热爱科学篇

开班会的意义

新的世纪才刚刚开始，科学技术的进步又瞬息万变，高科技引领我们进入的未来究竟是什么样，我们谁也无法现在就准确地描述出来。然而，猜想和预测可以极大地激发人们的灵感和创造力，它正是科学产生的基础和前进的动力。正因如此，我们既希望能够通过本篇的阅读进一步开拓您的视野，激发您活跃的思维，在遨游神奇的高科技世界的同时，为您插上科学的想象翅膀，为即将到来的异彩纷呈、变幻莫测的世界充分做好心理上的、知识上的、精神上的准备，为献身科学树立远大的理想，成为新世纪的主人。

相关班会示例

在科技的天空翱翔

一、班会目的

激发学生学科学、爱科学的兴趣，引导学生在活动中动手动脑，培养创造意识。

二、班会准备

1给学生1~2周时间，广泛收集介绍古今中外科学家事迹及成材的书籍、报刊，重点收集科学家童年的故事，然后进行加工整理，在小组讲述、讨论、选择好的，向班委推荐，注意每个学生讲述的故事不要重复。

2让学生开动脑筋动手制作，内容包括三个方面：①变废为宝：如易拉罐制作电视天线、用旧布制作电动玩具等；②小设计：如多功能文具盒、天线航模遥控器、微型太阳能热水器等；③小“绝活”，如五分钟电脑制图、快修收音机等，并选出各组代表。

三、班会过程

1“讲”。让学生讲述已被选出的科学家的故事。

2“学”。以“向科学家学习什么”“科学家是怎样成材的”“我长大后干什么”等为题展开讨论，引导学生学习科学家为科学献身、不屈不挠、坚持到底的精神。

3“做”。各小组依次上台，或表演“绝活”，或展示作品。

4“想”。请每位同学用一句话谈自己感受最深的地方。

讨论话题参考

1你最崇拜的科学家是谁?(可以从爱国情感、科学态度和精神、人生信仰等方面思考)

2从他身上你学到了什么?(落实到自己的学习态度、品质、理想等方面)

3你对哪项科学技术最感兴趣?(从它给人们带来的作用、创造性、便捷性等方面考虑)

4你认为现在的科学技术还有待解决哪些问题?(可以提出你的困惑、梦想)

5你有什么新的想法?(可以大胆猜想、创新)

6我们能把人送上月球，却为什么造不出一部像样的电动汽车?(主要问题在于电池，而且要降低成本)

7基因疗法有前途吗?(基因疗法不仅仅用在输血或在头颅上钻孔，而且是用在制造能通过一般注射方法植入身体的病毒的疗程上)

8总有一天病毒会把我们全都杀死吗?(目前，我们对抗病毒最好的防御是使用能启动人体免疫系统的疫苗，同时病毒有两种武器使它成为我们最致命的敌人：突变和它们从一个病毒转移核酸到另一个病毒的能力)

耀眼的科技明星

两获诺贝尔奖的女科学家居里夫人

在世界科学史上，玛丽·居里是一个永远不朽的名字。这位伟大的女科学家，以自己的勤奋和天赋，在物理学和化学领域，都作出了杰出的贡献，并因此而成为唯一一位在两个不同学科领域、两次获得诺贝尔奖的著名科学家。爱因斯坦在评价居里夫人一生的时候说：

“她一生中最伟大的功绩——证明放射性元素的存在并把它们分离出来——所以能够取得，不仅仅是靠大胆的直觉，而且也靠着难以想象的和极端困难的情况下工作的热忱和顽强。这样的困难，在实验科学的历史中是罕见的。居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只有一小部分存在于欧洲的知识分子中间，欧洲就会面临一个比较光明的未来。”

1895年，居里夫人和比埃尔·居里结婚时，新房里只有两把椅子，正好两人各一把。比埃尔·居里觉得椅子太少，建议多添几把，以免客人来了没地方坐，居里夫人却说：“有椅子是好的，可是，客人坐下来就不走啦。为了多一点时间搞研究，还是算了吧。”

从1913年起，居里夫人的年薪已增至4万法郎，但她照样“吝啬”。她每次从国外回来，总要带回一些宴会上的菜单，因为这些菜单都是很厚很好的纸片，在背面写字很方便。难怪有人说居里夫人一直到死都“像一个匆忙的贫穷妇人”。

有一次，一位美国记者寻访居里夫人，他走到村子里一座渔家房舍门前，向赤足坐在门口石板上的一位妇女打听居里夫人的住处，当这位妇女抬起头时，记者大吃一惊：原来她就是居里夫人。

居里夫人天下闻名，但她既不求名也不求利。她一生获得各种奖金10次，各种奖章16枚，各种名誉头衔107个，却全不在意。有一天，她的一位朋友来她家做客，看见她的小女儿正在玩英国皇家学会刚刚颁发给她的金质奖章，于是惊讶地说：“居里夫人，得到一枚英国皇家学会的奖章，是极高的荣誉，你怎么能给孩子玩呢?”居里夫人笑了笑说：“我是想让孩子从小就知道，荣誉就像玩具，只能玩玩而已，绝不能看得太重，否则就将一事无成。”

居里夫人有两个女儿。“把握智力发展的年龄优势”是居里夫人开发孩子智力的重要“诀窍”。早在女儿不足周岁的时候，居里夫人就引导孩子进行幼儿智力体操训练，引导孩子广泛接触陌生人，去动物园观赏动物，让孩子学游泳，欣赏大自然的美景。孩子稍大一些，她就教她们做一种带艺术色彩的智力体操，教她们唱儿歌、讲童话。再大一些，就让孩子进行智力训练，教她们识字、弹琴、搞手工制作等等，还教她们骑车、骑马。继居里夫人和她的丈夫获诺贝尔奖之后，由居里夫人培养成才的两个后辈也相继获得诺贝尔奖：长女伊伦娜，核物理学家，她与丈夫约里奥因发现人工放射物质而共同获得诺贝尔化学奖。次女艾芙，音乐家、传记作家，其丈夫曾以联合国儿童基金组织总干事的身份荣获1956年诺贝尔和平奖。

大发明家爱迪生

爱迪生是位举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约2000项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。

爱迪生于1847年2月11日诞生于美国中西部的俄亥俄州的米兰小市镇。爱迪生8岁上学，但仅仅读了三个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后，他的母亲是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法，使得他对读书发生了浓厚的兴趣。

1863年，爱迪生担任大干线铁路斯特拉福特枢纽站电信报务员。1868年，爱迪生以报务员的身份来到了波士顿。同年，他获得了第一项发明专利权。这是一台自动记录投票数的装置。1869年10月他与波普一起成立了“波普—爱迪生公司”，专门经营电气工程的科学仪器。在这里，他发明了“爱迪生普用印刷机”。在纽瓦克，他做出了诸如蜡纸、油印机等的发明，从1872—1875年，爱迪生先后发明了二重、四重电报机，还协助别人制造了世界上第一架英文打字机。

1876年春天，爱迪生迁到了新泽西州的“门罗公园”。他在这里建造了第一所“发明工厂”，它“标志着集体研究的开端”。他还发明了他心爱的一个项目——留声机。电话和电报“是扩展人类感官功能的一次革命”；留声机是改变人们生活的三大发明之一，“从发明的想象力来看，这是他极为重大的发明成就”。到这个时候，人们都称他为“门罗公园的魔术师”。

1879年10月22日，爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯。为了延长灯丝的寿命，他大约试用了6000多种纤维材料，才找到了新的发光体——日本竹丝，可持续1000多小时，达到了耐用的目的。

他在纯科学上的第一个发现出现于1883年。试验电灯时，他观察到他称之为爱迪生效应的现象：在点亮的灯泡内有电荷从热灯丝经过空间到达冷板。爱迪生在1884年申请了这项发现的专利，别的科学家利用爱迪生效应发展了电子工业，尤其是无线电和电视。

爱迪生使用一条乔治伊斯曼新发明的赛璐珞胶片，拍下一系列照片，将它们迅速地、连续地放映到幕布上，产生出运动的幻觉。他第一次在实验室里试验电影是在1889年，1891年申请了专利。1903年，他的公司摄制了第一部故事片“列车抢劫”。爱迪生为电影业的组建和标准化做了大量工作。

1887年爱迪生把他的实验室迁往西奥兰治以后，创办了许多商业性公司；这些公司后来合并为通用电气公司。此后，他的兴趣又转到荧光学、矿石捣碎机、铁的磁离法、蓄电池和铁路信号装置上。第一次世界大战期间，他研制出鱼雷机械装置、喷火器和水底潜望镜。

1931年10月18日，这位为人类作出过伟大贡献的科学家因病逝世，终年84岁。

爱迪生对人类巨大贡献的“秘诀”是什么呢?他除了有一颗好奇的心，一种亲自试验的本能，就是他具有超乎常人的艰苦工作的无穷精力和果敢精神。

宇宙之谜的探索者霍金

史蒂芬·霍金是英国理论物理学家。1942年1月8日出生于英国的牛津，这是一个特殊的日子，现代科学的奠基人伽利略正是逝世于300年前的同一天。

霍金小时候的学习能力似乎并不强，他很晚才学会阅读，上学后在班级里的成绩从来没有进过前10名，而且因为作业总是“很不整洁”，老师们觉得他已经“无可救药”了，同学们也把他当成了嘲弄的对象。在霍金12岁时，他班上有两个男孩子用一袋糖果打赌，说他永远不能成才，同学们还带有讽刺意味地给他起了个外号叫“爱因斯坦”。谁知，20多年后，当年毫不出众的小男孩真的成了物理界一位大师级人物。这究竟是什么原因呢？

原来，随着年龄渐长，小霍金对万事万物如何运行开始感兴趣起来，他经常把东西拆散以追根究底，但在把它们恢复组装回去时，他却束手无策，不过，他的父母并没有因此而责罚他，他的父亲甚至给他担任起数学和物理学“教练”。在十三四岁时，霍金发现自己对物理学方面的研究非常有兴趣，虽然中学物理学太容易太浅显，显得特别枯燥，但他认为这是最基础的科学，有望解决人们从何处来和为何在这里的问题。从此，霍金开始了真正的科学探索。

霍金21岁时被确诊患上了“卢伽雷氏症”，即运动神经细胞萎缩症。大夫对他说，他的身体会越来越不听使唤，只有心脏、肺和大脑还能运转，到最后，心和肺也会失效。霍金被“宣判”只剩两年的生命。

起初，这种病恶化得相当迅速。这对霍金的打击是可想而知的，他几乎放弃了一切学习和研究，因为他认为自己不可能活到完成硕士论文的那一天。然而，他还是以顽强的毅力奇迹般地活下来。

尽管霍金的病情渐渐加重。1970年，在学术上声誉日隆的霍金已无法自己走动，他开始使用轮椅。直到今天，他再也没离开它。

虽然身体的残疾日益严重，霍金却力图像普通人一样生活，完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的——这听来有点好笑，在他已经完全无法移动之后，他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”；在莫斯科的饭店中，他建议大家来跳舞，他在大厅里转动轮椅的身影真是一大奇景；当他与查尔斯王子会晤时，旋转自己的轮椅来炫耀，结果轧到了查尔斯王子的脚趾头。

1985年，霍金动了一次穿气管手术，从此完全失去了说话的能力。他就是在这样的情况下，极其艰难地写出了著名的《时间简史》，探索着宇宙的起源。这本书在全世界的销量高达数千万册，从1988年出版以来一直雄踞畅销书榜，创下了畅销书的一个世界纪录。在这本书里，霍金力图以普通人能理解的方式来讲解黑洞、宇宙的起源和命运、黑洞和时间旅行等。

霍金的研究对象是宇宙，但他对观测天文从不感兴趣，只有几次用望远镜观测过。与传统的实验、观测等科学方法相比，霍金的方法是靠直觉。

“黑洞不黑”这一伟大成就就来源于一个闪念。在1970年11月的一个夜晚，霍金在慢慢爬上床时开始思考黑洞的问题。他突然意识到，黑洞应该是有温度的，这样它就会释放辐射。也就是说，黑洞其实并不那么黑。

这一闪念在经过3年的思考后形成了完整的理论。1973年11月，霍金正式向世界宣布，黑洞不断地辐射出X光、伽马射线等，这就是有名的“霍金辐射”。而在此之前，人们认为黑洞只吞不吐。

从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的发展做出了杰出的贡献。霍金获得1988年的沃尔夫物理奖。

1991年3月，霍金在一次坐轮椅回柏林公寓，过马路时被小汽车撞倒，左臂骨折，头被划破，缝了13针，但48小时后，他又回到办公室投入了工作。

辉煌的科学成果

纳米技术

纳米(1纳米=10-9米)科技是在纳米尺度上，研究应用原子、分子现象及其结构信息的高新技术。它的最终目标是直接用原子、分子在纳米尺度上制造具有特定功能的产品。纳米不仅意味着一定的空间尺度，而且提供了一种全新的认识实践方式。1990年3月，在美国召开的世界首次纳米科学技术会议上，正式宣布了纳米科技的诞生。

纳米化学及其他纳米科技的发展，离不开扫描隧道显微镜(STM)。这一本领非凡的仪器于20世纪80年代初研制成功。

纳米科技的关键技术是借助STM直接操纵、移动原子和分子，目前这一技术已取得了重大突破。随着纳米科技的发展，人们已经能够直接利用原子、分子制备出包含几十个到几百万个原子的“纳米微粒”，并把它们排列成为三维的纳米固体。纳米固体有一般晶体材料和非晶体材料都不具备的优良特性，被誉为“21世纪最有前途的新型材料”。例如：

——合格的固体火箭推进粉剂是火箭发动机的生命。

这种燃料在燃烧时必须有极高的化学反应速率，因此其表面积要足够大，相应地，其颗粒应足够细。超微粉末表面积大、化学活性高，可作高效催化剂。例如，在固体火箭燃料中，以小于1％重量的超微铝粉或镍粉作添加剂，燃烧值可增加1倍左右。

——血液中的血球大于01um（微米），所以可以把有治疗或探测功能的某种材料做成小于001um的超微粒子注入血管内，使之随血液流到体内各个部位，进行更有效的治疗或健康检查。

许多滋补类的药品,如人参、鹿茸、天麻、当归等，如果制成超微粉体，不仅服用方便，而且有效成分的利用率可大大提高。

总之，由纳米科技手段制造出的这些超微粉体的奇异特性，很难用传统理论进行解释，其应用前景十分诱人。

纳米技术还能提供一种逐个原子组合成新物质的能力，这使人类有可能制造出新的智力生命或其他物种，也有可能使人类自身变成一种“超人”。

计算机技术

世界上第一台计算机是1946年由约翰·冯·诺依曼等人发明的，它采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵。这台计算机有三间库房那么大，重量约30吨，消耗近150千瓦的电力。显然，这样的计算机成本很高，使用不便。

1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了。

20世纪60年代，第三代集成电路计算机出现了。集成电路是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。1962年1月，IBM公司采用双极型集成电路，生产了IBM360系列计算机。一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统：操作系统、编译系统和应用程序，总称为软件。值得一提的是，操作系统中“多道程序”和“分时系统”等概念的提出，结合计算机终端设备的广泛使用，使得用户可以在自己的办公室或家中使用远程计算机。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。

从20世纪70年代开始，这是计算机发展的最新阶段。到1976年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使计算机进入了第四代。超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着小型化微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。

世界上第一台个人计算机由IBM于1980年推出。IBM推出以英特尔的x86的硬件架构及微软公司的MS-DOS操作系统的个人计算机，并制定以PC/AT为PC的规格。之后由英特尔所推出的微处理器以及微软所推出的操作系统发展几乎等同于个人计算机的发展历史。Wintel架构全面取代了IBM在个人计算机主导的地位。

20世纪90年代，计算机向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的计算机，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。

进入21世纪，计算机更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某些方面扩展了人的智能，因此计算机又被称作电脑就更加恰如其分了。人工智能

人工智能是一门新兴学科。它面向实用化仅有10多年的历史，主要研究用计算机模拟人类的某些智能行为，如感知推理、模式识别、景物分析、自然语言和理解等具有认识推理和思维能力的行为，它几乎涉足于社会科学和自然科学的每个领域，是一门综合性极强的边缘学科。其中最具代表性和最尖端的两个领域是专家系统和机器人。专家系统主要以计算机为主，收集存储专家所具有的处理问题的专门知识及经验，使用专家的推理而得出与专家相同的结论。专家系统不同于只是简单的存贮，而是专家推理的规则和知识。目前它以其准确性和经济性的优势，被广泛地用于地质学与勘探、化学结构研究、医疗诊断、遗传工程等领域。

而另一个分支是机器人学。自世界上第一台机器人于1961年在美国问世以来，各个国家相继而出的机器人真是五花八门，琳琅满目，但目前的机器人大致可以分为以下三类。

1重复型机器人。它能在重复性的操作中代替人去工作，如搬运材料和焊接等。一般也被称为工业机器人。

2操纵性机器人。它主要用于对人体有害或者人们难以接近的场所；或干一些难度大，且有危险的工作，如在海底、核动力工厂、地震灾区等场所工作。通常被我们称为遥控机器人。

3智能机器人。这类机器人安装了微型计算机，所以它能说会走，有视觉、听力、嗅觉、触觉，甚至有一定的“思考”能力。

超级向导GPS

我们知道，很多动物都有迁徙的本能，令人惊奇的是，在迁徙过程中它们每每表现出一种近乎完美的导航能力，这一直是我们人类凭借多种手段也没能达到的。

终于，到1994年，美国布置完毕了GPS全球定位系统，人类才开始拥有了永不迷路的能力。GPS是一种全新的高精度定位导航系统，它可以使用户在海上、陆地、空中乃至太空的同一三维空间内确定自己的位置，无论在星月无光的黑夜还是气候恶劣的地域!

GPS系统是由空间、地面控制和用户接收三部分组成的，其中空间部分使用了24颗卫星(21颗工作，3颗备用)，它们分布于距地面2万千米高空的6条不同平面的轨道上，为军事用户提供的导航数据，定位精度可以达到15米!地面控制部分有5个地面监控站，3个上行数据注入站(向卫星注入数据)和一个主控站组成；用户接收部分就是一台导航接收机，有了它，你可以随时随地精确地知道自己在地球上的位置!

有了GPS系统，我们就永远不会迷路，海船能在大雾弥漫的港湾安全进出，飞机能准确地到达指定的目的地，装有GPS系统的导弹也可以极其准确地击中目标……

把GPS和电子地图结合在一起，地图就可以实现动态显示——随着GPS接收机地理位置的变化，电子地图上的信息也会相应变化，我们不但用不着担心走错路，而且还能选择捷径呢!

克隆技术

齐天大圣孙悟空有一项特殊的本领，拔根毫毛吹口气，就能变出和自己一模一样的孙猴子来，用今天的科学名词来讲就是——孙悟空可以“克隆”自己。

所谓“克隆”是英语Clone的音译，意思是无性繁殖。

克隆的方法很多，比如复制某个动物的下一代或者复制某个动物本身，当然，后者要难一些。不过，1996年7月，英国人做到了这一点，他们培育出了世界上第一只真正的克隆羊“多莉”。

克隆技术是一项了不起的发明，可以直接造福人类：利用克隆技术，可以挽救那些濒临灭绝的物种，比如大熊猫、东北虎；可以改良动物品种，节省人力物力；可以培育大量“基因动物”，并使它具有和人的基因相同的某些器官，用于人体器官移植。

但是克隆技术也可能给人类带来麻烦，比如克隆人是不是合适?你和你的克隆体是什么关系?父子?兄弟?再比如某人有了克隆的自己，他死了克隆人还活着，那么某人算是完全死了还是……看来，克隆技术如果不能很好地为人类掌握，会给我们带来很多问题。

如果想让更高级的科学技术为我们服务，我们也必须拥有更高级的智慧。

关于科学的名言

在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。

——马克思

发明家全靠一股了不起的信心支持，才有勇气在不可知的天地中前进。

——巴尔扎克

人只有献身社会，才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义。

——爱因斯坦

对一个人来说，所期望的不是别的，而仅仅是他能全力以赴和献身于一种美好事业。

——爱因斯坦

人生最终的价值在于觉醒和思考的能力，而不只在于生存。

——亚里士多德

不惜牺牲自由以图苟安的人，既不配享受自由，也不配获得安全。

——富兰克林

如果你希望成功，就以恒心为良友，以经验为参谋，以谨慎为兄弟吧!

——爱迪生

古今中外，凡成就事业，对人类有所作为的，无一不是脚踏实地、艰苦攀登的结果。

——钱三强

我的原则是，不论对任何困难，都绝不屈服。一个人要想获得成功，必须具有坚定的信念、渊博的知识和坚强的毅力。

——居里夫人