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初中部科技英才苏州湖州研学之旅(一)

时间:2019-08-13 来源:西安石油大学

第一天:纳米所探秘

127日凌晨,当大家还在睡梦中时,我们已经登上了开往南站的大巴车,开启了为期6天的苏湖研学之旅。怀着激动的心情,我们一路欢声笑语,困意全无,5个多小时的车程丝毫不觉得漫长,很快我们抵达了苏州北站。

下了高铁我们直达第一站——中科院纳米所。

纳米作为一个长度单位,对我们来说既陌生又熟悉,到底什么是纳米呢?我们跟随中科院的薛老师一起揭开了纳米的神秘面纱。在纳米所的展厅中,我们直观地了解到纳米技术在诸多领域中的广泛应用。其中,让我们印象深刻的是老师说20年前的今天,我们脚下的这栋大楼还仅仅是一片普通的农田,但现在却建成了一栋参天大楼。这种时代更新的速度令我们震惊。

接下来薛老师为我们带来了一场题为《小纳米撬动大未来》的讲座,老师用浅显易懂的语言分别从纳米思维、认识纳米、纳米仿生和纳米技术的应用等方面,为我们进行了科普。这些内容激发了我们对纳米技术的浓厚兴趣。其中令我印象最深刻的是:蚊子和苍蝇等多种昆虫的复眼,以及“出淤泥而不染”的荷花。在讲座结束后,我们尝试了在经过纳米防水处理后的红领巾上倾倒矿泉水的实验。果然,如老师介绍的那样,没有一滴水可以将红领巾打湿,让人十分震撼。

同时我们也了解到纳米与数学、物理、化学、生物等多个学科多元交叉,与医药、心理、工程等学科息息相关,甚至与文化、艺术等社会科学也有着千丝万缕的联系。或许,未来的某一天我们当中就有同学会学习与纳米相关的专业,从事与纳米相关的职业。

傍晚时分,我们入住一家苏式园林式酒店,景色宜人。晚餐品尝到了地道的苏帮菜,幸福感满满。随着夜幕降临,我们也结束了这美好的第一天,期待着到明天苏州大学的科研探索。

第二天:走进苏州大学

经过了一个晚上的休息,同学们恢复了往日的活力。早早起床,用过早餐后就登上了去往苏州大学的大巴车。一路上欢声笑语,漫长的车程竟转瞬即逝,我们很快来到了苏州大学。天公不作美,淅淅沥沥的下起了小雨,但这丝毫没有影响同学们探索苏大的热情。在苏大翁博士的带领下,我们参观了苏州大学的实验室。翁博士详细的为我们介绍了实验室内各种仪器的用途,例如:将液态药品转化成固体粉末的干燥机、辨别蚕茧雌雄的仪器,在最后一个实验室里我们还感受到干蚕蛹所散发出的浓重的油臭味。

参观完实验室,翁博士给我们带来了精彩绝伦的讲座。我们收获了许多关于蚕、蚕蛹和桑树的知识,了解到蚕茧中的丝胶蛋白可作为食品添加剂、护肤化妆品等,桑树的枝干磨成的粉末可以降血糖亦可作为培养可食用菌类的原料。我们没想到小小的蚕竟能为人类做出极大的贡献,同时也感受到当代的科学工作者为科研付出的辛勤汗水。

中午,我们有幸来到苏州大学的食堂用餐。午餐美味极了,同学们吃得赞不绝口。午餐完毕后,老师给我们50分钟的自由活动时间。我们终于有时间好好游览一番苏州大学啦!即便天空仍然飘着小雨,同学们还是积极地游览苏州大学的各个部分。路边顶着雨珠的三叶草,结着不知名野果的小树,充满意境的校门,可爱的石板路……苏大的每个角落都让人眼前一亮。

自由活动结束后,我们迎来了整个游学最重要的部分——分组课题及展示。我们体验了关于蚕蛹的三个实验,分别是——判定色素存在于丝胶层还是丝素中、溶解丝素、测定一个茧的丝长度。

在第一个实验中,我们首先配置浓度为0.2%的碳酸钠溶液,取150ml的溶液煮沸,然后加入少量彩色蚕茧,继续加热,加热过程中用玻璃棒缓慢搅拌。加热了一段时间后,我们发现色素和蚕茧外层的丝胶溶于了溶液中,溶液逐渐变成蚕茧原来的颜色。蚕茧也由原来的空心椭圆体变成了一团乱丝——也就是丝素纤维。因为这时溶液中已溶有大量色素,为了将丝胶和丝素完全分离,我们换了一次溶液,继续重复刚才的步骤。不断的加热和搅拌后,丝胶和丝素完全分离,色素溶于溶液中,丝素纤维呈白色。我们因此推断色素存在于丝胶层中。

接下来在张雨青老师的带领下做了“丝素纤维的溶解”实验。我们了解到,“三元溶液”可以溶解丝素纤维,进一步思考后,我们假设,丝素纤维的溶解与溶液中氯化钙的浓度有关,并为此准备实验。

首先,我们准备“三元溶液”,所谓“三元”是指酒精、氯化钙和水。然后我们把溶液放置在炉子上加热,当溶液沸腾后,把丝素纤维放进溶液中,观察它的溶解。

我们通过改变三元溶液中氯化钙的浓度,观察丝素纤维的溶解程度。我们发现,当溶液中,氯化钙浓度为0%时,丝素纤维没有明显的溶解和变化,但当把丝素纤维放进其他条件相同,氯化钙浓度为5%时,丝素纤维很快便被溶解。由此,我们知道,丝素的溶解与氯化钙浓度有关。我们的假设正确。

最后一个实验是测定一个茧的丝长度。这个实验需要蚕茧、电子天平、蒸馏水、硅酸钠、烧杯、玻璃棒等材料。接下来我们就着手做实验了:先把蚕茧在不同温度的水里浸泡,之后把蚕茧用镊子夹出来放在70度的水里。一个缫丝机转一回有1.125米长,实验过程中同学们轮流转动缫丝机,最后计算出丝的长度。大家对这个实验非常感兴趣,在学习知识的同时也获得了很多快乐。实验后,我们得出结论:一个蚕茧大概有774.5米左右,并且与蚕丝蛋白中的丝素纤维和丝胶蛋白的分离程度有关。

这次实验中,我们以小组合作的方式,集思广益,设定和完善实验方案;团结协作,进行实验、观察现象,最后讨论总结,完成实验,制作科学海报并进行小组展示汇报。一群人向着共同的目标携手共进。

通过这次分组课题及展示,我们不仅学会了知识,还增长了与他人合作的能力,深刻的体会到了小组合作的重要性和乐趣所在。我们不仅接触到各种新奇的事物,也更加全面的认识了身边熟悉的同学们。

这是一次有趣的经历,更是一次难忘的成长。代老师和卫老师对我们的小组课题及分享做出点评后,同学们对此次活动有了更深的体会和认识。与苏州大学的老师道别后,我们恋恋不舍的离开了美丽的苏州大学。

路上伴着惬意的小雨,第二天的行程已步入尾声,我们分外期待接下来几天的研学之旅。

 

撰稿:初二1班、初二3班学生

摄影:代冰雪 白云 丁紫珊(学生)

审核:魏婷

制作:罗卫华


昌平一中官方微信平台【第20190131期】

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