丰富多彩的steam课程代给教师更多发散思维去创设课程，从创造中去寻找创设的空间，课程也同时带给同学们更多的机会去了解和开阔自己的视野，并且在研究的过程中培养自己的创造力。这正是Steam教育的魅力。短暂的steam课程周结业了，同学们以优秀的成果向我们展示了如何在有限的时间内，将自己的创造力发挥到无限。

同时，我们也相信，大家对于课题的探索与研究不会止步于课堂，我们将在生活中钻研与探索不同的课题。

建筑模型                     miniposter

扎染缝制

在信息化生命科学实验室体验现代生物技术的应用

01在信息化生命科学实验室体验现代生物技术的应用

在信息化生命科学实验室的STEAM周里，同学们体验了现代生物技术在多个方面的应用，涉及海洋资源、生物医学及食品保藏三个领域。

In the STEAM week of the Exploration Lab of Informatized Life Science, students experienced diverse utilizations of biotechnology, including ocean resource, biomedical, and food preservation.

课题一：深海食烷菌资源筛选

Project 1: The Selection of Deep-sea Alkane-eating Bacteria

本课题是与中科院微生物研究所合作，从深海沉积物原泥中筛选食烷菌。这类细菌会分泌烷烃羟化酶，被认为是未来绿色降解石油的新方法。我们将各个样品分别富集培养，再施加筛选压力，用石油衍生物作为唯一碳源，筛选出食烷菌。

This project is a cooperation with IMCAS, concerns mainly on separating alkane-eating bacteria from deep sea deposit. Such bacteria are able to secrete alkane hydroxylase, and are considered the green method of decomposing petroleum. We select the optimum bacteria via natural selection. Only bacteria that are capable of consuming carbon derived from petroleum will survive. 

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图1：配制复筛培养基  Making culture medium

图2：移液枪的正确使用练习  Practicing the use of pipette gun

图3：学习冷冻离心机的使用  Learning to use refrigerated centrifuges

图4：与塑胶手套相处融洽  Geting along with plastic glove.

课题二：PCR技术检测人体基因突变

Project 2: Evaluating Genetic Mutation of Human Using PCR

本课题通过PCR技术扩增人口腔上皮细胞中的MTHFR基因片段，并用DNA测序技术检测该基因中的叶酸代谢障碍相关位点【C677T】和【A1298C】是否存在突变，从而判断人体是否需要额外补充活性叶酸。

In this project, the MTHFR gene fragment in human oral epithelial cells was amplified by PCR, and DNA sequencing technology was used to detect mutations in the related sites of folate metabolism disorder, [C677T] and [A1298C], so as to determine whether the human body needs additional supplementation of active folic acid.

图5：学习设计PCR引物  Learning to design PCR primers

图6：采集人口腔上皮细胞样本  Collecting human oral epithelial cell samples

图7：配制PCR反应体系 Formulating a PCR reaction system

图8：电泳检测PCR产物  Electrophoresis detection of PCR products

图9：测序结果显示某位同学的【C677T】位点存在CT突变 Sequencing results showed that there was a CT mutation in the [C677T] locus of a certain student.

课题三：探究市售三文鱼在不同温度下的储存时限

Project 3: Exploring the Preservation Condition of Salmon

本课题参考国标GB-4789.2设计实验，检验了市售三文鱼在不同储存温度和储存时长的菌落总数，以便探究市售三文鱼是否达到国家食品安全微生物含量标准，并对生鲜刺身食品的家庭保藏提供有效建议

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This project is based on China National Standard of food security GB-4789.2, and is designed to evaluate the bacterial culture of the salmon so as to determine whether the hygiene condition of salmon is qualified and offer suggestions about the preservation of sashimi.

图10：参考国标设计实验 designing the experiment according to the standard

图11：称量冷链运输的三文鱼片 Weighing the salmon slices.

图12：匀浆三文鱼片并进行梯度稀释 Diluting the homogenate of salmon flesh.

图13：不同稀释度样品铺平板  Inoculating the culture medium

图14：平板培养结果 Results

航天实验室

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课题一：超级电容与锂离子电池在空间环境下的应用研究

电源系统是航天器的“心脏”，主要完成电能产生、储存、调节和分配等重要功能。本次国际部STEAM周航天实验室的第一个课题是超级电容与锂离子电池在空间环境下的应用研究，该课题以微纳卫星电源系统为研究对象，在调研学习超级电容与锂离子电池的概念、工作原理的基础上，展开空间环境下的实验，对比这两种电源的性能。最后对实验得到的数据进行分析处理，对这两种电源在空间环境下的应用情况得出结论。

本课题我们在与我校合作的北京航天航空大学宇航学院微小卫星实验室进行研究。首先，课题开始的第一天7月4日的上午，我们查阅文献，学习了解超级电容和锂离子蓄电池的相关知识，下午来到北航开始我们的实验。首先，我们测出单个超级电容充放电的速率，做出图表；然后把两个超级电容分别进行串联和并联，再进行充放电特性研究；实验的第三天，我们对锂离子电池进行充放电特性研究，并分别将超级电容与锂离子电池放到恒温恒湿试验箱中来模拟空间环境，进行充放电速率研究的实验，并记录下实验数据。

在实验的过程中我们遇到了许多问题，比如电容充放电时速度太慢，电容在断电之后，再连上放电系统时有所损耗，电容无法完全达到额定电压……我们一步一步克服了这些问题，在我们的努力下基础研究实验终于完成，我们发现在超高温和超低温的情况下，电容放电速率变大了许多，为了得到更好的直观的数据，我们计划利用Python语言对实验得到的数据进行处理，最终得出了我们的实验结果，虽然这次活动很累，但是我们觉得很有意义，在试验操作中我们提高了动手能力、工程实践能力和小组合作能力，收获很大。

图1 学生在查找资料学习电源知识

图2 常温下的超级电容充放电实验1

图3 常温下的超级电容充放电实验2

图4 常温下的超级电容充放电实验3

图5 低温下的超级电容充放电实验

图6 学生记录数据

图7 电源系统实验设备

课题二：UHF/VHF小卫星地面站测控及数据应用

卫星在随着运载火箭发射升空后，人们在地面要及时了解卫星运行轨道及卫星各分系统的工作情况和各种工程参数，同时还要在地面对卫星的飞行轨道、姿态以及各分系统工作状态进行控制。卫星测控系统是卫星的各个组成部分中不可缺少的一个关键系统，它可以完成地面对卫星遥控指令的注入、卫星遥测状态的回传、距离测量和速度测量等测控任务。本次国际部STEAM周航天实验室的第二个课题是UHF/VHF小卫星地面站测控及数据应用。本课题利用UHF/VHF立方星地面站完成对卫星遥测数据的接收和调制解调实验。

本课题我们在与我校合作的北京航天航空大学宇航学院微小卫星地面站测控室进行研究。首先，我们学习了解卫星测控系统的概念、UHF/VHF的相关概念、工作原理以及常用的卫星测控技术；认识了解了UHF/VHF地面站的系统配置，并学会了怎样使用地面站测控软件，我们通过VU测控站任务管理系统可以预知卫星过境时间，然后利用实验室的UHF/VHF地面站信号接收器接收卫星信号，并对信号进行调制解调，观测并解读出卫星发送给地面站的相关数据。在实验的过程中我们也遇到了许多问题，比如接收信号后无法成功解码，频段调整错误导致无法接收，接收器角度出现问题导致收不到信号等，但在老师的帮助下我们克服困难，完成了实验，这次与卫星的近距离接触让我们真实的感受到了航天科技的乐趣，我们在实践中也提高动手能力、自主学习能力和小组合作能力。

图8 学生进行卫星测控数据接收实验1

图9 学生进行卫星测控数据接收实验2

图10 卫星地面站

图11 卫星预测软件1

图12 卫星预测软件2

图13 卫星解码软件

图14 接收到的卫星信号

大数据与科学计算实验室

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为期5天的STEAM周在同学们的期盼下终于开始了。十大实验室之一的大数据与科学计算实验室进行的课题是Scratch动画设计及人工智能套件搭建，指导老师是王霞老师。这门课围绕人工智能、scratch编程展开。上课的主要内容是学生小组合作组装搭建小车、机器人等作品，然后用Scratch对小车进行编程，实现声控、光控、自动、遥控小车或者机器人等功能。让小车可以前进后退转弯，机器人行走等动作。同学们在此过程中实现了软硬件的有效结合，有效学习了Scratch编程及多种传感器的学习与运用。

7月9日上午，实验室迎来了来自香港的同学。他们走进了我们的实验室与我们一起完成作品。从香港同学的口中我们得知我们的教育体系与他们有所不同。（香港的教育通常以老师的讲述为主，而我们则是更加自主，以小组的形式自己完成作品，其中各有利弊）。尽管两地的模式不同，香港的同学们依旧可以很快融入我们的环境，和我们的同学一起完成作品。

图1  学生认真编程

图2 学生认真调试程序

图3 同香港同学一起调试程序

图4 学生一起进行程序探究

图5 小车跑起来了，很开心

图6 学生调试小车

方圆之内，分寸之间 建筑美学中的几何定律

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人类文明发展中数学家们通过总结大自然的比例规律，发现了一系列几何的奥秘。在严谨的归纳与计算下诞生了“黄金分割比例”。许多的艺术家，设计师都将完美比例运用到自己的作品当中，建筑也不例外。在完美比例“黄金分割比例”诞生之前人们就惯用比例来建造房屋。早期的建筑著作《建筑十书》，维特鲁威记载了各种和谐的比例，并提出了模数的概念---用头或脚的长度作为一个模数表示人体各个比例。这个观点贯穿建筑的历史，成为一个重要思想。

而我们steam 课题就是结合了数学和艺术设计，通过数学计算得出设计图案。在steam周开始的第一天，我们学习了黄金分割比例及几个螺旋线的计算方法及公式。在接下来的时间里，我们就是要用这些比例方法进行设计。我们的第一个练习是在平面上，运用黄金分割比例做一个平面构成

第二天，当我们灵活运用了黄金分割比例后，课程从二维图形，变成了三维的空间形态。我们几乎画了一天来接受三维空间的转变过程。

三维空间的塑造在学名上叫立体构成

立体构成也称为空间构成。立体构成是用一定的材料、以视觉为基础，力学为依据，将造型要素，按照一定的构成原则，组合成美好的形体的构成方法。它是以点、线、面、对称、肌理由来，研究空间立体形态的学科，也是研究立体造型各元素的构成法则。

最终我们立构的再设计建造出介于建筑设计与立体构成之间的作品。

学生感想：

立体构成在建筑设计中的应用也是本次课程的主要内容。学生先后根据黄金分割比例设计出独一无二的平面设计图和立体构成图。接着就将概念转变为实物，切割PVC板来满足各种立体形态。这个过程也很考验学生的动手能力和耐心，割出完美的直线、粘合的毫无缝隙都是很有难度的。老师在此次课程中运用了她超高的专业知识来辅导学生完成最后的作品。

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天然色素在服装设计中的应用

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我们从出生起就生活在这个五彩缤纷的世界，但直到参与了这个课题，才明白为什么物质会呈现不同的颜色。

We have been living in this colorful world since we were born, but it was not until we participated in this project that we understood why things take on different colors. 

我们自己动手，利用溶剂萃取，旋转蒸发，减压抽滤等方法从各种植物，如艾草，紫薯，红花，洋葱皮等提取出漂亮的色素。

We use solvent extraction, rotary evaporation, vacuum extraction and other methods to extract beautiful pigment from various plants, such as mugwort, purple potato, safflower, onion skin and so on.

在这个过程中，我们借助中知网等学术平台，学习如何把自己想要的东西，通过学术的力量在实验室里实现，自己设计方案，大胆尝试。

In this process, with the help of academic platforms such as Cnki, we learned how to realize what we want in the laboratory through the power of academia, design our own plans and make bold attempts

在艺术学部老师的帮助下，我们自己大胆的裁剪和拼接旧衣服完成了一件件创意十足的衣服。

With the help of teachers in the art department, we cut and spliced old clothes boldly to complete a piece of creative clothes.

最后我们利用提取的天然色素，对成品进行扎染和设计，看着一件件T恤在同学们的折叠，捆绑，染色下变成了这个世界上“独一无二的唯一”，我不禁感叹扎染的技艺真是太奇妙了！这个STEAM周，我们在体验、尝试中，感受生活中的化学，感受美。

Finally, we used the extracted natural pigment to carry out tie-dye and design for the finished products. Looking at the t-shirts that were folded, bound and dyed by our classmates, they became the "unique " in the world, I couldn't help but sigh that tie-dye technique was so wonderful! This STEAM week, we are experiencing, experimenting, feeling the chemistry of life, feeling the beauty.

Mathematical modeling

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剪影

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往期回顾：

火爆招生 | 北京35中国际部报名咨询缘何这么火？

社团资讯 | 2018-2019第二学期星级社团评选

生涯人物专访 | 耿卓琳：Never Give Up!

生涯人物访谈 | 及至桐：一场跨越黑夜的旅行

图文编辑 | STEAM组

责任编辑 | 姚弈帆

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