2023年上海闵行区协和双语教科学校融合课程部科学展!今年，学生们横跨5大科学学科，一共展示了多达155个科学项目。在科学探索和创新的领域中开始这段迷人的旅程。

做实验而不是讲实验

在2023年科学展期间，我们在对科学项目的多样性及创新性感到震惊同时，也感叹学生们如何运用想象力来解决现实问题的能力。

科学学科在学校始终是一个重点科目。我们强调教授学生解决问题的技能，而不只是会答题。此外，我们注重做实验而不是讲实验。学生不是单纯的观察者，而是科学过程的积极参与者。这就是为什么我们的学生可以提出超越理论概念的项目，采取实际步骤解决现实世界的问题。

Zahid Iqbal

科学主管

虽然科学展看似广泛，但它有助于发展各种技能，如批判性思维、解决问题技能、时间管理和通过应用科学方法的原则进行沟通。此外，通过荣誉机制的激励，使学生对感兴趣的科学领域深入探索，并挑战自己。在我看来，科学的基础是一种思维方式，学生通过盘点我们生活的世界和定义与我们人类生存相关的问题来寻求问题的答案。

大家都知道，过去几年对学生们来说是非常具有挑战的。对于大多数今年参加的学生来说，这是他们第一次的科学展。我们八年级的学生也只在六年级的时候参加过一次现场科学展，而今年是我们回归正常的一年。

在今年的科学展上，155组的学生带来了横跨物理学、化学、生物学甚至计算机科学和数学中的各种科学议题，比如说牛顿流体、光的特性、用蔬菜制作电池、量子纠缠等。

这次几乎所有的融合部中外教职工们齐上阵，2023年科学展完全是一场属于融合大家庭的盛会。

得奖名单将在5月15号礼拜一公布。届时每个年级将选取10位优秀代表参加6月7日礼拜三，在教科校区举办的协和科学展，和所有协和校区的佼佼者争夺最后的荣誉。

部分优秀科学展项目展示

我们的想法来自于我们有时对书写感到疲惫，所以我们决定创造一个能自动书写的机器人。因此，我们开始在互联网上搜索文章、视频和博客来寻找灵感。

第一步就是为我们的机器人寻找好的硬件和软件，我们在淘宝上选购了适合的零件，我们还在GitHub的网站上匹配到了相应的代码。在这个项目中，我们用ArduinoIDE的程序来编辑和测试代码。通过融合网上资源、我们自己的想法和其他人的建议，我们成功地制作了GPT打字机。

我们的机器人有很多部件，如主板、电线和电机，主板我们用的是ArdwindUno。除此之外，有一块额外的面板帮助连接更多的电线到主板上，并串连三个电机。最后由主板控制，两个黑色电机中，一个负责移动纸张，另一个负责移动笔。这样我们的GPT打字机就成型了。

接下来我们谈谈这个项目中的代码。我们先是运用我们平时学习的编程知识对从GitHub获得的代码做了些修改，并用ChatGPT辅助修改了一些程序漏洞。通过ArduinoIDE，我们添加代码并寻找错误。在修正了错误后，我们将代码发送到ArduinoUno主板上，接着用USB线将板子插入电脑，在ArduinoIDE中选择正确的选项，然后点击"上传"按钮。

最后，我们打开电源静等最后的成果。起初的书写看似有点奇怪，所以我们运用人工智能ChatGPT来快速修复漏洞。懂的运用最新科技来辅助提高研发的成功率也是必备的技能之一。不出所料，经过不断的尝试，一个完美的杰作诞生了。

大家好！我是Antonio！我向大家介绍我们的科学展项目，"磁悬浮过山车"。

正如它的名字所示，这个项目是基于磁悬浮列车的理论。在普通的磁悬浮列车中，列车车厢下方的磁铁像磁极一样将列车悬浮起来，使其略高于轨道。就其推进系统而言，同极相斥，异极相吸，使列车能够向前移动。在一个正常的磁悬浮列车中，使用了数百个超导磁铁。这需要大量的磁铁、电力和机械的复杂性。我们的磁悬浮列车的工作原理是一个电池，其两侧连接的磁铁在铜线圈中推拉列车前进。

在这个实验中，我们发现：

1.磁悬浮列车车厢会迅速加速到全速，然后停止加速。

2.如果其中一块磁铁的磁极被调换，列车就不能工作。

3.电压高的列车比电压低的列车工作得快。

这种磁悬浮列车车厢可以在未来被运用，因为它简化了正常的磁悬浮系统。这个"磁悬浮列车"不再需要使用数百个超导磁铁，而只需要两个。这可以减少其机械的复杂性，并有助于在未来建立一个可靠的磁悬浮列车类型。

我们对计算机科学很感兴趣，所以通过这次的科学展我们想知道在程序执行时屏幕上那些闪烁的光背后，计算机是如何工作的；程序员如何使计算机以他们想要的方式运作；程序员用什么语言来与计算机交流？

这个项目中最难的部分之一是游戏《贪吃蛇》中的多线程。多线程是同时启动多个线程，以便可以同时完成不同的子任务，从而加快程序的速度，所以我决定在《贪吃蛇》的硬模式中尝试这一点。多线程也会导致被称为数据竞赛的问题，即他们都试图同时使用同一个变量。例如，想象一下，多个人试图同时去一个卫生间，这肯定会导致问题，对吗？这就导致了互斥现象，想象一下厕所的锁，它确保一次只有一个线程可以使用一个变量。然而，这可能会导致一些问题，比如蛇的主线程忘记了解锁或销毁互斥，它从乌龟的子线程中抓取互斥量的速度太快了。

在这次科学展中，我们很自豪地完成了我们第一个没有漏洞的程序。虽然在此期间我们犯了很多错误，但我们快速在挫折中成长，并通过这次科学展加深了对程序员如何使计算机运作的理解，对多线程等方法的新认识。我们把以前学过的所有东西都融入到这个程序中，从而对这些新旧知识有了新的和更深的理解。

我的科学项目是探索掉到地上的食物5秒、15秒和30秒后的细菌数量。我的假设是，掉落5秒的食物比掉落15秒或30秒的食物所含的细菌更少，并且湿的食物会比干的食物吸引更多细菌。

由阿斯顿大学微生物学教授安东尼-希尔顿领导的6名生物学的学生进行的研究发现，一旦肉或糖果落地，细菌就会转移到食物上。与长时间掉落到地上的食物相比，在掉落后几秒钟内捡起的食物不太可能含有细菌.

不过最后的结果也会因为不同类型的食物和地板有所差异。食物掉在地毯上比光滑的木地板或瓷砖地板上更不容易转移细菌。研究还发现在地板上放置超过30秒的湿食物的细菌数量比干的食物多10倍。因此，时间确实很重要，但在3秒、5秒和10秒的区间内，差别微乎其微，湿的食物也确实比干的食物沾染更多的细菌，这也证明了我的假设是正确的。不过还是要谨慎对待掉落在地上的食物，没有任何研究证明食物在5秒内捡起完全没有病菌和细菌。

我们研究发现颜色、天气和音乐确实会影响人们的情绪。

低温环境有利于形成较好的心理状态，而15-18℃是人们保持良好心理状态的最佳温度。季节的变化会使你的昼夜节律发生变化，影响你的荷尔蒙和情绪。

色彩心理学已经成为色彩理论的一个流行领域，它在色彩和情绪之间赋予了情感和心理内涵。我们发现，色彩确实是影响人们情绪的主要因素之一。

音乐经常出现在电影中向观众传递情感，使他们更加沉浸和参与角色中。我们相信，尽管有个人兴趣的区别，音乐的类型以及音乐的节奏确实会影响到为听众提供不一样的情感。

最后祝贺所有的参与者，也感谢大家一起见证2023年科学展的卓越。准备好迎接世界的改变了吗！