从课堂到实践：上海诺美科学展呈现120+前沿项目，让创意与科学共舞!

　　从课堂到实践：诺美科学展呈现120+前沿项目，让创意与科学共舞!

　　近日，上海诺美学校开展了2024-2025学年科学活动。在一学期的科学课程学习基础上，全校各年级学生以团队合作形式积极参与，共呈现了超过120项涵盖物理、化学、生物、数学、天文、编程、机器人及3D打印等多元学科领域的科研成果。参展学生通过精心制作的全英文展示板，系统地向观众阐述了各自的研究课题、实验过程以及最终研究成果。

　　本次科学展以小组合作的形式进行。参与者需自主选择感兴趣的科学课题，在科学老师的指导下完成从理论探究到实践验证的全过程。在项目推进中，学生系统掌握了建立科学模型、检索文献资料、设计实验方案等核心科研技能。通过团队协作完成课题研究，最终以学术展示的形式呈现研究成果，显著提升了学生的科学探究能力、团队协作能力及学术表达能力。

　　科学展不仅是学术能力的试炼场，更是展示个人特长的舞台。学生需通过海报、演示或实验报告等形式呈现研究成果，这一过程将显著提升他们的逻辑表达与可视化设计能力。此外，团队合作中的分工协调、问题解决和沟通反馈，都是课堂难以复制的实践体验。

　　研究成果：

　　《Genomicon》是一款创新互动游戏，旨在让遗传学学习--尤其是旁氏表和基因型之间的逻辑变得生动有趣。通过模拟遗传规律和基因编辑过程，玩家可以在动态实践中探索基因组合的奥秘。游戏设计包含三个关卡，每关聚焦一个核心遗传学概念，采用挑战式学习模式并实时评估学习效果，既能追踪玩家进度又可生成最终反馈。初期用户测试显示，不同学习者各有所好：有些玩家偏好视觉逻辑推演，另一些则更擅长通过试错来掌握知识。这些宝贵反馈帮助我优化了游戏设计，使之能同时满足直觉型和分析型学习者的需求。假如未来继续改进此游戏，我设想引入基因突变模拟模块，并添加现实案例库，进一步提升课堂教学适用性。

　　研究成果：

　　我们的项目旨在研究声波频率如何影响由振动表面形成的沙和水的图案。实验中，我们控制了声波的幅度、容器的类型以及沙和水的量，同时变化声波的频率。通过在金属盘子上添加沙和水，并使用扬声器产生不同频率的声波，我们观察到声波频率对沙或水图案有显著影响。实验结果表明，更高的声波频率会产生更复杂、更小规模的图案，而较低的频率则产生较大、较简单的图案。声波振动直接影响粒子的排列，这一发现为理解声波与物质相互作用提供了新的视角。未来的研究可以探索不同材料或表面对声波频率响应的差异。

　　研究成果：

　　水果电池作为一种将化学能转化为电能的有趣装置，近年来吸引了众多研究者的目光。研究表明，水果电池的发电性能受多种因素影响。水果种类是关键因素之一，在相同电极条件下，对柠檬、苹果、梨、橙子测定显示，发电电流大小排序为柠檬>橙子>苹果>梨，这与水果的电导率排序一致，说明离子浓度越高越利于传导电流，但与电势关系不大。电极方面，电极片插入水果深度越深、面积越大，输出电流越大;两金属片间距在2cm左右时发电能力较强。为提升水果电池性能，可从多方面改进。在材料上，探索更优电极材料与结构;使用催化剂加速电化学反应;用高导电性电解液替代果汁。水果电池在低功率电子设备和环境监测领域有潜在应用前景，但目前存在能源密度低、寿命短等局限，后续仍需深入研究与改进 。

　　研究成果：

　　我们的项目目标是探究不同的声波对火焰高度和形状的影响。根据科学家迈克尔·法拉第提出的关于声波频率的增加会导致火焰跳动频率呈线性增长关系这一假设，我们采用了拥有不同声波频率的音乐进行了多次实验。在多次实验后我们得出如下结论：当采用慢节奏和较为舒缓的音乐时火焰的跳动频率也会较为缓慢，而当采用频率紧凑的摇滚类音乐的时候火焰的起伏频率会随之变快，火焰也会变得更大。

　　我们的实验基本符合了我们的猜想，但是在实验器材和变量的把握上仍需要精进。这些方面在调整过后都可以为下一次的实验提供更好的基础，让我们更加精准地捕获到数据和信息。

　　研究成果：

　　我们的项目是利用python制作一个神经网络模型来预测医疗行业公司的股票价格。我们使用了一系列神经网络模型，并根据以前的数据分析股票。这意味着我们不会考虑任何其他因素，例如新闻、财报等。我们使用了三家医疗公司(鱼跃医疗、通策医疗、万泰生物)的股票数据来测试我们的模型，并在多次试验后，最终得出将LSTM+CNN+残差连接这三种算法结合预测涨跌幅，得出的结果平均误差值降低到1个百分比以内，R²指数(评估模型的指数)接近满分，意味着模型较为理想。

　　研究成果：

　　我们项目的主题是通过控制变量法探究温度对渗透速率的作用机制。我们的实验结果表明：在20-35℃范围内，渗透速率随温度升高呈指数增长，符合Q10定律，35℃时达到峰值;另外，超过40℃后，因膜蛋白变性导致速率显著下降。同时我们研究发现，温度会通过改变溶质溶解度间接影响渗透势。

　　这些发现为优化农业灌溉(推荐25-30℃温水)和生物样本保存(建议4℃冷藏)提供了理论依据。后续我们期望继续研究不同溶质类型下的温度效应差异。

　　研究成果：

　　我们的项目目标是探究不同天然物质对霉菌生长抑制的不同效果。我们预测，大蒜、丁香精油和黑曲霉对霉菌有较为明显的抑制作用。丁香精油含有丁香酚，能破坏霉菌结构同时抑制其能量代谢和孢子萌发。大蒜中的蒜素能破坏其细胞膜完整性干扰酶功能。青霉素通过抑制霉菌细胞壁合成中的转肽酶，导致细胞壁缺陷。我们通过将霉菌菌液与天然物质混合并放在培养皿中常温培养5天，得出了以下结论：抑菌效果--蒜>丁香精油>蜂蜜>姜>肉桂>椰子油(对照组黑曲霉和青霉素不计入结论)。

　　我们的实验基本符合预测结果，不过针对青霉素的结果有所误差。大蒜的抑菌效果最为明显，相较于其他物质，黑曲霉只占培养皿的1%。黑曲霉对于霉菌的抑制作用有限，大概是因为真菌细胞壁主要成分为几丁质而非肽聚糖。下次实验，我们可以具体研究蒜素杀菌的实际应用。

　　研究成果：

　　大象牙膏实验的核心原理是过氧化氢(H₂O₂)在催化剂(KI)的作用下迅速分解，产生大量氧气：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑，实验中加入的发泡剂洗洁精可以使产生的氧气形成丰富的泡沫，这些泡沫迅速膨胀并从容量瓶中喷涌而出，形成类似大象牙膏的壮观景象。

　　实验过程中我们发现：过氧化氢在催化剂的作用下，其分解速率大大加快，催化剂降低了反应的活化能;氧气气泡的产生是由于反应过程中释放的能量，使溶液中的气体迅速膨胀。随着氧气的不断生成，气泡逐渐增多并聚集，形成了“大象牙膏”泡沫;洗洁精的作用是降低液体的表面张力，使氧气气泡能够稳定地存在并形成丰富的泡沫，同时，洗洁精的成分也有助于泡沫的稳定和持久;过氧化氢浓度：过氧化氢浓度越高，反应速率越快，生成的氧气量也越大，泡沫更加丰富;温度：温度对反应速率有显著影响，适当提高温度可加快反应速率;容器形状和大小：容器形状和大小会影响泡沫的生成和扩散。较宽的容器有利于泡沫的扩散和观察，而较窄的容器则可能导致泡沫堵塞或喷溅。

　　课堂是知识的起点，而科学展则将学习延伸到更广阔的天地。真正的教育不只发生在教室中，更需要学生主动参与、亲身实践，将所学化为所用。120多个研究项目和精心设计的展板，凝聚着同学们勤奋钻研的汗水，也展现了他们对科学探索的热忱。愿大家始终保持好奇之心，在追求科学真理的道路上，不断发现生活中的美好与惊喜。