南极、北极和青藏高原素有“地球三极”之称。北极,泛指北极圈(66°33′N)以北的地区。包括北冰洋的绝大部分面积、海冰区、岛屿和欧洲、亚洲、北美洲及格陵兰岛在北极圈以内的陆地,总面积约2200多万平方公里。南极泛指南纬60°以南的海洋、岛屿和大陆,总面积约5200万平方公里。
南极和北极是地球气候系统的重要单元,储存了全球冰雪总量的98%以上,世界淡水总量的80%以上,包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程。通过这些相互作用,地球高纬度地区不断驱动着全球变化,同时也深受全球变化的影响。极地拥有过去地球系统演变的独特信息,对认识地球系统及其与人类活动的相互作用具有重要意义。联合国政府间气候变化专门委员会日前公布的第四次评估报告称,“全球气候变暖是无可辩驳的事实,南北极的气候变化是全球气候变化的指示器。”
“少年极先锋”是由来自国家海洋局、中国科学院、武汉大学、中山大学、厦门大学、中国海洋大学、大连理工大学、挪威极地大学、挪威斯瓦尔巴德大学、赫尔辛基大学、阿根廷布宜诺斯艾利斯大学等科研单位的极地专家学者参与指导。截止2019年,共计有包括中国科学院院士在内的68名科学家带领青少年前往南北极进行科学考察,并有超过50位科研人员参与学生行前培训和后期研究指导。另有来自北京四中、人大附中、北大附小、北京实验二小、华南师范大学附中、西安铁一中等中小学校的特级和高级教师参与少年极先锋学生培养并带队前往南北极考察。
在极地专家、专业领队的带领下,青少年将前往世界三极(南极、北极和青藏高原)进行科学考察,体验铭刻终身的极地科学之旅。以“极地”为考察地的科考活动在全球鲜有开展,因此,“少年极先锋”是全球罕见的“硬核”极地科考活动,并为青少年科学考察书写了历史新篇章。
自2011年起,“少年极先锋”已连续成功举办9次北极、8次南极和2次青藏高原科学考察活动,已有700余位来自中国大陆、香港、台湾、美国、挪威、加拿大等地的大中小学生参与。在80余名极地科学家指导和带领下,少年极先锋队员前往世界三极,围绕极地环境、生物多样性、海洋资源、地质构造、全球气候变化等科学领域开展了一系列考察和研究。
至今,“少年极先锋”队员已完成极地科学论文280余篇;获得全国青少年科技创新大赛、明天小小科学家、中国少年科学院“小院士”、金鹏科技论坛等比赛奖项70余项;发表学生署名科技文章20余篇;取得发明专利2项;并发现极地未知物种3个。
通过撰写研究论文、参与青少年科技大赛等方式,许多“少年极先锋”队员获得了国内及海外名校的录取机会。现今,他们就读于北京大学、清华大学、马里兰大学、芝加哥大学、加州大学洛杉矶分校、密歇根州立大学、弗吉尼亚大学、加州大学戴维斯分校等名校。
青少年对北极的气候与环境、地质演变、海洋生态与资源、动植物与微生物、冰川遥感、大气污染、北极法律等领域进行综合考察;并在专家的指导下使用手持GPS、水下机器人ROV、手持激光测距仪、手持野外地物光谱仪、微生物抽滤泵、Microtops-型太阳光度计、多功能水质检测仪、海水理化分析仪等大型监测设备开展丰富而安全的科考实验,体验真正的极地科考员的工作。
“少年极先锋”不仅是一次终生难忘的梦幻之旅,更是一次收获丰硕的科学之旅。丰富的实践课题、严谨的科考流程、专业的指导培训,汇聚成最终的科研成果,帮助每一个孩子在成长的道路上更加独立,更加自信,向未来获得世界级的荣誉与人生高度迈进。
从来没有一个科学话题如地球之极这般吸引全人类的关注。当代科学家证明了地球在变暖,而南极、北极乃至地球所有冰冻地区都将受到气候变暖的影响,并进而影响着我们的未来。从科学的角度讲,这一过程是如此的复杂,涉及我们所知的几乎所有科学领域,例如物理、化学、生物、地质、气象、环境、生态等等,甚至新型材料、绿色能源、污染控制、人工智能这些最新兴的科学技术都包含在其中。
十五世纪的地理大发现,十八世纪的第一次工业革命,二十世纪末的信息技术兴起,这些科学上的发现和突破改变了人类历史,极大地推动了人类文明的进步。今天,在新兴科学技术迅猛发展使我们的生活越来越好的同时,地球之极作为地球系统科学的代表领域,却深刻影响着人类的生存和地球的命运。
因而,通过极地科学的主题培养,我们希望青少年不但能够接触到众多科学领域的最新知识与前沿研究,培养对科学的深刻理解和实践能力,更能够从小建立起地球系统科学的认知,掌握不同科学之间的相互关系和内在联系,从而使科学技术成为每一位青少年开启未来之门的钥匙。
最好的科学培养就是让青少年解决真实的科学问题并在这个工程中获得锻炼和培养,因此,少年极先锋的极地科学培养的最大特色就是“真的做科学,做真的科学”。
在少年极先锋的培养过程中,我们都按照科学家的工作标准去严格要求每一位参加者。无论是研究课题的设计,还是极地考察中使用的仪器设备,或是现场的采样和后期的实验分析,每一位同学都是“真刀实枪”并且一丝不苟地进行着自己的科学研究。每一个研究选题都是唯一的,每一个研究结论都是独特的,每一个操作步骤都是极其严谨的。在这样近乎“折磨”的过程中,同学们却最终实现了自己的创新梦想。
少年极先锋主题科学教育围绕着极地科学这个涉及地球命运的大科学体系,涵盖着几乎所有的传统科学和新兴科技,其科学领域特别宽广,科学知识无穷无尽。从全球气候变化到极地植物多样性,从极地微生物到冰川遥感,从太阳活动对极地影响到海洋碳酸循环,从冻土工程到破冰船设计,青少年们的极地科学研究称得上包罗万象。
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