资讯 | 深耕实验探奥秘,笃行创新向远方——2026年复兴·复旦寒假实验课程冬令营圆满结束(上)

发布者:系统管理员发布时间:2026-02-15浏览次数:10

2月2日至2月7日,复旦大学附属复兴中学高一立达学部共76名同学组成四支实验实践队伍,分别奔赴材料学、微电子科学、生命科学、化学四大赛道,正式开启2026年复兴·复旦寒假实验课程冬令营之旅。本次冬令营实验课程兼具理论深度与实践价值,为同学们搭建起走近前沿学科、感受科研魅力的优质平台。四大项目各有侧重、互为补充,在沉浸式学习与实操体验中,有效培养同学们求真务实的探索精神与团队协作能力。接下来,就让我们一同聆听同学们和带队老师的所思所感吧!

以行践知,材启新篇之材料科学篇:

雪融春信至,万物竞新生。在这冬日的末尾,新的成长即将开始,我们怀着期待与好奇,走进复旦大学材料一楼的实验室。在蒋益明教授、陈萌副教授等老师的耐心指导下,我们开启了一段充实深刻的探索之旅。从纳米材料的微观世界到3D打印等前沿技术,从绿色化学的环保实践到光谱分析的精准洞察,我们亲手操作、认真观察、仔细记录,在实践中收获知识,在体验中不断成长。

复旦大学附属复兴中学校长薛磊教授深入实验室,现场视察实验室准备工作,强调安全是实验操作过程中的前提和底线,要严格规范操作流程,强化安全意识。他勉励复兴学子勇于探索,勤于实践,在科学探究中增长才干,在求知路上突破自我,努力成长为兼具科学素养与创新精神的新时代青年。

2月2日上午,我们进行了非牛顿流体的制备及其特性探究,我们亲手制备了“遇强则刚、遇弱则缓”的非牛顿流体。这种剪切增稠的特性,让我们直观地理解了其在工程防护、食品工业以及医药等领域的广泛应用,更促进了我们对材料科学和流体力学的理解。下午,我们用柠檬酸钠作为还原剂和稳定剂,制备了纳米金胶体,亲眼见证了溶液从无色透明逐渐变为黑色,再逐渐变为红色、粉色等绚丽色彩的过程。当激光笔穿过金纳米颗粒溶液时,清晰的光路显现,使我们更加直观地感受到胶体的本质。

2月3日上午,为了探究塑料薄膜中隐藏的“指纹”,我们利用光谱技术破解物质的身份密码。通过红外光谱仪,我们检测到了化学键的奇妙舞步;而紫外-可见光谱则帮助我们比较了不同茶水中茶多酚的浓度,理解了朗伯-比尔定律。这些技术在食品安全、环境检测等领域的广泛应用,使我们感受到了分析化学的强大力量。下午,我们聚焦于未来储能应用的重要候选者——水系锌-锰电池。我们亲手组装了以锌为负极、二氧化锰为正极,电解质为弱酸性水溶液的二次电池。这个实验不仅让我们认识到这种原材料丰富、成本低廉、安全环保的电池技术,更帮助我们突破了“一次电池不可逆”的思维定式,激发了我们探索新能源化学材料与器件的科学兴趣,为未来投身科技创新奠定坚实基础。

2月4日上午,我们进行了光催化降解实验,见证了阳光魔法的神奇。我们用二氧化钛和氯氧化铋作为光催化剂,在氙灯的照射下,成功将紫红色的罗丹明B溶液降解为无色透明的溶液。此实验帮助我们探究了光催化性能的影响因素,生动地展示了光催化技术在环境修复、水处理中的应用,让我们深刻理解了绿色化学的科学理念。下午,我们通过3D打印技术体验了从虚拟到现实的创造过程。我们使用Blender软件进行3D建模,将各种晶胞转化为数字模型,再通过3D打印机,使它们成为触手可及的实体。此实验让我们深刻体会到了增材制造技术在工业设计、生物医学、航天航空等领域的广泛应用。

此次实验课程虽然短暂,但我们都收获颇丰。通过此次活动,我们不仅学到了丰富的专业知识,提升了动手能力,更培养了我们严谨求真的科学探究精神,每一个操作、每一次观察、每一组数据,都让我们对书上的知识有了更直观、更深刻的理解。在未来的学习中,我们也会带着今天的收获继续努力,勇于探索、不断进取,用实践点亮梦想,成就更好的自己。

三日初探“芯”世界之微电子科学篇:

2月2日至4日,复旦大学附属复兴中学高一学子们走出高中校园,踏入复旦大学实验室,完成了一次别开生面的“微电子学习课”初体验。在这场由复旦大学教务处与相辉学堂精心组织的研学活动中,同学们从理论到实践,亲手触摸了信息时代的基石——芯片与嵌入式系统的脉搏,完成了一场从数字世界到物理现实的深刻对话。

课程刚开始,一幅完整的计算机系统层次图在我们面前展开。吴晓峰副教授引导大家以“自底向上”的视角,系统穿越了从“电路设计-数字逻辑-数据通路-中央处理器-存储器-固件-编译器-操作系统-应用”的完整技术栈。这让同学们首次理解了智能手机每一次流畅的滑动、智能家居每一条精准的指令,其最底层都始于硅晶片上的微小晶体管与严密逻辑。

指令集架构(ISA)——这颗“芯片的灵魂”,成为讨论的焦点。通过对MIPS、RISC-V等精简指令集(RISC)与x86复杂指令集(CISC)的对比分析,我们不仅学到了技术分类,更在“为何选择从MIPS学起而非更常见的ARM?”的思辨中,领悟到掌握核心、自主可控的底层原理对于技术创新的重要性。


课程并未止步于硬件,下午我们深入学习了信号处理的基石:采样与量化。通过分析一幅正弦波如何被离散化为仅由0和1组成的数字序列,他们直观感受到了“奈奎斯特采样定理”的伟大——正是哈里·奈奎斯特等先驱的工作,奠定了将连续现实世界映射为可计算、可存储的数字信息的理论根基。不同量化位数对图像精度的影响演示,让“比特深度”、“数字精度”这些抽象概念变得触手可及。

理论迅速转化为实践,在夯实了C语言的数据类型、运算符、控制语句等核心语法后,抽象的指针、内存地址概念,化为了屏幕上驱动硬件的一行行代码。课程的核心载体是一块集成了W2主控芯片的PCB实验板。面对密密麻麻的GPIO(通用输入输出)、UART(串口)、ADC(模数转换器)引脚,同学们在教授指导下,学习如何通过“软件定义硬件”,将物理管脚配置为所需功能。

最激动人心的时刻莫过于第一次“烧录”程序。当同学们亲手编写的“Hello World!”程序通过UART串口,从电脑传输至开发板,并最终在终端屏幕上清晰显现时,一种跨越软硬件鸿沟的成就感油然而生。随后的“回声”(Echo)实验、数字运算实验,则让我们初步掌握了嵌入式系统中最基本的人机交互与数据处理流程。

短短三日,我们沿着“初识SoC与串行通讯”、“C语言实践与基础外设控制”、“信号转换与中断系统”的清晰路径,完成了一次浓缩而完整的嵌入式开发入门。从理解模拟信号的数字化(ADC),到利用PWM(脉宽调制)技术智能调节LED亮度,我们初步搭建了“感知-计算-控制”的闭环思维。

“存储是计算的核心”、“C语言是底层核心工具,没有之一”——吴晓峰副教授的箴言犹在耳畔。这次研学,与其说是一次课程,不如说是一把钥匙,为复兴中学的学子们打开了微电子与嵌入式系统这座宏伟殿堂的一扇门。芯片虽小,足以承载万物互联的梦想;三日虽短,已然播下求索创新的种子。从复兴中学校园到复旦大学实验室,这段旅程,预示着未来无限可能。


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