“上中-复旦导师制计划”系列讲座之“化学?化学!”
2024年12月1日晚,复旦大学化学系的孙兴文教授以“化学?化学!”为题,于甄陶楼报告厅向同学们作了演讲。孙教授通过解除误区,讲解化学的底层逻辑向同学们展示了化学的思维与重要性。
(孙兴文教授带来“化学?化学!"讲座)
首先,孙教授通过广告,影视剧及生活事例中对化学的认知错误与缺乏,以及对化学专业的负面的评论,提出了应具备基本化学常识与判断力,而非人云亦云的观点。接着,他利用氟化氢指出了化学的本质是物质的提纯与其性质的研究,并且其动机在于了解世界上物质构成与变化的欲望,还点明了化学与其他学科密切联系,处于自然科学中心的地位。然后,孙教授用中国古代制硝,烧瓷的例子揭示了化学的思维与逻辑,此后还通过诺贝尔化学奖的成果,青蒿素及“手性”相关知识向同学们展了化学的复杂性,进而提出对化学物质的用法才是关键。最后引发了对化学在国防中的重要性的强调与其需要耐心的要求,并且提出与其他学科及人工智能相结合的未来展望。
通过本次讲座,同学们深刻认识了化学的思考方式与逻辑,同时也了解了化学的重要性。感谢孙兴文教授的精彩讲座!
(讲座现场)
(文:高一4班 茅珈葳/图:实习生卢相舒/编辑:胡晨、实习生杨晟浩)
“上中-复旦导师制计划”数学微课程之“走近‘尺规作图’(三)”
2024年12月1日晚,复旦大学的朱胜林教授于工程楼二楼为同学们带来了一节深奥且精彩的数学微课。
在课堂的开始,朱教授紧接着上一节课的最后内容,为同学们讲解了高斯作正十七边形的方法与背后的数学方法,介绍了几何与复数的解法。接下来,朱数授为同学们讲解了动力系统在数学研究中的应用,将尺规作图视为一种数学迭代,阐明了其深刻价值。在此基础上,朱教授为同学们讲解尺规作图中可作数的一般特征及其解析几何解释与代数解释。
朱教授的这节课内容深奥,引人思考,同学们受益良多。
(朱胜林教授讲解高斯作正十七边形的方法)
(文:高二6班 张翀宇/图:实习生卢相舒/编辑:胡晨、实习生杨晟浩)
“上中-复旦导师制计划”物理微课程之“从托勒密到牛顿”
2024年12月1日晚,盛卫东教授在工程楼二楼教室内为同学们继续带来复旦导师制物理方向“自然科学起源”的课程。
第三讲课程盛教授再度强调了在单一神教的统治下才可能孕育出自然科学的观点,而中国不具备单一神教,因而难以成为自然科学的起源。接着,盛教授继续讲解物理学的神迹,介绍自然科学奠基人之一——托勒密。他因是托勒密王朝的后代且成长于亚历山大图书馆最兴盛时期,而能成体系地观测天象。他以地球作为参考点进行天文观测,提出了最早的地心说。盛教授带领同学们利用伽利略变换重演了托勒密由地球看其它行星的过程,使用视频演示了有典型性的火星与木星的轨道。
而不够简单的观测结果引起了天文学家的不满,因而有了想换参考系的想法。当时欧洲处在教会统治之下,因而出现了日心说与地心说的争端。伽利略提出了可变参考系的想法,而哥白尼正式提出了日心说,使得人类文明能自由选择参考系。
然后,盛教授点明了神迹除了在意料之外又在情理之中的特点,认为新体系的建立必然是有无法用旧体系阐释的现象出现。在第谷长期观测数据支持下,开普勒提出开普勒行星运动定律。牛顿则提出了极坐标系,以便将椭圆的焦点作为原点。在极坐标系下,可表示出面积速度恒定的结果,即开普勒第二定律。而第三定律可用对数轴直观表现。开普勒定律足够复杂,使宗教语言无法简单解释,而又使牛顿们能够分析。
最后,盛教授介绍到了牛顿运动定律及他的生平。
这节课让同学们意识到早期科学发现的不易,不仅要有强烈的探索精神,还要扎实的功底,研究科学需要有清晰的逻辑。
(盛卫东教授介绍开普勒的生平)
(文:高二4班 黄欣彤/图:实习生卢相舒/编辑:胡晨、实习生杨晟浩)
“上中-复旦导师制计划”化学微课程之——“选择困难症”
2024年12月1日晚,复旦大学化学系的张丹维教授于工程楼二楼第三次为大家带来关于有机化学的讲座。
第三课首先从Brønsted、Lewis、HSAB酸碱理论入手,讲述卤代烷烃的取代反应和消除反应,并且通过价键理论等知识与之相结合,深入浅出,通俗易懂。之后,张教授讲解了SN1、SN2亲核取代反应和E1、E2消除反应,并详述了各反应间的选择性极其影响因素。其中,张教授又向我们着重介绍了有机反应中的另一个重要的活性中间体——碳正离子,并介绍了SN2反应中的五配位过渡态,让我们了解了课本上的反应背后的原理。而后讲述了质子溶剂与极性溶剂对于各类反应速率、产率的影响,通过对水、乙醇、DMSO、DMF等溶剂的相互对比,让同学们领略到有机合成世界的复杂与神奇——一个反应的背后是各类空间效应和电子效应相互竞争,这也呼应了本课的标题《选择困难症》。
这节化学微课程中,既有专业的文献资料,也有生动的图片和讲述。张教授通过这样严谨而生动的方式,让两小时的课程给每一位学生留下了深刻的印象。
(张丹维教授讲述卤代烷烃的取代反应和消除反应)
(文:高二3班 顾思远/图:实习生卢相舒/编辑:胡晨、实习生杨晟浩)
“上中-复旦导师制计划”生物微课程之——“酶与代谢”
2024年12月1日晚,朱炎教授于工程楼二楼为同学们带来了复旦导师制课程生物方向第三讲——“酶与代谢”。
酶与代谢是生物化学中非常重要的一个分支,且与人们的日常生活息息相关,例如糖尿病与痛风。酶是生物体内催化化学反应的物质,细胞中大部分的球蛋白为。早期人们对于酶的认识源于古代酿酒与粮食发酵。新陈代谢是生物体内全部物质合能量变化的总称,是最基本的生命活动过程,它分为分解代谢和合成代谢。且代谢是国家未来二三十年的发展方向。细胞做功形式分为转运功(维持体内离子浓度梯度)和机械功(肌肉收缩)和化学功(化血反应中的活化能)。代谢的不平衡性驱动细胞做功。酶的活性对于我们身体的正常代谢有着密切的关系,如果酶的活性(具有时空分布性)发生异常,往往会导致疾病。以肝的功能检查为例,通常酶检测包括ALT和AST,用于判断肝功能是否正常。在各种病毒性肝炎的急性期,药物中毒性肝细胞坏死时,ALT大量释放,因此它是站短病毒性肝炎、中毒性肝炎的重要指标。癌细胞的代谢与正常细胞不一样,现在大量医学已经进入分子化,使检测高度精密化,早期化。
酶是一类由活细胞产生的对其特异底物具有高度催化作用的蛋白质。酶(绝大多数)化学物质为蛋白质。核酸是一类具有催化作用的RNA。接着,朱教授介绍了几个有关名词,如酶化反应、酶活性、底物等。酶的不同形式分为单体酶、寡聚酶和多酶体系。酶的活性中心被称为活性部位,活性中心内部由必需基因,
接下来,朱教授介绍了酶与一般催化剂的共同点与作用特点。酶加速反应的机理是降低反应所需的活化能。酶化反应改变反应速率而不是反应平衡。朱教授提到,目前可利用电化学将二氧化碳转化为淀粉。糖原易引起痛风及变成脂肪。而后老师又讲解了米氏方程。
虽是一节生物微课程,所包含的知识点却一点也不少。同学们听完课后感到收益颇丰,感谢朱教授带来的精彩课程。
(朱炎教授从古代酿酒引入酶的概念)
(文:高二10班 程宁凝/图:实习生卢相舒/编辑:胡晨、实习生杨晟浩)