本届科学营的主题为“空间科学”,是基于天文物理。天文物理可说是人文气息最为丰富的自然科学领域,也可说是人类基于宇宙与大自然的好奇心衍生出来最古老的科学。此科学营的宗旨是提升师生对科学营理论的印证及实验技能,促进师生交流与学习的机会,着重培养学生对科学持有创意及批判的精神与态度,并让师生有机会体验科学团队的研究精神与合作关系。
一、 第四届科学营的活动内容
本届科学营的活动有:
1. 专题演讲:由资深科学教授主讲。专题内容涵盖现代空间科学、太空宇航、天文物理科学研究的现况与发展。
2. 科学实验:营员亲身体验与掌握现代科学实验技巧,了解科学团队精神。
3. 科学课题创意海报竞赛:学生根据专题演讲内容提出新的构思和解 决方案,以海报的方式呈现。评审委员将评选出具有科学创意内容的海报,其中优异队伍将上台公开陈述以决定最后的优胜队伍。
4. 科学老师教学经验分享会
5. 夜谈:由经验丰富的专家以轻松的方式与大家做经验分享。以小班制进行,老师及学生得凭票入场。
二、 吉隆坡中华独立中学参与阵容
带队老师为林凤菁老师及叶谋铨老师。成员有陈文汉、唐诗源、叶进兴、邹佳慧、黄伟松和陈伟豪。各学员分成三组,一组两人。即我(唐诗源)和陈文汉一组,叶进兴和邹佳慧一组,以及黄伟松和陈伟豪一组。
三、 主要流程
30/5/2008 (星期五)
1300~1800 为报道时间。
1930~2100 营长汇报与介绍科学营活动的一切资讯,并进行夜谈抽签。
2100~2200 为团康活动进行时间。学员们在篮球场进行小游戏,同时互相介绍 与认识。
31/5/2008 (星期六)
0830~0930 开幕仪式,讲述本届科学营的意义与宗旨,说明培养学生科学兴趣的重要性。仪式中也颁发纪念品给各演讲主讲教授及夜谈讲师。
0930~1000 拍全体照。
1030~1230 大师演讲1:孙维新教授──《多波段观测下的宇宙面貌》
讲座中介绍了利用多波段的观测方法来观测宇宙天体。这种先进的技术可让我们较精准地研究天体各个区域的温度和预测该区域的物理性质,从而广大了天文学家研究太空的限制。利用天体所放射出的各波段的射线,如X-射线、紫外线、红外线等,再利用各种形式的望远镜和计算机进行上色,就可以呈现出五彩缤纷的宇宙,而这些颜色都个别代表着所接受到的射线的多少,的确令人赞叹!讲座中还利用有趣的短片模拟红外线拍摄手段,实在是打开眼界。这些多波段观测方式让我们能看见肉眼观测不到的事物。就光学望远镜来说,它无法观测到天体周围的宇宙灰尘,但利用多波段方式来观测,就能解决以上的问题。这就是用多波段观测下不同的宇宙面貌!
1330~1430 与大师对谈
在这环节中,大会将选出约20为学员在讲座中所提出的问题,让学员以一对一的方式与大师对谈。我很幸运地被选中了。我的问题是“根据教授您所说的,一个物体若温度一直增加,波长会不断减小。而讲座中有一照片是太阳又红外线的波段拍摄的。太阳的温度是很高的,那为何还能用红外线的波段拍摄呢?(模拟影片中杯子水中的温度约73摄氏度,已拍摄到杯子呈红黄色)”。经过教授友善地解答后,原来太阳也能用红外线波段观测,而且不管昼夜都能进行,只是比起其他波段而言较不明显罢了。而对于73摄氏度已呈红黄色的问题,是早已用仪器自定各温度范围所呈现的颜色。
1500~1800 科学实验竞赛
第一环节的科学实验是以柠檬发电的实验。我和陈文汉同学一组。实验进行过程中,因柠檬汁外流,造成短路的发生,使电流计超标,无法测出准确的电流值。原来,我们应该先把外流的柠檬汁利用纸巾擦干。但是材料中少给了我们纸巾,而我们也没发觉这点,最后实验失败。而在写实验报告和回答问题时, 我们经过讨论后分别作答不同的题目。由于有时间限制,最终我们无法回答所有的问题。有点失望的是,第二和第三环节的实验都只是文字方面的作答,没有进行实验,就如考试一般。无论如何 ,这项活动让我深深了解到团队合作的重要性和有效性,也让我了解到做实验必须有很好的耐心和观察力。
2000~2200 夜谈
我参加了黄召仁博士的讲座。题目为“A New Way to Look at The World Through Remote Sensing”。讲座中大略介绍了遥感的定义,即不直接接触物体本身,从远处探测、感知物体或事物的技术。而讲座中更进一步介绍了新一代的遥感技术,即利用人造卫星进行通讯或观测地球现象。而黄博士也解释了他本身研究的课题──利用人造卫星探测地球各区域的水源和空气的污染程度。其原理为感应单位距离所能接受到的光量或单位距离所含有的粒子数量。而利用一方程式可准确的估计出污染指数。
1/6/2008 (星期日)
0830~1030 大师演讲2:朱进博士──《太阳系小天体的观测与研究》
讲座中主要介绍小行星、彗星和流星相关的观测和研究情况,并对于流星、流星雨、流星群、陨石等名词作详细的解释。讲座中更提到了冥王行“降级”的原因。这问题提出的根源主要是比冥王星大的小行星──2003UB313的发现。讲座中也说到提丢斯提出的行星到太阳距离的经验定则,即 L=0.4+0.3*2^n,n=0, 1, 2, 3, …。
1100~1200 与大师对谈
我在讲座中所问的问题为“讲座中提到,行星的亮度反映出其质量。行星越亮,其质量越大。若有两个质量相同但密度不同的行星,也就是说它们的体积不一样,在同一距离上它们的亮度会一样吗?(也就是说行星的大小会影响亮度吗?)”很幸运地,我的问题再次入选。朱博士也纠正说其实是行星的亮度反映出其大小,因为行星越大,所反射到的太阳光越多。而其质量则必须透过光学望远镜以外的其他仪器去估计,这估计的值误差可能会很大。
1600~1730 科学示范与互动
我参与的活动是DNA(脱氧核糖核酸)的检验实验。在这项活动中,我学会了如何抽取出洋葱的DNA。指导员也教我们如何用家里的材料来做这项实验。但是做这项实验必须有离心器将DNA和细胞分开。一个普通家庭里又怎么会有离心器呢?此外,指导员也教导我们如何制作DNA模型,让我们对DNA的双螺旋结构有更进一步的了解。
2/6/2008 (星期一)
0830~1030 大师演讲3:许瑞荣教授──《上穷碧落追闪电──从太空观测高空大气短暂发光现象──“红色精灵”“Sprites”》
讲座中介绍了在高空中(对流层到电离层之间)发生的不同形式的闪电。包括了云层上对地面闪电所引发的红色精灵与淘气精灵(elves)以及从云层顶端向上放电的蓝色喷流(blue jet)与巨大喷流(gigantic jet)。教授提到了红色精灵之所以不容易被发觉是因为它所发生的时间不到三十分之一秒和发生在高空的缘故。教授也解释了红色精灵发生的原因是闪电发生后云层顶端产生电场而使空气粒子移动,粒子间因碰撞而产生很强大的电场,能量很大时就会产生红色精灵。而红色精灵发生后不会马上发生其他的高空大气短暂发光现象是因为大量能量已被消耗完了。很遗憾的,这场讲座中我提问的问题没法入选。
1400~1730 科学创意海报竞赛
在这项活动中,我与五名来自其他学校的学生被分到一组。在开始制作海报前几天,我和我的组员已碰面讨论海报的主题,并各自提出自己的意见。最后我们决定设定海报的主题为“向小行星宣战”。内容是说明地球若面临被小行星撞击的命运时所能采用的解决方案。这项活动让我学习到如何与组员沟通,已达成共识,避免争执。
3/6/2008 (星期二)
0800~1125在进行答辩的过程中让我学习到如何大胆地提出假设,如何在别人 提出相关问题时坚守自己的立场并给予解释。虽然没有完整的数据与实验结果,但凡事都要从零开始。要有大胆的开始,才会有过程,最后才有结果。
1135~1205 各项竞赛表现点评
1215~1315 颁奖及闭幕礼
1400 退宿
四、 参与心得
在这次的科学营里,我真的学了不少东西,无论在天文知识方面或社交方面,都获益不浅。此外,我也领悟到知识是无限宽大的。在海报展示的环节里,我看见了许许多多不同有趣的新构思。有的学员还提倡把天文望远镜普及化,将天文望远镜连接到手提电话上观看星体,开创新的商业市场,真有创意!总之,参加这次的科学营实在是个难得的经验。孙维新教授说过科学研究的工作不是只要有知识就能完成,是要配合后天的经验累积所得来的结果。这让我深深感受到作为一位科学研究者对为追求真相而细心、耐心研究的精神!
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