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[追踪]青少年高校科学营特色活动——海洋科学专题营:探秘海洋

文_王 敏/中国科学院海洋研究所

2022-09/总第318期

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2021年7月14—15日,青少年高校科学营海洋科学专题营100名营员走进中国科学院海洋研究所重点实验室,围绕海洋生物、海洋生态、海洋地质、物理海洋等研究方向,分组开展“探秘海洋”探究活动。根据营员的知识水平和兴趣爱好,专题营设置了10个海洋科学研究课题,每10名营员为1组,在中国科学院海洋研究所一线科研人员的带领下完成课题立项、开题答辩、样品采集、实验操作、报告撰写和结题答辩,让营员零距离接触海洋,亲身参与实验,激发营员探索海洋科学的兴趣,提升营员独立思考和创新实践的能力,为国家海洋科技发展培养后备人才。

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活动特色

该探究活动依托中国科学院重点实验室,充分发挥中国科学院海洋研究所多学科交叉和专业人才优势,在活动设计上突出了海洋科学研究特色。由一线科研人员带领营员全方位体验科研人员的日常工作,在动手实践和实验探索的基础上学习科学、了解海洋,在探索中感受海洋科技魅力,在实践中体验科学研究的乐趣。


活动内容

“探秘海洋”探究活动分别设置了线下和线上科研实践活动,为营员开展形式多样、内涵丰富的科技创新活动。

线下科研实践

线下活动设置了10个海洋科学研究课题,分别为“降解塑料海洋微生物的筛选”“小头虫的附着变态观察”“抗氧化活性和藻类色素提取”“无人机遥感技术和深度学习实现海岸带管理实战”“匍枝马尾藻基因组的提取”“海洋药物昆布多糖分子量测定及其制剂的制备”“浮游植物对夜光藻摄食的影响”“WRF与ROMS模式的简单介绍与运行”“海水基础理化性质的测定与分析”和“深海冷泉区环境特征及生物多样性”,涉及海洋科学中的多个研究方向。所有实验方案均经过相关研究领域专家论证,保证了科学性。

营员在一线科研人员带领下,在为期2天的时间里完成课题立项、开题答辩、样品采集、实验操作、报告撰写、结题答辩全过程。由于课题实验需要,部分营员到海边进行实地采样,从采集到的样本中选取了鼠尾藻、裙带菜、石莼等藻类制作成切片样本,并用显微镜进行观察。其他小组也在指导教师带领下,从海洋生物观察、海洋药物分析和海洋地质勘探、海水理化分析和海洋模式探索等多个方面有序展开课题研究。

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线上科研实践

线上活动设计了5个科研实践课题,分别为“牡蛎解剖和繁育研究”“利用显微镜和解剖镜认识和探索海洋浮游生物”“认知海藻”“海洋底栖动物野外调查和生活史特征观察”和“腐蚀防护新材料制备及性能测试”。

在牡蛎解剖和繁育研究课题中,科研人员现场进行牡蛎活体解剖实验,向营员介绍了牡蛎的结构,并利用解剖获得的牡蛎卵子、精子,向营员展示了牡蛎人工授精过程,最后带领学员在显微镜下观察不同发育时期的牡蛎胚胎。

在利用显微镜和解剖镜认识和探索海洋浮游生物课题中,科研人员介绍了海洋浮游生物的概念、主要组成及其在海洋生态系统中的功能、作用和地位;讲解了显微镜和解剖镜的结构组成、基本操作及在浮游生物监测研究中的应用;介绍了温带与极地浮游生物组成的差异,以及南北极科学考察相关知识。

在认知海藻课题中,科研人员用实验室培养的龙须菜和采集到的海上漂浮浒苔,为学员演示了光合放氧实验,介绍了龙须菜光合作用的主要捕光色素藻胆蛋白,并通过层析柱演示了纯化实验;介绍了从海藻中提取的多糖,来自褐藻中的褐藻胶、红藻中的卡拉胶和琼脂,通过现场演示红藻多糖的抗氧化实验,利用直观的颜色变化,让营员观察海藻多糖清除自由基的神奇效果;同时,还利用褐藻酸钠现场制作展示了具有抗氧化活性的面膜。

在海洋底栖动物野外调查和生活史特征观察课题中,科研人员介绍了多姿多彩的大型海洋生物、有趣的海洋底栖生物和海蚯蚓多毛类,展示了野外采集的小头虫、中磷虫和多鳞虫等底栖动物样本。以小头虫为例,介绍了海洋底栖动物的实验室养殖过程、生活史、发育过程和典型特点,以及小头虫的附着变态发育和再生过程等典型性状,同时以实验室研究为例,介绍了小头虫眼睛性状的基因编辑研究。

在海洋抑菌防污新材料制备及性能测试课题中,科研人员通过实验培养并纯化海洋中常见的菌种,制备防污样板,采用电化学防污手段及新型防污涂层,对样板进行处理并观察其抑菌性能。通过实验及介绍,向营员展示了海洋腐蚀原理、腐蚀防护原理及腐蚀防护新技术。

营员纷纷表示,“探秘海洋”探究活动在较短的时间内让他们体验到了专业海洋科学研究的全过程,不仅学习到了科学知识,还培养了他们在课堂上学不到的独立研究问题的能力。时间虽短,但受益匪浅。


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