù)理學(xué)科融合之美。

7月9日上午,59名上海師范大學(xué)基礎(chǔ)教育集團(tuán)附校學(xué)子在家長(zhǎng)的陪伴下來(lái)到師大校園。隨后,“智趣科學(xué)、數(shù)理融合”夏令營(yíng)在大學(xué)生活動(dòng)中心拉開(kāi)序幕。授牌儀式、分組破冰團(tuán)建等活動(dòng)讓學(xué)員們迅速熟絡(luò)起來(lái),為后續(xù)的合作項(xiàng)目、挑戰(zhàn)任務(wù)、學(xué)習(xí)課程等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本期夏令營(yíng)包括數(shù)趣、問(wèn)天、探理、融創(chuàng)四個(gè)板塊組成。依托學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特色科創(chuàng)資源,強(qiáng)化數(shù)學(xué)、物理與新型領(lǐng)域的融合探索,引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中掌握科學(xué)方法論;通過(guò)前沿科普講座、跨學(xué)科課題研究及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),深化學(xué)生對(duì)數(shù)理邏輯的理解,提升解決問(wèn)題的能力。同時(shí),結(jié)合南極科考等實(shí)踐案例,融入科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任教育,培養(yǎng)兼具創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和家國(guó)情懷的未來(lái)科技人才。

酒杯“憑空”生酒?珠鏈如噴泉般沖天而起?一根長(zhǎng)桿竟能穩(wěn)穩(wěn)頂起重物?這不是魔法秀,這是方偉老師帶來(lái)的《探趣物理奇境》火爆課堂!課堂中,方老師化身“科學(xué)魔法師”,用震撼的實(shí)驗(yàn)揭曉生活?yuàn)W秘:“空杯迷酒”“反重力懸浮” 魔術(shù)開(kāi)場(chǎng),瞬間點(diǎn)燃好奇;站上講桌演示“珠鏈噴泉”,能量轉(zhuǎn)化與守恒定律震撼全場(chǎng);長(zhǎng)桿頂重物,親手感受“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”越大越穩(wěn)的奇妙;棋子速度精準(zhǔn)替換,動(dòng)量守恒一目了然;抖空竹中探聲學(xué)與轉(zhuǎn)動(dòng)定律,洗衣機(jī)的“口袋外翻”蘊(yùn)含流體力學(xué)原理,物理原理就在課堂身邊!課堂更妙還在文理交融:用蘇軾《琴詩(shī)》追問(wèn)聲音本源;以“野渡無(wú)人舟自橫”揭秘流體力學(xué)的穩(wěn)定平衡,科學(xué)與詩(shī)意碰撞火花。笑聲、驚嘆聲、“原來(lái)如此!”的歡呼聲充滿(mǎn)課堂。方老師用最生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)、最生活的案例、最詩(shī)意的啟發(fā),讓同學(xué)們親眼見(jiàn)證:物理不是枯燥公式,是萬(wàn)物運(yùn)行的酷炫奧秘!愛(ài)上物理,就這么簡(jiǎn)單! 這堂融合魔術(shù)、實(shí)驗(yàn)與詩(shī)意的物理奇旅,絕對(duì)值得期待下一次相遇。

在《宇宙探索與宇宙虛擬實(shí)驗(yàn)室》課程中,馮朝君老師將帶領(lǐng)學(xué)員們一同探尋那些關(guān)乎宇宙本質(zhì)的終極命題:人類(lèi)的起源究竟指向何方?我們身處的宇宙擁有怎樣的神秘圖景?三體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜演化遵循著怎樣的規(guī)律?若太陽(yáng)系失去太陽(yáng)的引力主宰,星辰秩序?qū)l(fā)生何種巨變?又該如何模擬構(gòu)建一顆脈沖星的極端物理環(huán)境?在《AI 數(shù)理探索》與《AI 創(chuàng)意設(shè)計(jì)》課程中,學(xué)員們將以人工智能為鑰匙,解鎖數(shù)學(xué)與物理世界的奇妙密碼。借助AI工具的賦能,不僅能深入探索數(shù)理規(guī)律的底層邏輯,更能盡情釋放創(chuàng)意潛能,在想象的星空中勾勒未來(lái),親手構(gòu)建屬于自己的科幻太空?qǐng)D景。

星河入夢(mèng),探索無(wú)垠!7月10日晚上,方偉老師和馮朝君老師帶領(lǐng)學(xué)員們“草堤觀(guān)星”,學(xué)員們通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡零距離對(duì)話(huà)行星。方偉老師手持激光筆帶大家“連線(xiàn)星空”:從北斗七星定位北極星,到牛郎織女隔銀河相望的七夕傳說(shuō),生動(dòng)講解讓課本知識(shí)躍入現(xiàn)實(shí),培養(yǎng)了學(xué)員們的探索精神和對(duì)自然的敬畏感。

《數(shù)學(xué)建?!?,古希臘先賢泰勒斯說(shuō)一切皆為數(shù)?;蛟S這句話(huà)有一點(diǎn)極端。但一切眾生都可以用數(shù)學(xué)的方式來(lái)看待,卻是可以的。顧非石老師說(shuō)道:“用數(shù)學(xué)構(gòu)筑起來(lái)的世界可以更理性、更清晰,同時(shí)用數(shù)學(xué)的模型審視世界,自有一份幽默風(fēng)趣與熱情美好。愿星辰大海都在你繪制的數(shù)學(xué)世界中熠熠生輝?!?/p>

在物理演示實(shí)驗(yàn)室參觀(guān)過(guò)程中,學(xué)員們通過(guò)親手操作茹科夫斯基轉(zhuǎn)椅、低溫斯特林熱機(jī)、靜電演示組合實(shí)驗(yàn)儀、手摸電池和激光琴等設(shè)備,近距離體驗(yàn)了力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域的奇妙現(xiàn)象,激發(fā)了他們對(duì)科學(xué)的興趣與探索欲望。此次寓教于樂(lè)的參觀(guān)活動(dòng),讓學(xué)員在實(shí)踐中感受物理的魅力,初步領(lǐng)略科學(xué)的奧秘,并在心中種下了熱愛(ài)科學(xué)的種子。

在《透鏡:操控光線(xiàn)的魔術(shù)師》物理實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)賽中,通過(guò)互動(dòng)小游戲激發(fā)了學(xué)員對(duì)光學(xué)的興趣。課程圍繞凸透鏡展開(kāi),學(xué)員們通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究其成像規(guī)律與應(yīng)用,理解物距、像距與焦距之間的關(guān)系,掌握凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的會(huì)聚作用及其成像特性,并親手制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡,體驗(yàn)光學(xué)儀器的神奇奧秘。課程將科學(xué)性與趣味性融為一體,使物理知識(shí)變得生動(dòng)有趣、易于理解。

人們的印象中,折紙是個(gè)“小兒科”,但如今已成長(zhǎng)為一個(gè)綜合的大學(xué)科。在《折紙數(shù)學(xué)》微課程中,陸新生老師首先以圖片和視頻向大家展示了折紙研究在數(shù)學(xué)、工學(xué)、醫(yī)療、生命科學(xué)、航空航天、服裝設(shè)計(jì)、藝術(shù)以及日常生活等方面的成果。在實(shí)操環(huán)節(jié),從點(diǎn)、線(xiàn)、面、體這一視角帶領(lǐng)學(xué)員們領(lǐng)略折紙?zhí)骄康目鞓?lè)。由點(diǎn)線(xiàn)構(gòu)成的繞線(xiàn)畫(huà)(string art)藝術(shù),平面折疊中的七巧板、牛頭圖形密鋪、圓形折紙,立體折疊中的正多面體等項(xiàng)目向?qū)W員展示了點(diǎn)線(xiàn)織成的數(shù)學(xué)世界,活動(dòng)中的用圓形紙折橢圓、制作花球,驗(yàn)證復(fù)印紙長(zhǎng)寬比過(guò)程中“領(lǐng)帶”圖形面積的計(jì)算以及用拉丁十字架(六個(gè)正方形)圍成的圖形引發(fā)了學(xué)員們的高度關(guān)注和濃厚興趣。

電路不僅是物理學(xué)的重要組成部分,更是連接理論科學(xué)與實(shí)際工程的紐帶,其發(fā)展持續(xù)推動(dòng)著人類(lèi)科技的進(jìn)步。紙電路是一種將電子元件與導(dǎo)電材料結(jié)合在紙質(zhì)基板上,形成簡(jiǎn)單電路的技術(shù):通過(guò)導(dǎo)電銅膠帶等材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)線(xiàn),實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光、傳感器觸發(fā)等基礎(chǔ)電子功能。石卉老師首先講解了紙電路的原理及初中物理中電路的基本知識(shí),接著展示了紙電路的眾多有趣的設(shè)計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)景,并在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備了豐富的紙電路手工材料,讓學(xué)員們以小組的形式設(shè)計(jì)、制作并講解自己制作的創(chuàng)意紙電路作品。通過(guò)動(dòng)手制作趣味紙電路,讓復(fù)雜的電子概念變得觸手可及,學(xué)員們不僅能掌握物理科學(xué)知識(shí),還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑦壿嬎季S和安全意識(shí),連接了藝術(shù)、創(chuàng)意與科技,激發(fā)他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。

南極,這片與世隔絕、寒冷嚴(yán)酷的冰雪大陸,充滿(mǎn)了太多的神秘有待人們進(jìn)行探索。因其獨(dú)特的地理位置、極端的自然環(huán)境和豐富的自然資源,是全球變化科學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵區(qū)域,是開(kāi)展科學(xué)研究的理想之地,更是展示國(guó)家綜合國(guó)力和開(kāi)展國(guó)際合作的重要舞臺(tái)。張少華老師介紹了南極大陸的自然風(fēng)光,讓學(xué)員們了解了在這片冰封之地上進(jìn)行的科學(xué)探索,展示了我國(guó)40年來(lái)在南極考察中取得的輝煌成就。學(xué)員們也通過(guò)南極現(xiàn)場(chǎng)的視頻和照片了解中國(guó)第36次南極考察泰山站隊(duì)的故事,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連線(xiàn)正在南極科考的張毅老師,收到了來(lái)自地球另一端的祝福,實(shí)地感受了一番南極的溫度和景色。通過(guò)張毅老師的生動(dòng)講解,點(diǎn)燃了學(xué)員們報(bào)效祖國(guó)的熱情和決心。

7月12日晚上,學(xué)員們一行懷著好奇與憧憬,走進(jìn)底蘊(yùn)深厚的上海師范大學(xué)校史館,開(kāi)啟了一場(chǎng)別開(kāi)生面的“大學(xué)初體驗(yàn)”與校史探尋之旅。從泛黃的建校批文、珍貴的早期教材,每一件展品都無(wú)聲地訴說(shuō)著師大篳路藍(lán)縷的創(chuàng)業(yè)征程與輝煌燦爛的學(xué)術(shù)積淀。前輩們孜孜以求的奮斗精神,為學(xué)員們樹(shù)立了清晰可見(jiàn)的學(xué)習(xí)標(biāo)桿和理想坐標(biāo)。

7月13日下午,“智趣科學(xué)、數(shù)理融合”夏令營(yíng)順利結(jié)營(yíng)。數(shù)理學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、授課教師及生活老師出席結(jié)營(yíng)儀式。出席嘉賓為學(xué)員們頒發(fā)結(jié)營(yíng)證書(shū)和“優(yōu)秀營(yíng)員”證書(shū),鼓勵(lì)學(xué)員們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)生活中,既能如“數(shù)理魔方”一樣玩轉(zhuǎn)科學(xué),又能像“師大星”一樣熠熠生輝,在屬于自己的經(jīng)緯線(xiàn)上,創(chuàng)造出不一樣的價(jià)值。


(供稿、供圖:數(shù)理學(xué)院)



