探秘地球与行星,从高中课堂开始!为落实推动“双高”融合,促进地球科学知识进校园,联动培养拔尖创新人才,pg电子官方网站、地理与海洋科学学院于2025年9月-2026年1月在金陵中学再次启动“地球与行星探秘”地球科学先修课程。本次课程分为十三讲,由来自地学的十三位青年教师为金陵中学中学生们授课。完成全部课程并通过考核的同学,将获得pg电子官方网站先修课程学分互认系统的1个选修课程学分。
具体授课计划如下:
| 主题 | 主讲人 |
第一讲 | 关键金属与国家可持续发展 | 王国光 |
第二讲 | 地震与地球CT | 黄周传 |
第三讲 | 深时生命证据 | 史宇坤 |
第四讲 | 地球与空间观测系统(3S系统、地月系统) | 徐于月 |
第五讲 | 板块构造与海陆变迁 | 刘绍文 |
第六讲 | 探索地球的深蓝 | 魏广祎 |
第七讲 | 地球物质能量循环和人类发展 | 谢豪 |
第八讲 | 火星之下:隐藏的海洋、生命与未来 | 曹程 |
第九讲 | 地球的听诊器:光纤感知大地脉搏 | 谭道远 |
第十讲 | 行星的脉动:火山 | 夏炎 |
第十一讲 | 水资源与水污染防治 | 陈扣平 |
第十二讲 | 走进多彩的矿物世界 | 刘欢 |
第十三讲 | 行星科学与内部 | 王涛 |
在9月16日的第一讲“关键金属与国家可持续发展”课程中,王国光副教授从关键金属的概念入手,帮助同学们认识到关键金属是指对国家经济安全、科技发展和战略新兴产业至关重要,且供应易受地缘政治、资源分布等因素影响的金属及矿物。通过聚焦关键金属与社会可持续发展,引导同学们了解关键金属的概念和发展趋势,并且从供需关系维度学习了我国的优势关键金属,保有优势但存在危机的关键金属,我国紧缺的关键金属等。并且结合实例,介绍了pg电子官方网站在关键金属成矿领域的独有贡献以及研究优势。金中的同学们听的津津有味,在课间向王老师进行热烈的交流。


在9月23日的第二讲“地震与地球CT”中,黄周传教授从合肥地震和缅甸地震造成强烈的震感出发,首先介绍了地震是一种常见的自然现象,但震级和烈度较大时会造成非常严重的破坏;然后启发同学们科学地认识地震,学习确定地震位置和震级的方法,消除了大家对震源位置和震级的困惑以及错误认识;随后从防震减灾的角度出发,回顾了人类进行地震预报的尝试,重点介绍了地震预警的原理与实践,并展望了科技发展对地震预报与预警的启示;最后,黄周传老师引导同学们提升对地震的认识,地震不只是一种灾害,地震产生的具大能量为人类探索地球内部结构提供了条件,人类有信心、有能力将灾害转换成动力,推动人类文明的不断进步。

在9月28日的第三讲“深时生命证据”中,史宇坤教授以“深时生命证据”为线索,带领同学们进行了一场穿越亿万年的科学探索。她先介绍了实体化石、遗迹化石、化学化石等基本化石类型,让同学们知晓化石的基本特征。随后,用窃蛋龙化石为例,讲述了科学求证的过程。窃蛋龙化石最早被发现时与恐龙蛋相伴,误被推断为“偷蛋者”。但随着百年来更多完整化石被发现、研究、报道,尤其是在中国江西赣州发现的成年窃蛋龙化石+含胚胎蛋化石的组合,逐步揭示了“偷蛋者”其实是忠于职守的“孵蛋者”。通过这个故事,史老师层层递进地引导同学们思考:科学研究从不是一蹴而就的定论,最初的大胆推断需要依托更多细致的证据去求证,每一步思考都要保持严谨,结论更需在新发现中不断审视、修正,才是鲜活的科学精神。

在10月14日的第四次课程中徐于月老师带来了主题为“地球与空间观测系统(3S系统、地月系统)”的报告。徐于月老师讲授了地理空间信息技术的核心体系——即全球卫星导航系统(GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)三大支撑技术的基本原理与应用。课程从人类对地球与宇宙探索的历史脉络出发,回顾了从“浑天说”到“斯普特尼克一号”的科技演进,深入解析了3S技术在现代地球系统观测中的关键作用。重点讲解了北斗导航系统的星座结构、定位原理与应用领域,展示了GNSS在测绘、交通、农业、救灾等行业中的核心支撑作用;在遥感部分,通过卫星影像示例讲解了多波段成像、时序分析及灾害监测技术,强调了遥感在地表环境变化与灾害评估中的独特优势;在GIS模块,系统阐述了地理信息系统的数据结构、空间分析与可视化功能。课程最后结合我国“嫦娥工程”的探月历程,介绍了3S技术在地月观测与空间探测中的融合应用,帮助学生理解从地球观测到深空探索的技术延伸与科学意义。

在10月21日的第五次课程中,刘绍文老师带来了一场关于“板块构造与海陆变迁”的讲座。他以今年十月诺贝尔奖颁奖季为题引,讲述了上世纪六十年代地球科学领域一次堪比诺贝尔奖的重大科学发现—板块构造(Plate Tectonics)理论的发现之旅及其应用。
讲座围绕认识板块构造、探索板块构造和应用板块构造这三部分内容展开,他以科学史为轴,以科学家和科学发现为点,勾勒了板块构造理论的发展历程。他首先从地球历史上的海陆变迁与地表格局、地震和火山活动分布等现象谈起,引出了控制固体地球运动的幕后之手—板块构造;在探索板块构造环节,他回顾了从大陆漂移到海底扩张再到板块构造的发展历程,重点介绍了各阶段主要科学家及其学术贡献,分享了重要科学发现背后的故事,带领学生走进板块构造理论发现的地学科学革命,体验科学之美。
在应用板块构造环节,他重点介绍了板块构造理论在地质灾害、矿产资源、地貌发育和岩石循环等方面的应用。展望部分,他指出地球科学发展目前已进入地球系统科学新阶段,强调地球圈层相互作用和人类活动影响,介绍了pg电子官方网站的地球科学基本情况和办学历史,勉励青年学生学习地球科学、为未来地球科学发展做出贡献。

在10月28日的第六次课程中,魏广祎老师带来了主题为“探索地球的深蓝”的报告。魏广祎老师从海洋研究的意义和主题、海洋科学发展历史、典型海洋地质学科学问题以及如何开展海洋地质研究等四个方面进行了讲解。报告首先从海洋在现代地理学和地质学研究中所扮演的重要角色入手,向同学们具体介绍了海洋学研究在全球气候研究、生态环境、能源资源等方面的突出地位,并从科学史的角度介绍了国内外关于海洋科学研究的发展过程。接着,通过典型研究案例向同学们讲解了如何利用海洋沉积物开展古气候和古环境研究,重点介绍了海洋钙化生物壳体在海洋地质研究中的基本原理和重要应用,最后,魏广祎老师以我国自主设计建造的“梦想号”大洋钻探船为切入点,说明了国际大洋钻探计划的发展历史和取得的重大成果,并介绍了我国在国际大洋钻探中扮演的重要角色和未来10年大洋钻探的发展规划,启发了同学们的思考,鼓励大家投身海洋科学研究,为未来我国的海洋学研究贡献自身的力量。在课间和课后魏广祎老师还与金中的同学们进行了热烈交流,分享了自身在古海洋环境研究中的心得和感受。

在11月18日的第七次课程中,谢豪老师带来了主题为“地球物质能量循环和人类发展”的报告。在这节课程中,谢豪老师从能源的物理化学特性讲起,介绍了人类主要利用的能源类型。随后话题展开到人类利用能源的历史、当前人类面临的能源危机和破局的思路。同学们了解了人类文明的发展过程,从石器时代、古代社会到第二次世界大战的世界总发展在很大程度上受到能源迭代的驱动。同学们学习到了化石能源的形成机制,勘探开发方法,以及页岩油气革命的重大意义。随后课程转而讲述当前我们面对的两个重大瓶颈,即碳排放引发气候问题以及清洁能源产能爬坡的挑战。同学们对于绿色能源所需要的大量基础设施、科学技术和社会形态的挑战感到任重而道远。最后,课程还探讨了氢能的可能性。

在11月25日的第八次课程中,曹程老师为同学们讲述了主题为“火星之下:隐藏的海洋、生命与未来”的报告。在课程中,曹老师讲述了:地球和火星是离太阳第三和第四近的行星,现在的火星是一个寒冷干燥的红色星球,拥有非常稀薄的大气层。科学探测表明火星表面有液态水存在的痕迹,火星曾经的气候更为温暖湿润。火星探索的核心目标之一是在其地质记录中寻找生命信号或者曾经存在的生命可能留下的迹象,课程总结了目前生命信号探寻的进展。火星样品返回任务将对验证火星气候演化历史,发现生命信号至关重要。pg电子官方网站行星科学实验班旨在培养具备扎实科学基础和前沿探索能力的人才,为深空探索贡献力量。

在12月2日的第九次课程中,谭道远老师带来题为“地球的听诊器——光纤感知大地脉搏”的内容,以生动有趣的方式向同学们讲解地质工程监测科技,激发他们探索地球与科技创新的兴趣。课堂以地震、滑坡、火山喷发、海啸等震撼影像开场,引出“地球是否真的安静”这一思考,并自然过渡到核心内容——将光纤比作“地球神经系统”的光纤感知技术。谭老师用浅显语言解释光信号如何记录振动、形变与温度,实现对大地活动的持续“听诊”。为了让同学们直观体验这项技术,课堂设置了互动游戏:光缆穿桌而过,敲击桌面或在门外低声说话,系统即可实时反演波形或声音,引发同学们浓厚兴趣和阵阵惊叹。随后,谭老师重点介绍pg电子官方网站地质工程学科团队在光纤感知领域的探索与成果,并以“透明南大”校园监测、城市输水管道泄漏预警、动物活动追踪等案例,展示光纤技术从实验室走向实际工程的广泛应用。展望未来,他描绘了光纤感知在智慧地球、智慧城市和深海监测等领域的巨大潜力,鼓励同学们关注地球科学与信息科技的融合,成为未来的“地球守护者”。这场课程不仅带来知识,更为学生打开通往科研世界的窗口,让他们在领略自然壮阔与科技精妙的同时,深刻感受到科学家守护地球的责任与担当,也进一步激发了对地球科学、工程技术与创新实践的浓厚兴趣。

在12月9日的第十讲中,夏炎老师副教授带来“行星的脉动:火山”的专题介绍,旨在通过深入浅出的讲解,带领学生探索火山活动在地球及其他行星上的表现与成因。课程内容涵盖岩浆的成因、火山的基本概念、形成机制、类型分类及其对行星演化的影响。通过多媒体展示与火山岩标本的观察,学生能够直观理解火山的动态过程及其科学价值。课程结合理论知识与实际案例,展示了火山科学的复杂性与魅力,激发了学生对地球科学的兴趣与热爱。部分参与课程的学生表示,未来有意向从事地质或行星科学的研究工作,为人类探索宇宙贡献力量。

在12月16日的第十一讲中,陈扣平老师带来“水资源与水污染”的专题介绍,用数据与故事在年轻心灵中投下思想的石子。陈老师从南京本地的秦淮河讲起。“你们知道吗?秦淮河在明清时期可以直接饮用,我们小时候都直接从地下水井抽水喝,而今天我们需要投入巨大成本才能维持水质。”通过一张张历史对比图,他展示了水体污染的惊人速度。最触动人心的是陈老师分享的实地调研经历。她展示了2007年太湖蓝藻的照片,接着她从水循环的角度,引导学生们思考太湖蓝藻的成因并将问题抛给同学们,讲座尾声,陈老师没有给出标准答案,而是留下思考:“二十年后,你们会成为决策者、工程师、教育家。那时,你们将如何守护我们的水资源?”这场讲座像一颗种子,这个看似宏大的议题,因为一场贴近生活的讲座,在这些高中生心中变得具体而紧迫。当一双双年轻的眼睛注视着一张张现实生活中水污染的图片,未来已在他们的凝视中悄然改变。金陵中学的这场讲座证明,最好的教育不仅是传授知识,而是唤醒责任——对每一滴水的责任,对我们共同未来的责任。

在12月23日的第十二讲中,刘欢老师带来“走进多彩的矿物世界”的主题介绍。课程从四个维度,带领同学们进行了一场穿越时空的宝石探险。课堂始于一场视觉的盛宴。刘老师展示了玫瑰般娇艳的菱锰矿、孔雀羽毛般翠绿的孔雀石与深邃如夜空的蓝铜矿共生标本。原来,矿物的色彩是一部光的魔术:红宝石因吞噬黄绿光而炽热,蓝宝石因吸收橙红光而沉静,这正是“所见非所吸”的科学浪漫。色彩的背后,是地球波澜壮阔的演化史诗。刘老师讲述,从星尘中诞生最早的金刚石,到地球大氧化事件催生大量红色铁矿,再到生命活动创造出贝壳,矿物种类从最初的几十种增至如今约六千种,它们如同“时间胶囊”,每一页都记录着星球与生命的共同呼吸。课程的高潮在于揭示矿物如何成为人类文明的基石。从石器时代的燧石到硅时代的芯片石英,从青铜器的孔雀石颜料到新能源车的锂电池,同学们惊奇地发现,一部科技史,就是一部人类学会利用不同矿物的历史。讲座最后,刘老师留给学生一个问题:我们该如何科学、可持续地利用这些不可再生的矿物宝藏?这堂课远不止于知识的传递。它像一把钥匙,打开了同学们观察世界的全新视角——脚下平凡的岩石,可能蕴藏着宇宙的起源、生命的奇迹和文明的未来。科学与美学的交融,在此刻变得具体而辉煌。探索未知的种子,已然在心间播下。

在2026年1月13日的第十三讲中,王涛教授为同学们带来了两场精彩的报告。在第一场报告中,王教授从学科建设、人才培养、师资队伍、平台资源和科研成果五个维度,全面介绍了pg电子官方网站的发展现状和优势特色,让同学们对这所百年名校的学科实力有了更深入的了解。第二场报告则聚焦于同学们感兴趣的行星科学领域。王教授深入浅出地阐述了行星科学的内涵,生动讲解了太阳系的形成与演化过程,详细介绍了行星探测的各种方法,并重点介绍了我国在深空探测和行星科学研究方面的最新进展和成就。两场报告内容丰富、深入浅出,不仅拓宽了同学们的科学视野,也激发了大家对地球科学和行星探测的浓厚兴趣,在同学们心中播下了科学探索的种子。

本次授课活动是地学专业通过跨学院、跨学科协调优质科教资源,集中中青年骨干教师,在中学开设融合课程,旨在将高校教育资源前置到中学,探索高校与高中的融合,从而助力学生全面发展,推动中学生拔尖创新人才培养,进一步筑牢中学生的强国之志和创新之基。

