2019德国哥廷根大学X-LAB国际科学冬令营纪实
发布日期:2019-03-04 09:41:17   阅读数:568

 

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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2名优秀学生参加了2019年德国哥廷根大学XLAB国际科学冬令营。  

  本次参加冬令营的同学来自上海市曹杨第二中学的李林翰同学和来自上海市卢湾高级中学的陈乐茗同学。他们于1月26日至2月10日赴德国参加了德国哥廷根大学XLAB国际科学冬令营。在为期两周的德国哥廷根大学XLAB国际科学冬令营活动,两位同学不仅在浓厚的学术氛围中收获了物理、化学、生物等学科知识,还投身于实验室出色的完成了各项实验,在了解当地风土人情的同时,也收获了当地的优秀文化精髓,提升了自我人文科学素养,最后他们完成了营员课程,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。


2019年德国哥廷根大学XLAB国际科学冬令营——营员自述


李林翰—上海市曹杨第二中学


  走出机场,晓风拂来,凉爽却无寒意。透过车窗,欣赏着冬日暖阳中的德国乡镇,感受着欧洲大地晨曦时的宁静,旅途的疲惫与时差的困扰渐渐消退了。一段别样的德国之行也就此开始。

  入住距离物理巨匠:普朗克仅一千米的Rennschul酒店,我们遇见了本次行程的Tutor:Jesse。这位有趣的小哥也成为了我第一位德国朋友。我们间全程德语的交流,也帮助我提升了自己的德语口语水平呢!

  XLAB位于哥廷根大学的北校区,在一个被各大研究所环绕的区域,人们很容易就能发现一栋与众不同的四色大楼。在象征着严谨认真的方正外观下,它包容着从五湖四海到来的科学青年;在色彩斑斓的涂装下,它激励着一颗颗热爱科学研究的心。在实验室的内部,每件教室由一个seminar room和一个lab组成并配备日常进出用门和紧急逃生门。lab内部之干净整洁,实验试剂之多以及设备之齐全,是我从来都没想到过的,算是开了一次眼界。

  我们第一个遇见的老师是Barbara,生动活泼的课堂让我们时而捧腹大笑,时而又潜心于学术中。在seminar room讨论完理论知识后立马就能进入实验室亲身操作。穿戴好实验服,和护目镜,着实有一番研究人员的感觉。我们在制作高纯度的“假阿司匹林”,成功从柠檬中提取出柠檬酸,分馏石油感受化学实验的魅力。Barbara则穿梭于试剂瓶间准备试剂并回答我们的疑问。“绝知此事要躬行”,在理论与实践之间,我认为XLAB在青少年科学教育中,为我们指引的了一个正确的方向。

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  解刨学的课程可谓是惊险刺激,却又不乏专业。一盘新鲜的心肺摆在面前(动物略),着实难以入手。顺着脂肪小心翼翼地将各组织分离,犹如一场强劲的对抗。老师细心地讲解每一处组织及其用途。于细微的深处感受生命的伟大,各组织多且复杂,确有排列有致,各司其职,而正是这些生物学奇迹的集聚,才能维持大千世界中的一个个的个体的生命。

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  闲暇时光,我们就与老师聊生活,聊两国文化,聊在德国的所见所闻。这种亦师亦友的学习氛围,与两国文化的交流,让我们充分感受到了老师们的人格魅力。

实验结束后的时光同样充实,步入哥廷根的老市政厅,听Rathaus一词的起源于故事;行走在老城的街道上,生怕无意间就又错过了一个名人故居;参观高斯天文台,能坐在伟人曾做过的椅子上,望向望远镜那头的星空深处......

  经历了一周忙碌而充实的学习生活,第二周的行程以Goslar的旅途为开始。白雪覆盖的街道广场和黑色的木桁架屋在视觉上行程强烈对比,别样的风情使得“巫婆城”蒙上神秘的面纱。漫步于皇帝寝宫,欣赏中世纪遗留下来的文物,人们能直观地感受到曾经帝国的繁荣。下午去了一个拉默尔斯贝格矿山,矿山规模之大,保存之完整,足以使得它成为联合国教科文组织的世界遗产。在探索的过程中,还时不时能看见各种矿物。

  周日前往了工业之城:沃尔夫斯堡参观PHAENO科技馆。这座全德最大的科技馆如同一艘天外来客,并将城市分割成居住区与工业区。馆内设施众多,我们还有幸看到了欧洲第二大的火旋风。透过窗户,河对岸就是大众汽车总部,众多的厂房与办公楼让我们感受到了扑面而来的工业气息。

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  探索的步伐仍持续着:我们通过控制不同变量制作原电池并实验比较,使用elephant fish研究生物电的产生及特性,通过搭建双缝干涉装置监测波长,通过x射线仪实验不同金属材料对不同能量的x射线的衰减程度并亲手计算普朗克常数......一项项极具专业性的研究项目,一次次的大开眼界,让我们的探索之路上升到一个新的高度。

  分子生物学的课程可谓是一大亮点。那些我曾以为只活在教科书内的内容,如今却生动地展现在眼前。老师Kristina非常耐心地指导我们进行操作,每一次加入的试剂含量都非常微小,却都是基因扩增中极为重要的步骤。我们通过实验成功鉴别了红、绿荧光蛋白,实现了PCR技术,并观察了凝胶电泳的结果。

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  每天的实验结束后,最期待的就是这一场别样的晚餐。德国美食同样令人难以忘怀,两周内,我们几乎每餐都能吃到不一样的佳肴:香肠,猪排,肉丸,鸡胸,猪肘......饱餐一顿后,再细细品味特色饮料Kiba,多么满足!多么幸福!

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  临走那天上午,忍不住与好友们再回味一次来时走过的路,再品味那种异乡的别样温馨。德国,我定会再来!



陈乐茗—上海市卢湾高级中学


  当我第一次看到X-Lab冬令营的介绍时,就被图片中各式仪器设备所吸引。既有熟悉的移液器、EP管、旋蒸仪,也有好多从没见过的仪器设备,作为一个爱好实验动手的我,简直就是无法抵御的诱惑。于是,就毫不犹豫地报名参加了这次冬令营活动。

  行前三周,我收到了科学社老师发来的实验计划,十二份文件,每份少则2页、多则18页,吓了我一跳。满满的英文,物化生都有,有心脏结构图、蒸馏装置图、物理波形图、化学分子式、DNA序列等。科学社的老师提醒我们要提前预习,不懂的单词要查。在两周共10天的实验中,我们一共做了约9大组涉及物理、生物、化学各学科方向的实验,让我这个实验动手爱好者过足了瘾。

  第一天:阿司匹林的提纯。把水杨酸和乙酸酐进行合成,难点是合成后会产生副产物,需要把副产物去除,把阿司匹林提纯出来。很遗憾,我们组的实验不是很成功,最后的产率很低,纯度也不够,肯定是不能用来当药来吃的。但实验中使用的设备非常有意思,那是一个集水浴加热+磁力搅拌+冷凝为一体的一个复杂设备,让我大开眼界,居然还能设计出这么一个实验装置。

  第二天:柠檬酸的提取与分析。这个实验我们组做得很成功,我们从3个柠檬里提取出了200多毫克的柠檬酸晶体。这个实验就是疯狂过滤、疯狂搅拌,用了各种不同的过滤方法:普通滤纸过滤、布氏漏斗过滤、棉布过滤等。这个实验还被我们戏称为“前期是厨房、后期是厕所”,实验的开始,我们个个都像个大厨,切柠檬、把柠檬里面的汁水扎出来;但后面要加氨水、氯化钙、和某种交换离子的试剂;一加热就是一股浓郁的“厕所味”(因为有氨水)。

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  第三天:酶的特性的研究。我们使用人体内分解乙醇的酶,分别与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇进行反应,通过反应产物所影响的吸光度值的变化量,发现分解效率依次为乙醇>丙醇>丁醇>甲醇。说明人体内分解乙醇的酶对甲醇的分解效率是最低的,如果假酒中掺入甲醇/工业酒精,人体分解很困难。之后我们还用酶去分解一定浓度的乙醇,检测相对应的吸光度值,绘制标准曲线。

  第四天:光的特性的研究。让超声波穿过不同物质,研究其现象。

  第五天:哥斯拉小镇游览。上午我们在导游的带领下参观了行宫,下午下了矿,感受了矿工们的辛苦以及环境的艰苦。

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  第六天:心脏和肺部解剖。我们5-6人一组,教授给我们拿来猪的心肺,让我们用手术刀对其进行解刨,我们这些新手,把心脏主动脉切断了好几次,如果是真的病人,已经死了好几次了。还用塑料管把肺部气管连接起来,我们往进吹气,居然能把肺像吹气球一样吹起来。

  第七天:我们去大众公司的总工厂所在的城市,参观了ph?no科技馆,在那里我们亲身体验了许多有趣的小实验,让我们大开了眼界。

  第八天:石油提纯。被我称为“疯狂蒸馏”,这是我所见过的最高的玻璃实验装置,从下面的磁力搅拌仪到上面的回流管,再加上冷凝管,放在实验桌上的总高度可以达到2米。居然只用一个装置,通过控制不同的加热温度,就能够产生出三种不同的产物,通过点燃实验产物,可证明其分子链结构。越长的分子链越不容易被点燃。

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  第九天:原电池实验。这个实验将化学能转化为电能,只可惜效率很低,只有几毫安,我发现几乎干不了什么事情,只能让一个半径为3厘米的风扇转起来,还无法感觉到风量。此外,还研究了氢燃料电池,通入氢气,使用离子交换膜,就能发电,可惜效率也很低,但这是一个未来的发展方向。从这个实验中我发现,虽然高一原理学过,但后面的能量计算却很复杂,还需要进一步学习理论知识。

  第十天:细胞膜电位实验。把示波器连接到水箱里,水箱里有一条名叫elephant fish的鱼。这种鱼的名字挺大,但实际上只有一个手掌的长度。这是一种特殊的鱼,膜电位可以在水箱中被示波器探测到,便可了解其在不同状态下的电位情况。

  第十一天和第十二天:DNA的转录实验。这个实验一共做了两天。要把带DNA的病毒去感染大肠杆菌,主要过程是先用试剂把细胞膜破坏,再直接加入病毒,用显微镜观察细胞是否拥有这个DNA的特征。我发现把膜细胞破坏并修复是件非常难的事,我们组没有成功完成这项实验,但我在其他组看到了成功的被感染细胞。我们一共6个组,只成功了3个细胞,可见进行基因实验研究是很复杂、且成功率不高的实验。

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  学习之余我们参观了哥廷根大学的校园,感受到了学习的气息。听老师说那里的图书馆有专门的房间,像胶囊一样,专门给学生学习使用,还要提前预约,很受欢迎。

  我们营内除了来自上海的还有来自全国的同学。大家根据实验设计,或两人、或三人、或五六人一组进行实验。在生物实验中,我和一位来自成都市第七中学的一位高二同学组成一组,进行合作。听说她曾经在生物竞赛中取得过良好名次,竟然能从英文缩写中判断出实验中的蛋白质或酶的生物物质学名。而我曾经使用过很多仪器,熟悉很多仪器的操作规范,我们两个人一个动脑、一个动手,合作非常愉快。

  除夕夜,大家抽出休息时间,聚众看春晚,过中国年。实验室也为我们每人准备了红包,很是感动,留下了美好的回忆。

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