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科学已植入在我们生活和学习中
物理+化学+生物+机械+创客+天文
一系列让同学们期待的课程即将来临
跟随名师走进科学
在名师的指导下开启对科学的探索......
深受孩子们喜爱的科学盛宴
一、背景介绍
“科学盛宴”科学营由儒力清华博士团队连续多年打造。科学营以“传递科学精神,培植科学理想”为宗旨,通过多学科课程的设计、高水平教学的实施、深思想活动的交流,为同学们打造一场高品质的科学盛宴。科学营举办八年以来国内外累计有超过6000余名营员参与,深受学生喜欢和家长好评。
二、课程设计
科学营课程秉持“大科学”的思想理念,内容广泛涉及物理、化学、生物、机械、天文等科学领域:
三、目标定位
▪兴趣探索:科学知识涉猎、动手实践操作、善于发现问题、乐于钻研思考
▪能力培养:专注思考能力、手脑协作能力、沟通表达能力、生活自理能力
▪思想启迪:树立目标意识、懂得拼搏努力、热衷问题探究、崇尚科学精神
▪生活锻炼:陌生环境适应、团队集体相处、个人时间管理、独立解决问题
四、活动安排
科学营根据学生年龄分班,
每期均开设有初级(1-3年级)、中级(4-6年级)、高级(中学生)
详细活动安排如下:
初级班(小学1-3年级) | ||||
时 间 | 课程安排 | 地点 | ||
第一天 | 上午 | 1.营地报到:宿舍安排、环境熟悉 | 营地 | |
下午 | 2.开营仪式:清华科学家面对面--倾听前沿进展,体会科研历程,启发科学精神 | 多功 能厅 | ||
第二天 | 上午 | 3.物理坊1:动圈式扬声器制作--探究声信号与电信号的转化,制作喇叭 | 物理 实验室 | |
下午 | 4.物理坊2:扩音器制作--认识磁场的相互作用与能量的转化,制作扩音器 | 物理 实验室 | ||
晚上 | 5.青年学者科学沙龙:有趣的昆虫世界 | 教室 | ||
第三天 | 上午 | 6.化学坊1:食品与化学--认识膳食纤维,制作魔芋丝 | 化学 实验室 | |
下午 | 7.化学坊2:食品与化学--学习化学反应热,自制加热包 | 化学 实验室 | ||
晚上 | 8.青年学者科学沙龙:地质科考之路 | 教室 | ||
第四天 | 上午 | 9.生物坊1:烘焙大师--认识淀粉的理化性质,提取淀粉 | 生物 实验室 | |
下午 | 10.生物坊2:烘焙大师--制作面包,探究酵母菌对膨发的影响效果 | 生物 实验室 | ||
晚上 | 11.天文坊1:青年学者科学沙龙--如何进行天文观测? 12.远程天文观测 | 多功 能厅 | ||
第五天 | 上午 | 13.机械坊1:探究锁具机关--认识齿轮、齿条的应用,制作保险柜 | 物理 实验室 | |
下午 | 14.机械坊2:行走机器人--学习曲柄连杆结构与铰链四杆机构,制作机器人 | 物理 实验室 | ||
晚上 | 15.毕营仪式:营员总结、表彰优秀 | 多功 能厅 | ||
第六天 | 上午 | 16.化学坊3:活泼的金属--认识和探究金属的物理性质、化学性质 | 化学 实验室 | |
下午 | 17.化学坊4:宝石与矿石--认识和探究矿石的形成与晶体结晶 | 化学 实验室 | ||
18.闭营返程 | 营地 | |||
注:课程顺序根据排课情况可能会有所调整,内容不变;每天体育活动安排在早晨、午间 |
中级班(小学4-6年级) | ||||
时 间 | 课程安排 | 地点 | ||
第一天 | 上午 | 1.营地报到:宿舍安排、环境熟悉 | 营地 | |
下午 | 2.开营仪式:清华科学家面对面--倾听前沿进展,体会科研历程,启发科学精神 | 多功 能厅 | ||
第二天 | 上午 | 3.物理坊1:爱迪生留声机制作--探究声波与能量的转化,把声音留住 | 物理 实验室 | |
下午 | 4.物理坊2:投射式光谱仪制作--探究不同光谱的波长,揭开光的本质 | 物理 实验室 | ||
晚上 | 5.青年学者科学沙龙:有趣的昆虫世界 | 教室 | ||
第三天 | 上午 | 6.化学坊1:古法印相工艺-蛋白银盐感光技术 | 化学 实验室 | |
下午 | 7.化学坊2:古法印相工艺-铁-普鲁士蓝印相法 | 化学 实验室 | ||
晚上 | 8.青年学者科学沙龙:地质科考之路 | 教室 | ||
第四天 | 上午 | 9.生物坊1:护肤礼盒--认识皮肤的构造与功能,研究表面活性剂的清洁性质、透明质酸的锁水性质 | 生物 实验室 | |
下午 | 10.生物坊2:护肤礼盒--探究维生素E的抗氧化效果,制作护肤品 | 生物 实验室 | ||
晚上 | 11.天文坊1:青年学者科学沙龙--如何进行天文观测? 12.天文坊2:远程天文观测 | 多功 能厅 | ||
第五天 | 全天 | 13.机械坊1&2:瓦力机器人--学习电机驱动、舵机控制与编程控制知识,制造机器人瓦力 | 物理 实验室 | |
晚上 | 14.毕营仪式:营员总结、表彰优秀 | 多功 能厅 | ||
第六天 | 全天 | 15.创客坊1&2:激光竖琴智造--融会声学、光学、电子电路与编程,贯通音乐 | 物理 实验室 | |
下午 | 16.闭营返程 | 营地 | ||
注:课程顺序根据排课情况可能会有所调整,内容不变;每天体育活动安排在早晨、午间 |
高级班(中学生) | ||||
时 间 | 课程安排 | 地点 | ||
第一天 | 上午 | 1.营地报到:宿舍安排、环境熟悉 | 营地 | |
下午 | 2.开营仪式:清华科学家面对面--倾听前沿进展,体会科研历程,启发科学精神 | 多功 能厅 | ||
第二天 | 上午 | 3.物理坊1:射电天文望远镜工作原理学习与仪器制作 | 物理 实验室 | |
下午 | 4.物理坊2:银河系大搜索--中性氢谱线测量与银河系内中性氢气体的分布和运动研究 | 物理 实验室 | ||
晚上 | 5.青年学者科学沙龙:有趣的昆虫世界 | 教室 | ||
第三天 | 上午 | 6.化学坊1:芬芳制造--酯类物质合成与香氛提纯 | 化学 实验室 | |
下午 | 7.化学坊2:芬芳制造--蒸馏法提取精油 | 化学 实验室 | ||
晚上 | 8.青年学者科学沙龙:地质科考之路 | 教室 | ||
第四天 | 上午 | 9.生物坊1:牛奶探秘--脱脂牛奶中主要成分分离 | 生物 实验室 | |
下午 | 10.生物坊2:牛奶探秘--基于非均相催化的牛奶乳糖水解技术探究 | 生物 实验室 | ||
晚上 | 11.天文坊1:青年学者科学沙龙--如何进行天文观测? 12.天文坊2:远程天文观测 | 多功 能厅 | ||
第五天 | 上午 | 13.机械坊1:车辆工程--学习汽车转向系统,制作差速器 | 物理 实验室 | |
下午 | 14.机械坊2:车辆工程--学习汽车刹车系统,制作刹车盘 | 物理 实验室 | ||
晚上 | 15.毕营仪式:营员总结、表彰优秀 | 多功 能厅 | ||
第六天 | 上午 | 16.创客坊3&4:机械臂--学习机械手臂工作的机械、电路原理,利用单片机进行控制 | 物理 实验室 | |
下午 | 17.闭营返程 | 营地 | ||
注:课程顺序根据排课情况可能会有所调整,内容不变;每天体育活动安排在早晨、午间 |
五、内容特色
1.思想启迪与价值塑造
“崇高的目标造就崇高的品格,伟大的志向造就伟大的心灵”。处在新世纪的青少年同学们在物质上已不缺,缺少的是精神动力和理想追求。科学营将安排同学们与清华科学家面对面,倾听科学家讲故事,感受科学精神,启迪科学思想;还将安排多场青年学者科学沙龙活动,发现兴趣的力量,追求科学的梦想。
对话清华科学家(图片来自往届科学营)
2.兴趣发掘与知识获取
非凡的成果,往往始于初始的兴趣。科学营以“工作坊”的形式,为同学们安排了丰富的课程:
▪ 天文坊
分为上、下两个半场,上半场重点向同学们讲授天文观测知识、望远镜装配技术,下半场将现场远程操控天文望远镜进行直播观测。在冬季星空我们可以观测到M42猎户座大星云、猎户座马头星云、金牛座M45昴星团,还可以对月球、火星、木星等行星进行观测。在2022年暑期科学营中,同学们现场观测到过以下天体目标:
左上:月球上的哥白尼山与第谷环形山
右上:土星
左下:由上百万颗恒星组成的疏散星团
右下:M57球状星团
▪ 物理坊
物理学史上有很多精彩的发明,而每一项发明背后都有着令人感叹的故事。科学营物理坊课程将带领同学们走进科学史,重复这些伟大的发明,探寻人类文明的进程。
▫ 课程:动圈式扬声器制作(初级班)
各种扬声器在我们生活中随处可见,借助它们的帮助,我们可以很好的收到扩音效果。扬声器的发音机理,是把电信号转变为声信号,其发现过程要追溯到100多年以前了。
美国的Jensen 和 Pridham 受爱迪生启发,在设备上加装了一个鹅颈状喇叭,设计出了首款动圈式扬声器(取名Magnavox,意为大嗓门),并在1915年12月10日首次正式公开展示。1919年,时任美国总统伍德罗·威尔逊还在一次演讲中使用了这款扬声器,效果非常成功,站在一公里外的人群也能听见总统的演讲。本节课我们就来复制Jensen和Pridham的发明。
▫ 课程:爱迪生留声机制作(中级班)
当爱迪生最初宣称发明了留声机时,人们都认为这是一个魔术。
1877年8月,在试验了100多种材料后,爱迪生成功解决了记录并保存金属唱针物理运动的问题,世界上第一台留声机诞生了。爱迪生录制了他的首条声音记录“你好,你好”,以及第二条“玛利有只小羊羔”。本节课我们将来重现发明大王最得意的发明,感受这种创造的激动。
▫ 课程:投射式光谱仪制作(中级班)
光学是物理学中古老的学科,又是当前科学研究中最活跃的学科之一。从17世纪牛顿《光学》问世提出光的粒子说,到后来光的波动论、光是电磁波、光子的波粒二向性等理论学说的提出,再到1960年世界第一台激光器的诞生,人类成功地破解了“光”的奥秘,并对其进行应用。本课程我们将利用光的衍射原理制作光谱分析仪,并用光谱仪对各种光进行分解,分析每种光的波长成分。
▫ 课程:银河系大搜索-射电天文望远镜研制与中性氢谱线测量(高级班)
自伽利略发明光学天文望远镜以来,它几乎是人类探索宇宙的唯一工具。但宇宙中来自天体的信号不仅有光波,还有大量紫外辐射和红外辐射。直到1931年,在美国的贝尔实验室,无线电工程师央斯基在研究长途电讯干扰时,接收到了一个稳定的干扰信号,促使了射电天文学的诞生。本课程我们将重走央斯基的意外发现之路,制作射电天文望远镜并测量银河系中的中性氢谱线。
▪ 化学坊
化学是我们美好物质生活的基础,如果没有化学,就没有我们现实世界里的绝大多数物质,如新材料、药物、试剂等。科学营化学坊将重点带同学们来认识生活中的化学。
▫ 课程:膳食纤维的提取与自热包制作(初级班)
食物中的纤维素被称为膳食纤维,它是人体不可缺少的物质,被称为人类的“第七大营养素”。膳食纤维有着重要的生理功能,可延缓糖类的吸收、降低血胆固醇水平、促进胃肠蠕动、通便、防治便秘和预防结肠癌等。本节课我们将提取魔芋中富含的葡萄糖甘露聚糖,制作成好吃的魔芋丝,并利用自制的加热包来大饱口福。
▫ 课程:古典印相工艺(中级班)
摄影技术起源于1830年代后期的法国,至今已有近200年的历史。从最开始尼埃普斯的沥青显影,到达盖尔的银版照相法,再到后来的乳液版和干版,摄影师不仅要精通摄影,还要掌握背后的化学知识(感光材料)。本专题课中,同学们将走进摄影发展史,并使用两项古老工艺制作两张珍贵的照片。
1839年,达盖尔发布银版摄影术,成功地将曝光时间从8小时缩短到15-30分钟。他使用溴化银作为感光材料,使用汞蒸汽熏镀银面进行显影。上午的课堂我们将来复制达盖尔的摄影技术。
1841年-1842年,英国的约翰·赫谢尔爵士发明了蓝晒摄影术。他用铁盐代替银盐,照片上呈现出浪漫的普鲁士蓝风格。这种方法后来成为传统铁盐印相法中最广泛使用的一种方法,保存时间可达百年之久。下午的课堂,同学们将来尝试这种时髦的方法。
▫ 课程:芬芳制造:酯类物质合成与提取(高级班)
酯类物质广泛存在于自然界的花果中,是许多花果香气成分的主要来源。白酒中也含有大量的酯类,比如酱香酒中的酯类物质有超过40种,它们主要起呈香作用。
自然生成的酯类,对促进健康大有帮助;而化学合成的酯类,长期会对肝脏、大脑和心血管系统等重要器官造成严重伤害。本专题课程,同学们将通过化学反应定向合成酯类物质,并学习如何使用水蒸气蒸馏法来提取香精油。
▪ 生物坊
生物学的应用非常广泛,传统上一直是农学和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等领域。现代生物学的应用领域已扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等多方面。科学营生物课程的设计,同学们主要从生活的角度来认识生物学的作用。
▫ 课程:烘焙大师(初级班)
发酵是面包制作过程中重要的环节。在这一过程中,酵母菌会将面粉中的淀粉分解成二氧化碳及酒精。其中二氧化碳会被面粉和水分所形成的麸素(网状组织)包围而无法逸出,从而使面团蓬松富有弹性。本课程我们将带领同学们一起来探究不同发酵工艺对面包效果的影响。
▫ 课程:护肤礼盒(中级班)
我们经常会在化妆品广告中看到这样的词汇:“纯植物配方”、“天然萃取”、“锁水保湿”、“抗老化”、“不含人工成分”、“无添加”等等。这些产品的效果真的如广告中所说的那样吗?化妆品中具体有哪些成分会起到护肤作用?今后我们应该如何选化妆品?……
带着这些问题,我们来一探究竟。
▫ 课程:牛奶探秘(高级班)
牛奶的营养非常丰富,但在日常生活中人们对于牛奶也有不同的认识:有人常年坚持饮用牛奶等奶制品,但也有一大部分人对牛奶避而远之,觉得牛奶有异味,喝完还会出现腹泻等问题。
本课程将带领同学们来探究牛奶的真相:认识牛奶的基本组成成分,尝试利用凝胶法实现乳糖水解酶的固定和牛奶中乳糖的水解,理解均相和非均相的概念、均相催化和非均相催化的原理及应用。
▪ 机械坊
机械工程素有工科类第一专业的美称。它涵盖的内容很多,如机械设计、制造、自动化等等。科学营机械坊的开设,旨在带领同学们来认识这些精巧的机构、奇妙的设计,开启智慧。
▫ 课程:探究锁具机关(初级班)
锁具的发展见证了人类文明的进步:最早的锁原型要追溯到公元前,大约5000年前的埃及锁,现在被视为是最古老的锁;古代罗马时期出现了凸块锁;18世纪左右英国人又发明了杆锁,后来人们又开发出了圆柱锁、弹子锁、旋转盘(Rotary Disc)锁、磁力锁等。
锁具也是机械的一种,有着自身微妙的结构。本课程同学们将学习和认识齿轮、齿条结构及应用,接下来一起制作属于自己的保险柜。
▫ 课程:瓦力机器人(中级班)
很多同学都非常喜欢皮克斯动画片《机器人瓦力》。片中瓦力那可爱、柔情、羞涩、勇敢、执着的形象让人印象深刻。我们能复制出这样的瓦力吗?本课程我们将带领同学们一起先来研究制造瓦力的“身板”,再结合电机驱动、舵机控制的方法赋予瓦力“动力”,最后通过单片机编程赋予瓦力“智能”!
▫ 课程:车辆工程--差速器与刹车盘制作(高级班)
汽车的总体构造基本上由四部分组成:发动机、底盘、车身、电气设备。其中底盘的作用是支撑车身,接受发动机产生的动力,并保证汽车能够正常行驶。底盘本身又可分为传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分。本课程同学们将重点研究和学习转向系统、制动系统,并制作关键部件差速器与刹车盘。
▪ 创客坊
创客教育近些年备受关注,这种跨学科综合学习的形式,在技术方面以开源电子、数字化加工、编程为特点;在教和学方面继承了项目教学法、做中学、探究学习等以学习者为中心的教学思想,更加注重通过设计和制作激发学生的思考。科学营创客坊同学们将有充分机会挑战自己。
▫ 课程:激光竖琴制作(中级班)
激光竖琴(英语:laser harp)是一种电子乐器,同时属于一种激光表演。它以激光光束取代传统竖琴的弦,再通过单片机对光源和光电传感器等元件的控制发出声音,融合了声学、光学、电子电路与编程,相信将带给同学们全新的表演体验。
▫ 课程:机械臂制作(高级班)
机器臂技术现在已大量应用于各类制造业,成为工业4.0的关键技术之一。它是一种模仿人类手臂的自动化机械装置,可以在平面或三度空间进行运动,完成腕部以及手部的抓取和移动等基本动作。本次课程将探究机械手臂工作的机械原理、电路原理,并利用单片机来控制舵机等器件完成既定任务。
3.生活锻炼与能力培养
科学营不仅是启发孩子科学思想的重要契机,更是锻炼孩子自立能力的绝佳选择。在这里,全国各地的小伙伴因为共同的爱好相聚在一起,从熟悉营地的环境、学会安排自己作息,到能够融入大集体、享受营地生活,大家一起收获成长。
六、师资队伍
科学营师资团队作为一支成立于清华氛围的科学教育团队儒力有着八年STEAM教育耕耘的经历,开发课程涉及科学实验、天文、航模、编程、创客、研究性学习等多个领域参与科学营课程研发及教学的部分老师有:
大雄老师
清华大学天文学博士、以色列特拉维夫大学天文学博士后,从事超新星爆发相关领域研究。负责科学营“天文坊”相关课程的研发与教学指导
菲菲老师
博士毕业于清华大学化学系,从事化学分析专业相关研究,擅长化学科普教育,曾主持和开发多套趣味化学系列课程、科学表演系列活动。负责科学营“化学坊”相关课程的研发与教学指导
小琳老师
清华大学化学系硕士、日本东京都立大学博士。从事环境分析化学方向研究,拥有7年STEAM教育研究与实践经验,主持和开发过多套幼儿科学教育课程。负责科学营“生物坊”相关课程的研发与教学指导
小业老师
中国科学院大学天文学博士,北京师范大学访问学者。研究方向为大样本与特殊恒星演化。负责科学营物理、天文相关课程的研发及教学
小高老师
本科毕业于首都师范大学化学教育专业,拥有六年STEAM教育从业经历,授课经验丰富,曾多次在中国科技馆进行过科学表演,擅长化学、机械课程研发与教学
洋洋老师
本科毕业于首都师范大学物理教育专业,拥有六年STEAM教育从业经历,授课经验丰富,擅长物理、创客课程研发与教学
七、营地管理
1.作息安排
科学营作息时间表 | ||
07:00-07:30 | 起床、洗漱 | |
07:30-08:00 | 晨练 | |
08:00-08:30 | 早餐 | |
08:45-12:00 | 上午课程(课间休息15分钟) | |
12:00-12:30 | 午餐 | |
12:30-14:00 | 体育活动或午休(根据习惯选择) | |
14:15-17:30 | 下午课程(课间休息15分钟) | |
17:45-18:30 | 晚餐 | |
19:00-20:30 | 青年学者科学沙龙活动 | |
20:30-21:00 | 自由安排、写日记等 | |
21:00-21:30 | 洗漱、整理 | |
21:30- | 休息 |
2.营地条件
科学营活动预期在海淀上庄的清华附中稻香湖学校进行(如因疫情影响改到其他营地,所有课程内容、价格政策等均不变)。作为一所提供高质量、中西融合国际化教育的学校,该校以“国际品质、中国根基、清华特色”为办学特色,将“以育人为中心,以学生为主体”作为办学指导思想,同时为学生提供有高水准的软硬件设施条件。
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学校整体位于北京西山地带,空气质量优良,校园整洁敞亮,实行全封闭管理。(图片均为实拍)
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清华附中稻香湖学校拥有超一流水准的理、化、生实验室及创客教室,不仅可以使学生体验到专业的科学氛围,还为课程实施提供充分的安全保障。(图片均为实拍)
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学校同时建设有自己的博物馆,陈列有来自远古时代的三叶虫化石,来自俄罗斯迪卡拉生物群代表的金伯利虫、狄更逊水母、三分盘虫化石,来自加拿大的沟鳞鱼化石,来自美国的蜘蛛和四组爬行足迹化石、来自德国的迷齿两栖类化石等。科学营期间我们将酌情安排同学们参观(图片均为实拍)
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学校后勤保障条件优越,可很好满足同学们的住宿、用餐、洗衣、喝水等需求。每个房间可住四位同学,上下铺形式,智能化中央空调统一调控房间温度,房间内有独立卫浴(干湿分离),为每位同学提供有学习桌椅和书架。宿舍区每层均配备有洗衣房,洗涤、烘干一体化;宿舍区、教室区均配备有自动净水机,同时提供不同温度的饮用水。(图片均为实拍)
往期家长好评
精彩剪影
报 名 须 知
活动名称:清华科学营(6日单飞住宿营)
招生对象:
7-9岁初级班. 小学1-3年级
10-12岁中级班.小学4-6年级
13-15岁高级班.初中高学生
活动日期:
第4期 7月28日-8月02日
第5期 8月04日-8月09日
第6期 8月11日-8月16日
第7期 8月18日-8月23日
活动费用: 优惠后7650/学生
费用包含:
1.出行:统一营地接送孩子
2.保险:提供全程活动保险
3.协议:报名成功后,统一签定营员合同书
4.住宿:行程中共计5晚,4人间学生宿舍
5.餐食:行程中所有的早中晚餐(上方有详细参考表)
6.专业领队:包含行程内的专业专家(生活老师师资配比1:10左右)
7.组织费、物资材料费、特色活动费、器材、资料、水费、纪念品等费用
1、本活动票务为活动行代理,具体服务由“飓风户外随心旅行”提供
2、如需发票,请在活动结束后次日登录最新版活动行App,在我的票券页面申请,发票金额以实际支付为准,不含优惠金额;