花三小时寻微陨石却一无所获?学会面对失败是科学探究重要一课
文汇网 张鹏 2024-08-16 13:03:40
学生们观测陨石内部的成分
从房顶上扫下来的一堆灰尘中可能存在微陨石吗?借助体视显微镜,花费三个多小时精挑细选的数十颗微小颗粒中,竟然没有一颗是真正的陨石……这几天,上海市回民中学高中生马悠逸和队友在中国科学院上海天文台天文学实践工作站上海天文馆实践点参与《微陨石探究》课题。其中寻找微陨石的经历,让他体验了科研中的“白费功夫环节”。“失败是科学探究的常态,学会面对失败是对我最好的启示。”说起这段经历,马悠逸的表情既好笑又有点若有所思。
这个暑假,20位来自上海各个学校的高中生与上海首个陨石实验室“亲密接触”。在上海天文馆和中国科学院紫金山天文台专家们的指导下,他们不仅学会如何辨别陨石,还能通过制作陨石标本检测陨石的矿物成分,从而判断陨石的基本类型。
“高冷又神秘”的天文学其实“平易近人”
孙韵芸是上海市浦东新区上南中学的高中生,也是该校天文社团的一员。参加这次天文学科学实践工作站,孙韵芸还肩负着学校天文社社长交给她的任务——开学给高一新生讲天文学的奥秘。在课题探究中,孙韵芸问题不断:“彗星和陨石有什么区别?陨石分为哪些类型,内部结构有什么不同?除太阳外,土星、木星等星球的运转对我们的生活有什么影响?……”一连串的问题,让此次课题指导教师、中国科学院紫金山天文台副研究员王英欣喜不已:“没想到,上海的高中生对天文学的兴趣如此浓厚。”
经历三天在上海天文馆的学习和体验,孙韵芸“收获”了两个没想到。一是没想到陨石可以如此美丽。偏光显微镜下的陨石,因为内部矿物成分各异,在光下折射出多彩的颜色,令人着迷。上海科技馆天文研究中心主任林清介绍说,这些美丽的图案甚至可以做成天文馆的文创产品。
第二个没想到,是改变了孙韵芸对于天文学的认知。过去,她跟着社团老师观测星空、观看流星雨等,好奇心大于科学探究,总觉得天文学“高冷又神秘”。这次参与陨石课题,她才知道陨石有这么多种成分和类型,不同类型的陨石内部结构各异。更重要的是,陨石对人们日常生活也有不小的影响,其中隐藏着地球生命的起源和宇宙运行的秘密。“原来天文学没有我想象中那样高不可攀,其实也很平易近人。”孙韵芸表示,未来可能会选择天文学作为自己的专业方向。
课题导师指导学生打磨微陨石标本
科学精神意味着接受失败和寂寞
参与此次天文学课题实践的高中生们,不约而同地对在显微镜下寻找微陨石的过程印象深刻。
上海市浦东实验学校高二学生陈韵仪回忆说,三个多小时的时间里,她和队友也只寻找到两颗疑似陨石的微小颗粒。“我们需要用类似牙签的设备,将其头部附着酒精,在体视显微镜头下逐一筛选和寻找。有时好不容易发现一个类似的颗粒,手稍微抖了一下,颗粒就不知道跑哪里去了。”陈韵仪苦笑说。
课题辅导教师、上海科技馆天文研究中心收藏室主任杜芝茂说,陨石是珍贵的研究材料,为了能让高中生们找到陨石,天文馆的相关专家已经提前对材料进行了初筛。当天学生们结束课程后,这些专家为了不浪费素材,还在学生们挑选剩余的素材中重新筛选,直至晚上10点才离开实验室。“三天的课题探究不一定能让学生掌握多么高深的天文学知识,但可以让他们感受到科学家孜孜以求、不言失败的精神。”
王英表示,想要在天文学上有所建树并不容易,除了要有好奇心,对学生的理科思维要求也较高,同时还要耐得住寂寞。“深空探测是比较辛苦的工作,很多科学家会常驻青海等高海拔地区的观测站,过着黑白颠倒、远离城市的枯燥生活。”王英说,只有对深空的极致向往和对浩瀚宇宙的无限畅想,才能对无垠的天空保持热爱。
显微镜下的陨石
馆校合作让学生跳出从书本上学天文的“窘境”
近年来,随着中国探月工程亮点频出,越来越多的学生开始关注到深空探测等小众学科和研究。但受限于观测工具和自然条件,如何让中学生学习天文学时不止于书本和文字?科研院所、场馆与学校三方合作是一种新尝试。
中国科学院上海天文台党委书记侯金良告诉记者,2016年起,上海天文台就加入上海市首批青少年科创实践工作站,连续9年为中学生普及天文学知识,共有近千名高中生在这里完成天文学研究课程。
去年,上海天文馆建成上海首个陨石实验室,为天文学中的陨石研究搭建了顶级科研条件。杜芝茂很有感触:“这么好的实验设备不能浪费,也应该让更多中小学生参与体验,激发他们对于天文学的兴趣。”上海天文台和上海天文馆一拍即合,联手开设了全国首个天文学陨石类探究课程。
据悉,今年暑假,包括陨石课程在内,上海天文台为高中生共开设了15个天文学相关课题。“越来越丰富的场馆和科研资源,让学生学习‘看得见、摸得到’的天文学知识,体验科学研究的严谨,培养他们的科学思维与科学精神。”侯金良说。