本报记者 王 燕
“同学们,今天我将带大家一起探索神奇的纳米世界。”今年2月23日,在科学之旅的“导游”——国防科技大学理学院邵铮铮博士的带领下,来自湖南各地的20余名中小学生,满怀激动,走进了期待已久的国防科大实验室,并由此拉开了《放学后》杂志社与国防科技大学联合举办的“大手牵小手”科普活动——走进实验室。
“哇,实验室真大啊!”“哇,设备太先进了!”刚进实验室,就听到学生们发出的一阵阵尖叫声。
趁着大家的兴奋劲儿,邵博士笑着开始了实验的讲解和演示。而此时,学生们也一改之前的喧闹,开始认真地听邵博士深入浅出的讲解,有的学生还仔细地作着笔记。
为了让学生更直观地了解当期主题——纳米,邵博士选取了荷叶作为实验样本。荷叶是绝缘体,要想在电子显微镜下观测到纳米结构,必须在它们身上覆盖上导电膜。于是,邵博士用一台设备,在样本表面溅射上了非常薄的一层黄金。
激动人心的时刻马上到来了,样本放入电子显微镜后,电脑显示屏就出现了Z字形结构的叶子纹理。随着显微镜放大倍数的加大,学生们看到叶面的凸起和凹陷部位上,都覆盖着细小的珊瑚状绒毛,其尺寸只有20纳米左右,而这只有放大1000倍以上才能看到。“荷叶表面特殊的纳米结构,使得水和灰尘只能悬浮在叶面上方,一滴水珠只有不到1%的表面接触到了叶面,因此具有神奇的自我清洁能力。”邵博士说,荷叶表面的纳米结构,已经被科研人员用在了宇航员的宇航服上,使其不易沾染太空中的灰尘。
“现在,同学们来亲自制作荷叶样本,在电子显微镜下观察它的纳米结构吧!”邵博士一声令下,学生们再次热闹起来。上场的学生一个个既兴奋又紧张,兴奋的是能亲手制作,紧张的是不知道自己的实验能否成功。
实验完成之后,学生们仍然不愿离开,他们对邵博士提出了很多有关纳米应用和研发的设想……
科研裁缝为孩子量体裁衣
国防科技大学,是一所带着神秘色彩的学校。
春、夏季的科大校园很美,因为军装正是此时深遂的绿叶。所以,每当“走进实验室”活动开始,穿着军装的老师,面带微笑地站在大家面前,所有人都被他们深深吸引。或许,相比部队的纪律严明甚至苛刻,实验室里便多了一分灵动。
其实,科大令人印象最深刻的不仅仅是美丽的校园、笔挺的军装和先进的实验设备,还有科大人的认真和严谨。
在“走进实验室”活动中,国防科技大学理学院老师们严谨细致的工作态度令人折服。在第三期生物实验活动中,化学与生物学系柳珑教授以及团队的表现尤为突出。由于安排紧促,他们只有3天时间来准备实验。与此同时,基因学涉及的知识较深,如果不能深入浅出地讲解,学生们将很难理解其中的科学道理。习惯将事情做到完美的柳珑教授和他的团队,考虑到中小学生的特殊性,决定为孩子们“量体裁衣”。
那么,寻找什么实验角度、选取什么实验对象,学生才能更容易理解相对生涩的基因学实验呢?
经过反复讨论,最终,柳教授选择了研究人类基因遗传与长相的关系为切入点,比如单双眼皮、平卷舌等差异,展开试验,以此来告诉学生“基因决定性状”的问题。而实验对象,则选择了果蝇,因为它具有生活史短、繁殖快、染色体少、突变型多等多种特点,作为模式生物,是一种很好的遗传学实验材料。
思路定了,但事情远没有终止。为达到最佳实验效果,柳教授及其团队付出了辛勤的工作——凌晨2点,他们还在讨论活动内容和细节,制定实验方案,准备器材和生物样品。
活动当天,柳教授及团队早早地来到了实验室,检查仪器设备,准备果蝇样品,验证实验流程。实验开始前,柳教授一个人在会议室默默沉思,整理思路,对于记者的到来竟然丝毫没有察觉。柳教授的付出得到了很好的回报,他的实验报告相当出彩,学生们随着柳教授的思路积极思考、发言,就连旁听的幼儿园大班的毛豆也听得津津有味,抢着回答问题。或许因为这种讲课方式,激发了学生们探索和思考的欲望,来自长沙金海中学的三位学霸向柳教授提出了一连串问题,对此,柳教授也耐心地一一作出了解答。
活动结束,但故事没有结束
随着暑期的临近,“走进实验室”暂时告一段落。
而这档深受学生、老师和家长欢迎的栏目,得到了大家的热烈响应,收到大量读者的来稿和来电。其中,很多学生都表达了同一个愿望——那就是渴望自己也能参加。
一个叫李宏杰的学生,看完第二期“走进实验室”《你身边的水,干净吗?》后,激动地来信说,他学到了很多在课本上学不到的知识。他从不知道,水居然可以燃烧,“更不可思议的是,通过燃烧水,还能检测出水质的好坏。”随后,他讲述了家乡水源被污染的现状,也反思了自己破坏坏境的不文明行为,“不瞒你们说,我向河里面扔过垃圾。以前不认为这有什么不妥——因为身边的人都这样干。但看完这期的实验后,我认识到这种行为很丢人,并且这种念头一直在脑子里转悠。”在信中,年纪小小的他,不仅条理清晰地表达了对环保的看法和建议,还许下了诺言:好好学习,长大后投身科研领域,拯救环境。
还有一位女生看了第三期《基因决定长相》后,在网站上留言称,现在的自己变了,变得不再自卑,取我而代之的是开朗和自信。
最后一期“走进实验室”——《藏在实验室里的科技馆》结束后,一位参加活动的学生家长,经多方问询,获得了记者的联系方式,她给记者发来了这样一条短信:我代全家表达对贵杂志的感谢,杂志我们将永远保存……我没想到,国防科大的教授们居然能通过让孩子亲身体验“龙卷风”、让孩子用激光弹琴等模拟实验,使原本晦涩难懂的科学原理变得如此有趣易懂。我要感谢国防科大的老师教授们,是他们让不爱学习的孩子,爱上了物理学科……感谢你们给予我和孩子的机会,让我们拥有宝贵的人生经历。
……
当然,还有很多未说出来的感动和故事,但这场科学之旅还在继续,感动和故事也仍将继续。
实验手记
湖南省常德市第五中学七年级 杨霜洁
实验检测结果让我意想不到——最糟糕的居然是家乡柳叶湖的水,它含有的钙和钠元素远远超过了其它水样品。
我想,柳叶湖水质不够好,肯定与人们随意破坏环境卫生有关。但中国被破坏的水资源何止柳叶湖!有的水里,鱼虾都生存不了;有的池子里,远远就能闻到一股恶臭;有的河流,一年四季竟然看不到水……
人类没有老鹰的视力、猎豹的速度、黑熊的力量,却拥有无穷无尽的智慧。然而,这智慧却被黑心企业用来污染水源……如果不加以保护,那么,可供人类饮用的水将会越来越少,直到世上无水可喝。
我想,谁都不想失去家乡水的味道吧!通过这次实验,我深深懂得了,我们应从自身做起,保护好家乡的山山水水!
实验片花
进实验室前,记者采访小朋友:“纳米是什么?”小朋友:“纳米是种米,和我们吃的大米一样!”
实验进行中,邵博士问:“生活中还有哪些东西具有自我清洁的功能?”
小朋友A特别大声:“我爸爸的皮肤。”
开心的记者:“是你爸爸的油脂分泌过多吧!”
认真的小朋友A:“不一定。长大后我也要成为科研工作者,研究对象是我老爸,说不定我会发现新的纳米结构!”
邵博士问:“人喝了不干净的水,会得哪些病?”
小朋友B:“肚子里长石头的病!”
实验后,小朋友C不肯离开,她问邵博士:“口水也是水吧?能不能检测我的口水,看有没有重金属超标?说不定还能检测出我有没有病!”
柳教授说:“单眼皮小朋友请举手。”
小朋友D:“我要不要举手?我眼皮一只双一只单。”
柳教授问:“谁知道怎么在不伤害它的前提下,让好动的果蝇安静下来?”小朋友给出了稀奇古怪的答案:“趁它晚上睡着、给它服安眠药、用果汁诱惑……”
图片说明
题图左:学生在观察纳米世界。
题图中:学生在体视显微镜下观察果蝇。
题图右:教授在给学生们讲解龙卷风形成的原理。
本版图片摄影 陈暑艳