2019年德国哥廷根大学X-LAB国际科学夏令营纪实
发布日期:2019-08-12 09:26:35   阅读数:210


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  上海青少年科学社与德国哥廷根大学自2014年9月达成合作共识,至今已连续四年参加了德国哥廷根大学X-LAB国际科学冬/夏令营活动。19年继续由上海青少年科学社选拔4名优秀学生参加了2019年德国哥廷根大学XLAB国际科学夏令营。  

  本次参加冬令营的同学分别来自青岛墨尔文中学的阮晓煊同学,上海交通大学附属中学的龙袁沐煌同学,上海控江中学的谌梓同和山东省实验中学的孟垣辰。他们于7月20日至8月4日赴德国参加了德国哥廷根大学XLAB国际科学夏令营。在为期两周时间里,四位同学深入学习了物理学、化学、神经学,生物学等专业知识(详细内容见下文),出色的完成了各项实验,同时也提升了自我人文科学素养,最后获得了XLAB官方颁发的营员证书。

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XLAB介绍:

  X-LAB由Eva-MariaNeher女士于2004年创立于拥有45位诺贝尔奖得主的德国著名学府—哥廷根大学。实验室旨在帮助高中学生建立高中通往大学的学习桥梁,在实验室接受科学指导、拓展思维技能、操作实验器材、感悟科学研究,为大学专业的选择提供指导。


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2019年德国哥廷根大学XLAB国际科学夏令营——营员自述

龙袁沐煌-上海交通大学附属中学


  在XLAB期间,我学习了有机化学,细胞生物学,物理,环境科学和脑神经科学。我的第一次有机化合物提纯,第一次跑电泳,第一次做出自己的胶,第一次用蝗虫做实验都在XLAB。老师们都非常可爱,在实验中给我们提供了许多帮助,也非常乐于回答我们的问题,使我收益良多。但是除了这些传统的,我所熟知的科目外,最让我印象深刻的是环境科学。 那天早晨,老师先用大约1小时给我们讲了有关湖泊生态系统的基本知识,包括含氧量,温度,光线,浮游植物的含量与深度的关系,风对这些因素的影响等。接下来我们就出发去采集数据啦。 经过大约半小时的车程,我们到达了采样的地方。在那里,有两个同学先穿上特殊的衣服,在湖水较浅处捞了一些植物,石头,而我们的任务就是将藏在里面的小生物捉出来,放在广口瓶里。那个东西特别小,而且游得飞快,而我们的工具只是一个塑料滴管,总是抓不住。我和同伴两支滴管一起围攻,才好不容易抓住。 

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  接下来,我们就去湖中采样了。老师驾驶着小船带我们去到湖中央,也就是水最深的地方。在船上,每个人各司其职,我负责用蜉蝣生物网捕捉蜉蝣生物,主要是蜉蝣植物。我先收集了湖中15m深水中的蜉蝣生物:将网用绳子放下去,再拉上来。这样三次以后,收集处就有明显的绿色了,再收集到瓶子里。下一步是收集水深4m处的富有生物。老师在网下系了一块砖,在开着船在湖中绕圈,以收集水平4m处的蜉蝣生物。等待其他同学的数据,样品都采集完了以后,我们就坐车回去了。

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  午饭后,我们先分析了不同深度的水样,测量里面的氧气,二氧化碳,氮,磷的含量。接着,我们就用显微镜观察我采集上来的蜉蝣生物。我观察的是4米处收集的样品,里面既有蜉蝣动物也有蜉蝣植物。我用手机拍摄对准显微镜目镜拍的一些浮游生物的照片。总之,这次的行程使我收益良多,希望能在今后的某一天,某个地方在碰到老师们和助教们吧。

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谌梓同-上海控江中学的

 

  七月下旬至八月初,我参加了科学社组织的暑期哥廷根大学Xlab夏令营活动,进行了为期两周的学习,收获颇多。

化学(3天)

  Xlab提供的化学课程主要是关于有机化学的,听这里的化学课是我一开始选择参加这一活动的主要目的。哥廷根大学的化学和生物领域都发展的很好,我自己的科创项目就和这一方面相关,而且我以后也想从事相关行业。化学课程的三节课都是同一位老师全英文讲授,三个话题分别是石油化工、阿司匹林和柠檬酸。

  Xlab的课程以实验为主,但这些实验和学校课内的实验不同,虽然材料中也会给出操作方案,但所有实验中还是留有很多探究成分。在理论部分授课结束后,对于实验现象和实验结论,老师都不会有公布答案的环节,而是将所有人的数据汇总让后一起分析,分析过程中又会用到先前讲授的理论知识。一天的课程用这种方法紧密的串联起来,不会让理论和实践脱节。

  同时,因为课程本身有一定难度,我们的实验过程也不是一帆风顺。在柠檬酸提取实验中,我们组在过滤过程中先是按照给定的步骤用普通的折叠滤纸过滤,不料过程中我不慎将滤渣混入清液中,整个过程必须重新来过,实验进程会被拖慢很多。我们结合先前的实验,又征得老师的同意,将过滤方法换成使用布氏漏斗过滤(下方用锥形瓶抽真空以加速过滤),最终赶上了实验进度。

  化学课程中的探究性和处理实验失误的机会都很给我启发,这其实和研究性课题的实验过程非常相似,给日后的学习带来了很大的帮助。

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生物(2天)

  生物课程分别有三个老师授课,讲授pcr鉴定肉类、利用蛋白质鉴定绘制动物进化树状图和湖泊生态系统。生物对实验操作的要求比较高,在准备电泳时要将样品用移液枪注入pcr胶的凹槽内,初次操作很容易碰到胶壁或者是戳穿凹槽。在制备sds(蛋白质鉴定用)时要接触一种神经毒素,要全程带护目镜和手套,同时也很考验心理素质。生物课程对我来说很开拓眼界,有一定挑战性。

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物理(2天)

  物理课程是关于放射性和X射线的,这些实验在平时校内课程中根本没有接触的机会。放射性的实验中我们使用了放射性同位素进行实验,在这一过程中遵守安全守则是十分重要的,放射性物质的储存管必须开口向上高举过头顶,离开保护的时间要尽量短。

  在X射线的实验中我们处理了大量的数据。在测试材料的X射线吸收性时,老师没有给我们实验步骤和具体分析方案。我们自行设计实验表格并设定要测量和分析的物理量。最终我们组是唯一没有分析单位时间内辐射的次数,而是创新的分析了吸收前后辐射次数的比值。这样让数据之间的关系更加直观(初始值和差值都相差甚远,用比例更有可比性)。

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神经科学(2天)

  神经科学由一位老师授课,两天的课程有递进关系:第一天是测量细胞的静息电位并探究影响因素,第二天则是关于眼的反应时间(用光线频闪测试),其中的动物实验就用到了测量细胞电势差这一方法(类似电位测量)。这一课程的操作要求极高,并且后续分析数据也需要一定的技巧。测量细胞电位时要将一根极细的玻璃针(后连接传感器)植入细胞内,这一过程并不是很难完成,但后续的操作极易移动细胞,使针脱落。这样就要重新操作一次,一天的课程中我们组不止一次为自己粗心的失误而不得不反复这一操作。实验还是要细致认真,不做不必要的浪费。在光线的频闪测试中,我们也体会到了实验的严谨性。一次随意的观察记录,就会造成实验没有可重复性。

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孟垣辰-山东省实验中学的孟垣辰


  经一夜到法兰克福机场后,我们驱车前往G?ttingen,当天晚上 tutor Lasse 带领我们来到中餐馆吃晚餐,并对我们表达了热烈的欢迎。我们进行了3天化学,2天物理,2天神经科学,3天生物的学习。X -lab 的实验器材比较先进,比如离心机,抽真空的装置等,这些都是我们平时在学校内见不到的,开拓了我们的眼界。印象最深的是化学课,老师先讲实验原理与反应机理,后进行实验与分析,最后对比大家合成阿司匹林的产率(我们组手抖掉了好多)。周末参观了科技馆,女巫小镇与矿山。矿山非常有特色,还原了过去人们采矿的艰辛并讲述了百年前的采矿故事。周末的观光让我们感受到德国真正的本土风俗,看到德国人的日常生活,非常开心。有天上完课程后,晚上还一起去保龄馆打保龄球了,丰富了我在德国的生活经历。课程结束后,中德双方交换礼物,我用德语与教授聊聊德语和英语表达方式上的差异。

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阮晓煊-青岛墨尔文中学

  I’ve had a wonderful time in X-lab during the two weeks and met some incredible people. The praticals which led by patient professors were all very accurate and scientific.I found so much passion and interest by doing them.They also make us think about the theory behind every phenomenon in our everyday life.Gottingen is a peaceful and quiet city where we can go every where by bus.I really love this feeling and I will remember this place forever.

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