“零下 50 度的极寒里,清洁能源设备如何正常运转?‘手撕钢’到底有多薄,真的能用手撕开?” 带着一连串好奇,11月13日下午,太原市第三十七中东山校区百余名初三学子走进太原理工大学“高校星火馆”,在极地环境清洁能源实验室、先进金属复合材料成型技术与装备教育部工程研究中心、地球科学馆等多个科普基地,开启了一场沉浸式研学之旅。指尖触摸科研设备,耳畔聆听专家讲解,书本上的物理公式、地理原理、化学现象在实验室里化为可触摸、可感知的科学实践。
邂逅-50度“南极风雪”
“哇!好冷!好大的风!” 刚踏入极地环境清洁能源实验室,呼啸的 “寒风” 与模拟的 “飘雪” 就引来学生们阵阵惊叹。作为国内首个实现极地极端环境大空间尺度物理模拟的实验室,太原理工大学极地环境清洁能源实验室2000 平方米的空间中,3000 立方米核心实验区借助低温强风装置将温度降至零下 50 度,60 米每秒的强风裹挟着雪花,精准复现极地暴风雪中风向旋动、地吹雪的复杂场景;另一侧的低温负压舱内,零下 100 度的极寒与 0.5 个大气压的低压环境,则模拟着南极内陆科考站的极端工况。
“大家看到的极光,其实和高中化学里的电离知识相关;南极的酷寒,背后是大西洋环流与地理纬度的共同作用。” 太原理工大学青年博士教师王煜尘结合模拟场景,将课本知识与极地探索实践紧密结合。学生们围在风 - 光 - 氢 - 储 - 柴 - 荷综合能源微网模型前,认真聆听王煜尘的讲解:“这套系统能模拟南极极端条件下的能源供给,氢能源的制储、风光发电的抗寒设计,都是为了解决科考站的能源难题,这也是国家‘双碳’战略在极地探索中的具体实践。”初三三班学生王渝程走出实验室后激动道:“太震撼啦!原来地理课本里的南极环流,真的能影响能源设备设计!”
太原理工大学青年博士教师田兴涛告诉记者,该实验室不仅具备 10 类极地环境条件的模拟能力,还实现了从器件级到装备级的多场耦合实验跨越,“面向中小学生开展科普,就是希望让他们知道,中国的极地考察不仅彰显综合国力,更承载着人类命运共同体的责任。而这些探索背后,正是他们现在所学的知识在发挥作用。”田兴涛介绍。在这样的沉浸式体验中,学生们直观感受着科研与课本的紧密联系,对他们而言,这种 “从现实反哺课堂” 的学习方式,比单纯说教更能激发学习动力。
触摸“手撕钢”与机械温度
在先进金属复合材料成型技术与装备教育部工程研究中心,一台台精密仪器吸引了同学们的目光。“这台是万能实验机,可以测试材料的承载极限;那台是落锤实验机,能模拟高铁、飞机在高速运动中遇到的冲击,评估材料的抗冲击性能,甚至能为防弹衣研发提供前期测试数据。”太原理工大学机械学院老师杨敬德向学生们展示材料科学的奥秘。
最让学生们着迷的,是实验室里展示的“手撕钢”。“我们现在可以将不锈钢轧制到10微米的级别,这相当于头发丝直径的十分之一。”杨敬德对比了延展性好的铝和硬度高的不锈钢,“将坚硬的不锈钢做到如此之薄,是极其困难的工艺挑战。如果工艺不成熟,材料在变薄过程中就会像脆饼一样碎裂。”同学们围在展柜前,仔细观察着那些材料样本,真切体会到 “工匠精神” 在科技创新中的分量。
与此同时,王涛特种机器人创新工作室则向同学们展示了机械的力与美。从用于矿山、隧道的重型特种机械,到灵活敏捷的仿生四足机器人、人形机器人,“这些机器人的核心部件,都需要经过严格的材料测试和结构设计。” 工作室研究生陈阳介绍,团队聚焦特种机械研发,从工业重载装备到仿生机器人,每一项成果都离不开对材料性能的极致追求。这些“钢铁巨人”和“智能生命”,让同学们看到了机械工程从宏观重工到智能前沿的广阔光谱。
在亿万年化石里寻根探源
“这块是三叶虫化石,形成于 5 亿多年前的寒武纪;这组矿物标本,能帮助我们了解地球的物质组成……” 在太原理工大学地球科学馆,志愿队负责人樊晨的生动讲解,仿佛带领学生们穿越时空,开启了一场地球演化之旅。展厅内,地质地貌构造模型、古生物化石、矿物岩石标本琳琅满目,与之前实验室的“高精尖”风格不同,这里更注重互动与体验。同学们不仅可以观看,还可以亲手触摸,甚至在专门的小展柜前,动手进行矿物硬度的刻划实验,以最直接的方式感受物质的物理特性。
“地球科学馆主要致力于中小学生的科普教育,目的就是激发他们对于地球科学和地质学的热爱,培育他们的科研兴趣和钻研精神。”樊晨介绍。对于刚刚经历过极地环境震撼和精密机械洗礼的同学们而言,地球科学馆像一块坚实的基石,让他们理解到,无论是探索遥远的南极,还是研发新型材料与机械,都离不开脚下这片土地所蕴藏的资源和亿万年来地质运动所塑造的环境。
对于此次活动,太原三十七中东山校区副校长温建宏表示:“我们学校非常重视科技教育,成立了近40个科技社团,秉持‘科技从小做起,从娃娃抓起’的理念。这次走进大学,亲身感受实验室氛围,不仅是开阔眼界,更是一次思想境界的提升。尤其是对初三学生来说,他们看到了高科技背后的奋斗故事,也树立了向科研人才看齐、为祖国建设添砖加瓦的志向。”
在“高校星火馆”项目负责人程丽娟看来,高校作为科技创新和人才培养的重要阵地,有责任和义务向青少年普及科学知识、传播科学精神。“希望这次研学能在孩子们心中播下科学的种子,激励他们勤奋学习、勇于探索,未来无论是投身科研事业,还是在其他领域发光发热,都能带着这份好奇心和责任感,为国家发展、民族复兴贡献力量。”程丽娟表示。
(薛梓桐)
“零下 50 度的极寒里,清洁能源设备如何正常运转?‘手撕钢’到底有多薄,真的能用手撕开?” 带着一连串好奇,11月13日下午,太原市第三十七中东山校区百余名初三学子走进太原理工大学“高校星火馆”,在极地环境清洁能源实验室、先进金属复合材料成型技术与装备教育部工程研究中心、地球科学馆等多个科普基地,开启了一场沉浸式研学之旅。指尖触摸科研设备,耳畔聆听专家讲解,书本上的物理公式、地理原理、化学现象在实验室里化为可触摸、可感知的科学实践。
邂逅-50度“南极风雪”
“哇!好冷!好大的风!” 刚踏入极地环境清洁能源实验室,呼啸的 “寒风” 与模拟的 “飘雪” 就引来学生们阵阵惊叹。作为国内首个实现极地极端环境大空间尺度物理模拟的实验室,太原理工大学极地环境清洁能源实验室2000 平方米的空间中,3000 立方米核心实验区借助低温强风装置将温度降至零下 50 度,60 米每秒的强风裹挟着雪花,精准复现极地暴风雪中风向旋动、地吹雪的复杂场景;另一侧的低温负压舱内,零下 100 度的极寒与 0.5 个大气压的低压环境,则模拟着南极内陆科考站的极端工况。
“大家看到的极光,其实和高中化学里的电离知识相关;南极的酷寒,背后是大西洋环流与地理纬度的共同作用。” 太原理工大学青年博士教师王煜尘结合模拟场景,将课本知识与极地探索实践紧密结合。学生们围在风 - 光 - 氢 - 储 - 柴 - 荷综合能源微网模型前,认真聆听王煜尘的讲解:“这套系统能模拟南极极端条件下的能源供给,氢能源的制储、风光发电的抗寒设计,都是为了解决科考站的能源难题,这也是国家‘双碳’战略在极地探索中的具体实践。”初三三班学生王渝程走出实验室后激动道:“太震撼啦!原来地理课本里的南极环流,真的能影响能源设备设计!”
太原理工大学青年博士教师田兴涛告诉记者,该实验室不仅具备 10 类极地环境条件的模拟能力,还实现了从器件级到装备级的多场耦合实验跨越,“面向中小学生开展科普,就是希望让他们知道,中国的极地考察不仅彰显综合国力,更承载着人类命运共同体的责任。而这些探索背后,正是他们现在所学的知识在发挥作用。”田兴涛介绍。在这样的沉浸式体验中,学生们直观感受着科研与课本的紧密联系,对他们而言,这种 “从现实反哺课堂” 的学习方式,比单纯说教更能激发学习动力。
触摸“手撕钢”与机械温度
在先进金属复合材料成型技术与装备教育部工程研究中心,一台台精密仪器吸引了同学们的目光。“这台是万能实验机,可以测试材料的承载极限;那台是落锤实验机,能模拟高铁、飞机在高速运动中遇到的冲击,评估材料的抗冲击性能,甚至能为防弹衣研发提供前期测试数据。”太原理工大学机械学院老师杨敬德向学生们展示材料科学的奥秘。
最让学生们着迷的,是实验室里展示的“手撕钢”。“我们现在可以将不锈钢轧制到10微米的级别,这相当于头发丝直径的十分之一。”杨敬德对比了延展性好的铝和硬度高的不锈钢,“将坚硬的不锈钢做到如此之薄,是极其困难的工艺挑战。如果工艺不成熟,材料在变薄过程中就会像脆饼一样碎裂。”同学们围在展柜前,仔细观察着那些材料样本,真切体会到 “工匠精神” 在科技创新中的分量。
与此同时,王涛特种机器人创新工作室则向同学们展示了机械的力与美。从用于矿山、隧道的重型特种机械,到灵活敏捷的仿生四足机器人、人形机器人,“这些机器人的核心部件,都需要经过严格的材料测试和结构设计。” 工作室研究生陈阳介绍,团队聚焦特种机械研发,从工业重载装备到仿生机器人,每一项成果都离不开对材料性能的极致追求。这些“钢铁巨人”和“智能生命”,让同学们看到了机械工程从宏观重工到智能前沿的广阔光谱。
在亿万年化石里寻根探源
“这块是三叶虫化石,形成于 5 亿多年前的寒武纪;这组矿物标本,能帮助我们了解地球的物质组成……” 在太原理工大学地球科学馆,志愿队负责人樊晨的生动讲解,仿佛带领学生们穿越时空,开启了一场地球演化之旅。展厅内,地质地貌构造模型、古生物化石、矿物岩石标本琳琅满目,与之前实验室的“高精尖”风格不同,这里更注重互动与体验。同学们不仅可以观看,还可以亲手触摸,甚至在专门的小展柜前,动手进行矿物硬度的刻划实验,以最直接的方式感受物质的物理特性。
“地球科学馆主要致力于中小学生的科普教育,目的就是激发他们对于地球科学和地质学的热爱,培育他们的科研兴趣和钻研精神。”樊晨介绍。对于刚刚经历过极地环境震撼和精密机械洗礼的同学们而言,地球科学馆像一块坚实的基石,让他们理解到,无论是探索遥远的南极,还是研发新型材料与机械,都离不开脚下这片土地所蕴藏的资源和亿万年来地质运动所塑造的环境。
对于此次活动,太原三十七中东山校区副校长温建宏表示:“我们学校非常重视科技教育,成立了近40个科技社团,秉持‘科技从小做起,从娃娃抓起’的理念。这次走进大学,亲身感受实验室氛围,不仅是开阔眼界,更是一次思想境界的提升。尤其是对初三学生来说,他们看到了高科技背后的奋斗故事,也树立了向科研人才看齐、为祖国建设添砖加瓦的志向。”
在“高校星火馆”项目负责人程丽娟看来,高校作为科技创新和人才培养的重要阵地,有责任和义务向青少年普及科学知识、传播科学精神。“希望这次研学能在孩子们心中播下科学的种子,激励他们勤奋学习、勇于探索,未来无论是投身科研事业,还是在其他领域发光发热,都能带着这份好奇心和责任感,为国家发展、民族复兴贡献力量。”程丽娟表示。
(薛梓桐)