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奔涌的“后浪”——耀华学子对深海科技进行学术探索

作为一所领先的国际教育学校,耀华一直致力于引进更多优质教育资源,为学生创造更好的学习机会与学习条件。耀华一直坚守 “与科技结盟” 这一校训,在耀华的教育理念中,科学技术的学习绝不仅局限于书本与课堂。彩虹鱼公司是一家从事海洋科技开发应用与研究,并将研究成果进行产业化与市场化发展的卓越深海高科技公司,有着全球顶尖的海洋探索团队,是临港科学技术优秀资源之一,与“彩虹鱼‧深渊极客”合作,可以使学生享受到丰富且有深度的学习资源,跳出书本与课堂,感受真正的前沿科学。
 
一直以来,耀华与彩虹鱼合作十分紧密,自从2018年我校与彩虹鱼公司联合成立研学基地以来,我们一直尝试不同模式的合作:一起创办“彩虹鱼”课外探究项目,一起发起“科学节”系列活动,一起组织多场深海探索科普讲座,一起探究如何帮助高中生提升学术背景等。今年世界海洋日前夕,耀华与彩虹鱼‧深渊极客开展了一场针对顶尖深海科技的学术项目。优秀的耀华学子对深海前沿科技进行了学术探索,用实际行动践行着2020年世界海洋日的主题:为了可持续的海洋而创新。

背景介绍
地球表面70%是海洋,国际海洋界把6500米以下的海域称之为“深渊”。科学研究初步表明,深渊海沟里蕴藏着丰富的战略资源——能源、金属、生物等。挑战深渊极限,探索深海世界一直是人类千百年来的梦想。

1.深海技术
余茹佳(Emily)同学通过自己的调研与计算,探究了全海深载人深潜器等高端装备用何种材料才能抵抗深海的巨大压强;并且提出:“未来若金刚石的加工工艺能够得以突破,那么极有可能成为载人深潜器外壳的新选择”等创新科学观点。

2.海洋地球物理
孟庭伊(Eva)同学、李嘉璇(Sara)同学和林涵(Nikki)同学,探索了科学家如何用地震波了解地球上那些看不见的层次——对于看不见的深海,我们更是需要“耳听八方”的“超能力”。

3.海洋信息与大数据
陆至翱(Augustine)同学则展示了他对于海洋浮标路线预测的研究。
朱韬达(Eric)同学和应丰泽(Jimmy)同学深入地比较了“水动力模型”和“大数据测算”这两种方式在预测海面漂浮物轨迹时的优劣。

4深海微生物
深海微生物方向是本次科研项目的明星选题。五位来自不同高中年级的同学一起调研了来自深海微生物的群体感应抑制剂(一种可以抑制细菌产生毒素,避免抗生素滥用的药效物质)。
苑阳(Allen)同学简明扼要地讲解了细菌群体感应的原理。然后指出“生物被膜是许多细菌产生抗药性的主要原因。而生物被膜的产生其实就是细菌群体感应的结果”。

林荞(Christy)和李修涵(Fred)阅读一篇影响因子达到11.3的顶级期刊学术论文后,了解到一项重大科学发现,就是SqNPs这种群体感应抑制剂能够有效地根除绿脓杆菌的生物被膜,可以视作一种抗感染的新药物。

Fred在本次项目中收获良多:“陈俊博士的精彩演讲向我们展现了海洋不为人知的一面,激发起我对深海科学的兴趣,我非常期待在这次项目中获取到新知识,更好地学习到相关学科内容。在小组合作的过程中,陈博士给我们分享了一个浙江大学的图书馆账号,帮助我们更方便地查找SCI论文等相关文献资料,我校的周老师在我们后期PPT展示环节同样提供了很多有益的修改建议。感谢老师的指导,让我们呈现出如此好的学术探索成果。我越来越感受到深海前沿科技的有趣,希望在以后能有机会从事此方向的深入研究!”

公俊元(Isabella)同学从专业论文的研习中了解到,来自某些细菌的群体感应抑制剂有治疗癌症的效果。

已经被英国G5高校——伦敦大学学院UCL生物化学专业录取的窦竞萌(Nino)同学不放过在校的点滴学习机会,也参与了本项目。她通过研究一篇来自《The Journal of Infectious Disease》的论文,了解到引起人体过敏性皮炎的δ毒素正是金黄色葡萄球菌由于agr群体感应而产生的。研究人员通过干扰金黄色葡萄球菌的agr群体感应系统可达到治疗过敏性皮炎的目的。

Nino表示:“我本身就对生物化学很感兴趣,大学也选择了相关专业。参加这次项目让我提前见识到SCI数据库的强大,在文献搜索方面也积累了实用且宝贵的经验。在阅读这些专业文献的过程中,我通过谷歌搜索、在YouTube上看讲解视频等方式‘啃’下了这些高深的文献资料,对相关知识有了更专业的了解。这次项目让我了解到群体感应的相关知识,我非常感兴趣,希望在大学的学习中能够对此再进行深入的探究。”
我校科学组长周强老师在主持完线上答辩后感叹:“我校的高中学子在本次项目中挑战了自我,以‘初生牛犊不怕虎’的朝气交出了精彩的答卷:他们学以致用,将自己学习到的科学知识应用到解读文献与完成项目中;他们在剖析顶尖期刊文献时展现的自信,在答辩中展示的冷静沉着,在和大牛导师互动中展露出的‘闪光的思维’,都让老师感觉‘惊呆了’。在本次项目过程中,我们将一以贯之的‘鼓励’的教育理念传达给每一个学生,他们每一个成长的瞬间都激发我们心中满满的成就感。教师的作用即在于此——开启学生的智慧,让他们驶向无边的未来。”
 
彩虹鱼的指导专家亦惊叹于耀华学子的学术潜力:“项目之初,我们希望能够带领学生进行基础的科研探索,知道如何进行文章综述即可,但在项目进展过程中,我们越来越惊叹于他们的潜力——这些自主报名参与的学生通过导师带教、自主探究等方式探索了深海科技最具前沿性的课题。在为期约35天的线上研学期间,同学通过网课导论、论文阅读、资料查询、在线答疑等方式接触了一个全新的领域,了解到专业知识、学会如何查阅文献以及如何对科学问题进行科研写作,并且在项目最后进行了论文及答辩结题,难度堪比本科论文答辩,对于他们来说,时间相当紧张!即使这样,学生在涉及海洋微生物、人工智能、数据挖掘等高深的课题项目中,依然超额地完成了任务,进行了高质量的研究性学习,实现了比本科生跨度还要大的课程跨越!”

结语
专业而清晰的表达与阐述,详尽且精确的分析与探究……这些平均年龄仅有16岁的耀华高中生令人惊艳的学术表现让老师与家长真切感受到来自“奔涌的后浪”的力量:从对该科学领域的一无所知,到变成“少年科学家”对顶尖学术发现进行探究,他们只用了一个多月的时间。更让人瞩目的是,参与本次项目的女生数量是男生的两倍,同学用事实打破了男性更加擅长科技领域的偏见。在导师的引导下,在兴趣与求知的驱动下,他们用自己的努力去探索未知而深奥的知识,不但学会了做研究的思路,了解了如何发现和提炼科学问题,怎样进行文献的查找,更重要的是学会如何自主学习与了解一个全新的领域。
 
“探索真理比占有真理更为可贵”(爱因斯坦)——耀华以此颠覆性的全新科技教育模式,激发学生的探索精神与求知欲,让同学以全身心的热情投入最前沿的深海科技,从而延展自己在海洋科技领域的了解,彰显自己的钻研精神与学术风采,践行着耀华“与科技结盟”的主旨校训。也让我们看到新时代耀华学子的蓬勃朝气与无尽潜力!

耀华上海浦东临港校区招生部

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