由上海市科学技术委员会、上海市教育委员会指导,上海科技馆、上海交通大学共同主办,以“科技改变生活 创新赢得未来”为主题的2026年上海科技馆“科际穿越·科创校长空间站”全国科普月特别活动9月13日在上海科技馆举行,聚焦前沿科技与科学教育的融合,推动高校科研资源、科技馆科普资源与学校教育实践进一步联动。
院士讲解来自大自然的新材料奥秘
上海交通大学材料科学与工程学院讲席教授、中国科学院院士张荻长期从事金属基及构型化复合材料应用基础研究,相关研究成果已应用于我国空间站、嫦娥系列探测器、月球车、火星探测器等国家重大工程和高端装备。此次活动中,他以“向大自然学习,解锁新材料奥秘”为题作主旨报告,从铁甲虫壳、贝壳、蝴蝶翅膀等自然物的结构出发,带领听众认识材料背后的科学,以及人类从自然结构中寻找规律并借助大自然的启示改变材料成分、设计新材料构型,从而不断开发、创造新材料的历程;也向大家介绍了科学家们通过在金属材料中加入碳化硅、碳纤维、石墨烯等材料,使金属变得更强、更韧、更有功能性,从而为航天器减重、使深潜器承压、为迪士尼过山车找到轻量但坚硬耐磨的刹车材料等实例。
“为什么瓷器大家担心会碎,同样重量的贝壳却不会让大家有这样的担心?什么样的人工材料可以模拟出兼具强度和韧性的贝壳的性能?”“为什么运动员穿上表面模仿凹凸不平鲨鱼皮的二代泳衣,游泳的速度反而能比穿表面光滑的传统泳衣更快?这种减阻效率的提高是通过什么原理实现的?”“不同生存环境下的蝴蝶是如何通过与环境相适应的独特鳞片结构来吸收和反射太阳光的,这对人类太阳能电站的建设又有怎样的启发?”……“构型化复合”“遗态复合材料”等材料科学概念,在一个个向自然学习的案例中变得生动可感。
张荻院士介绍,为使合成材料的塑性达到特定要求以提高武器装备和航天器的安全性,科学家们目前已经可以通过AI计算,得出新材料中不同尺寸的不同颗粒分别需要的添加量。“但人不管如何努力,总是无法实现自然界那样精细的结构。”他感慨,“人定胜天常常只是愿望。”
活动现场,上海科技馆副馆长忻歌为张荻院士颁发了“科际穿越·科创校长空间站”首席顾问奖牌,希望未来能进一步发挥院士专家在科学研究、科学传播与科学教育之间的桥梁作用,为上海科技馆展示前沿科技成果、深化科研科普协同壮大专业力量。
“馆长有约”启发“做中学”
在“做中学,让每个孩子成为创新人才”的“馆长有约”主题对话中,张荻院士与全国政协委员、上海科技馆馆长倪闽景从科研与科普的不同角度展开交流,探讨如何将科学探究融入青少年学习过程,让孩子们在发现问题、提出问题、动手实践和持续探索中形成创新意识与实践能力。现场体验了倪闽景馆长递上的“不湿沙”之后,在孩子们诧异的表情中,张荻院士顺势为大家讲解了荷叶的疏水性原理;当张荻院士提到“虽然人类至今还未弄清楚蚊子嘴的管道结构,科学家已通过将蚊子嘴接到3D打印的墨盒上,打印出了目前世界上最精细的结构,而且这种打印头永远不会堵塞”时,倪馆长则不失时机地鼓励孩子们:“为什么蚊子嘴这么细,打印材料却不会堵在其中?到底是材料的原因,还是结构的原因?如果你们能找到原因、作出解释,那也是重大的发现。所以有的时候哪怕原理还不明白,先做了再说,然后慢慢地去寻找答案。”
让“做中学”真正落地,需要更加丰富的科学教育资源和更加多元的实践力量。近年来,上海科技馆与上海交通大学发挥各自优势,在馆校合作、资源共享、学术共研、人才共育等方面持续深化合作,取得了卓越成效。为进一步提升合作的影响力和覆盖面,双方在活动现场成立了“骨干教师科普团”,通过汇聚高校与场馆的科学家代表、科技辅导员代表,借助科普援疆援青等形式,推动双方优质科研科普资源向西部延伸,共同助力全民科学素养提升。上海交通大学学术发展与成果处处长陆琪、副处长丁蕾,以及上海科技馆科学传播中心兼自博馆展教中心主任宋娴、上海科技馆展教中心副主任刘哲共同为科普团成员颁发了聘书。
活动尾声处,上海科技馆响应教育部《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》精神要求,联合上海市教委、上海交通大学、浦东新区科协共同发布了上海市校外教育“做中学”倡议,聚焦“做中学”这一科学教育创新的重要方向,携手中小学、高校、科研院所和社会组织共同为青少年创造更多实践性、探究性的学习机会,让科学教育从“听科学”走向“做科学”。
上海科技馆还在活动当天联合上海交通大学推出了“科创集市”,通过四旋翼无人机、核电池、光影粒子实验、AI感知与交互装置等科创成果展示和互动体验,让公众内近距离感受人工智能、先进制造、新材料等前沿科技与创新。
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