2018暑期学术挑战营
  • 适合人群:高中生
  • 报名电话 :杭州站:0571-88812680 ; 武汉站:027-87689796
  • 城市 :杭州  武汉  海外  
  • 授课方式 :线上+线下
  • 费用 :8000~15000元
学术挑战营是思铺学术社区联合多所国内外一流大学、研究院所、学科专业学会、省市科协等海内外学术机构,面向中学生开设的研究型学习课程。学员通过为期5—7天的学习,掌握进行科学与工程创新的基本方法与普遍规律,并深某一学科进行背景、理论知识学习与实验技能训练,最终应用所掌握的知识与技能,通过小组协作的方式,完成学术挑战营布置的挑战项目,达到在研究中学 习、用科学方法挑战、以挑战促学习的课程目标
课题介绍

简介

学术挑战营是思铺学术社区联合多所国内外一流大学、研究院所、学科专业学会、省市科协等海内外学术机构,面向中学生开设的研究型学习课程。学员通过为期7—10天的学习,掌握进行科学与工程创新的基本方法与普遍规律,并深入某一学科进行背景、理论知识学习与实验技能训练,最终应用所掌握的知识与技能,通过小组协作的方式,完成学术挑战营布置的挑战项目,达到在研究中学习、用科学方法挑战、以挑战促学习的课程目标。

核心目标

1. 掌握学术创新的基本方法

◇调研并设计命题
◇文献检索与阅读
◇提出科学假设并设计验证实验
◇创新团队的分工协作与进度管理
◇撰写研究报告、学术展示

2. 完成科研训练

◇理解学科背景
◇掌握专业基础知识
◇典型仪器设备、实验操作
◇数据处理和分析

3. 完成学术挑战

◇基于解决问题的综合实践能力
◇团队协作能力
◇自学和团队学习能力
◇科学与工程创新的一般方法
亮点

1.理论与实践紧密结合;
2.名校教授团队领衔执教;
3.顶级实验室;
4.精心设计的学术挑战项目。

收获

1.提升创新潜质,获得创新潜质评估报告;
2.获得由教授签字的学术挑战营结业证书;
3.挑战项目获奖证书,优秀学员可获得教授推荐信;
4.提升申请国内外大学的升学竞争力;
5.参与挑战任务所获得的优秀成果,可在导师的进一步指导下发表学术论文或参加青少年科技创新大赛等各类科创竞赛。
日程安排
DAY1 导论:如何做有价值的创新
DAY2 背景研究
DAY3&DAY4 理论知识与研究技能训练
DAY5&DAY6&DAY7 挑战任务
任务成果展示演讲与答辩评选并授予证书

挑战任务例举:钱学森航天科技学术挑战营

背景调研:参观中华航天博物馆、火箭总装厂房及车间,了解我国金牌长征火箭的诞生过程;参观北京唐家岭航天城,探秘航天员训练中心,了解载人航天英雄背后的故事;参观天津滨海火箭基地,解开大火箭的秘密,参观我国新一代大推力火箭生产基地。

专业理论知识:运载火箭基础知识、基础轨道力学、航天飞行测控和交会对接技术、二体问题和三体问题、典型卫星轨道、深空探测方法、轨道机动基本知识(改变卫星和行星的轨道)、太空飞行器轨道设计。

研究技能训练:STK仿真软件的基本操作和应用、数据处理和分析、航天任务演示。

挑战任务:基于STK仿真软件提供的丰富功能,完成“拦截太空垃圾”任务的可视化仿真。

挑战过程:在挑战营的第5~7天,学生将以小组为单位,基于前4天学习的专业理论知识、仿真软件应用、实验与科研技能,经过“任务调研和分析—方案设计—方案可行性分析—STK模拟实施方案—数据处理和分析—PPT展示成果和答辩”过程,完成挑战任务。

评奖规则:方案创意、仿真效果、成果答辩。

主题/时间

基因工程学术挑战营:8月13日-8月19日(8:30-21:00)
物联网与智能硬件学术挑战营8月13日-8月19日(8:30-21:00)
社会心理学学术挑战营: 8月12日-8月18日(8:30-21:00)
无人机学术挑战营:8月13日-8月19日(8:30-21:00)
R语言与大数据应用:8月1日―8月5日(8:30-21:00)

数学建模营:
线上班 第一期8月6日-8月12日(8:30-17:00)
第二期:8月19日-10月21日(每周日8:00-12:00)




流程
1.填写报名评估表
2.资格审核或面试
3.签署报名协议并支付费用
4.获得预习资料并完成前期准备任务
5.营地报到并开启挑战
6.完成挑战任务,获得证书





项目一:基因工程学术挑战营

现代生命科学的主要特征是以分子活动的规律认识生命现象,控制和利用生命过程,改造生物体和生态环境。课程以生命密码“基因”为核心,以生命的基本结构单位“细胞”为基础,以生命科学诺贝尔奖级重大发现为阶梯,带领学生登达现代生命科学的认识顶峰,帮助学生深入理解生物机构的复杂性以及生命过程控制的精确性,从而认识健康与疾病、智慧与情感、思维与创新的奥妙,建立人与环境依存和互动的观念。课程深入浅出又准确系统地反映当代生命科学的前沿技术、最新成果和热点问题,讨论脑与记忆、肿瘤、艾滋病、克隆动物、转基因、干细胞等与我们生活密切相关的概念。学生在系统学习有关知识并接受基因工程基础实验技能训练后,将以小组为单位完成一个以现实生产生活为背景的学术挑战项目。

知识点

◇生命的概念、生物系统的演化
◇细胞的结构与功能、细胞生物学研究方法
◇蛋白质结构与功能、蛋白质学研究方法
◇基因的结构与功能、基因组学研究方法
◇细胞培养与传代
◇生物工程与制药、免疫与疾病
◇干细胞、转基因、克隆动物技术及应用
◇生命伦理学
◇基因克隆、基因重组、真核细胞基因转染
◇生物信息、大数据分析
◇PCR产物检测、原核细胞基因表达与检测
◇生物技术与生物产业、生物经济、生物安全


后续课程和竞赛

后续课程:“学术之星”项目可参加竞赛:“登峰杯”学术竞赛、丘成桐科学奖(生物)、青少年科技创新大赛、国际基因工程机器大赛(iGEM)、AST杯生物大赛、亚洲生物医学未来领袖大赛等

时间
杭州班:8月13日-8月19日(8:30-21:00)


地点
杭州班:浙江大学/ASTspace


报名条件
9~11年级生物基础好



项目二:物联网与智能硬件学术挑战营

物联网与智能硬件学术挑战营介绍:
智能硬件(Intelligent Hardware)是一个科技概念,是指通过硬件和软件相结合对传统设备进行智能化设计。设计对象可以是电子设备,例如手表、电视和其他电器,也可以是之前没有电子化的设备,例如门锁、茶杯、汽车甚至房子。智能硬件的一个重要发展方向是可穿戴与便携式设备,而可穿戴与便携式设备的核心技术之一就是智能传感器。
课程从智能传感器的基本概念、工作原理、设计思路、性能测试、基本实现等不同层面,深入浅出地对智能传感技术进行系统介绍;并以小组为单位,让学生自主参与和设计实验,动手制作个性化智能生命体征传感器(例如心电感应仪、测谎仪、耳温计、运动手环等),完成学术挑战项目。进而提升学生的创新潜质。
课程采用全新的PBL(项目式学习)和Design Thinking(设计思维)的模式,指导学生在“学中玩”——逐步掌握智能传感系统的科学原理和实现方法;“玩中学”——在智能传感器实现的过程中,提出新的问题和方案,进一步完成相应的科研训练。进而提升学生的创新潜质,为自主招生和留学背景提升奠定基础。

项目亮点
热门领域、交叉学科,源于课本、立足实践:将数学、物理、电磁学、图形学和编程融入课程体系,把智能传感理论拆分成数个相关的实验项目,以便于逐步掌握。
名校教授团队领衔执教,拓展思维训练:授课老师皆为浙江大学教授以及资深创客导师,引导学术训练以及科研实验,研学并重、实践创新。
开放式实验室,项目式学习方案:顶级的实验室资源,包括名校科创实验室以及名企重点科研机构等,提供优质的项目式学习方案,鼓励交互设计式创意活动。

项目成果
1.提升创新潜质,获得创新潜质评估报告;
2.获得由教授签字的学术挑战营结业证书;
3.挑战项目获奖证书,优秀学员可获得教授推荐信;
4.提升申请国内外大学的升学竞争力;
5.参与挑战任务所获得的优秀成果,可在导师的进一步指导下发表学术论文或参加青少年科技创新大赛等各类科创竞赛;
6.选拔10%的优秀学员,免费辅导其完成并发表一篇学术论文,或申请一项国家实用新型专利。

项目导师介绍
课程总规划师:刘教授
浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物医学工程学系、浙江大学生物传感器国家专业实验室,教授、博士生导师;中国科学院传感技术联合国家重点实验室客座研究人员。主要研究方向包括:细胞传感器、嗅觉味觉传感器等新型微纳米传感器及其在生物医学中的应用;获2008全国百篇优秀博士学位论文提名、2013浙江省杰出青年科学基金资助,入选2014年浙江省151人才第二层次。

内容设置
学科导论:智能传感学科概貌、发展现状与未来前景,等等;
学术基础:科学创新思维与研究方法、数据处理方法、学术写作、学术展示等;
社会实践与调研:参观浙江大华科技股份有限公司、硬功馆等知名企业与研究单位;
理论知识:物理传感器原理、化学传感器原理、生物传感器原理,传感电路基础,面包板电路基础知识、设计思路,智能传感系统程序基础、传感算法设计思路,等等;
实验技能:传感电路设计、智能传感系统程序开发,等等。
挑战任务:在挑战营的第5~7天,学生以小组为单位,基于前4天学习的专业理论知识、基础实验与科研技能,经过“资料查阅—前期研讨—方案设计—方案实施—数据处理和分析—汇报ppt制作和成果答辩”过程,完成一种智能传感系统的设计。

实验一 :穿戴式柔性压力传感器测量脉搏波信号





Δ实验目的:了解柔性压力传感器的结构及工作方式以及在脉搏波生理信号检测及中医脉诊中的应用。

实验二 :化学离子检测实验

Δ实验目的:了解氢离子电极的工作原理和工作特性,思考如何使用离子电极检测人体体内环境的ph值。

实验三: 酒精气体检测实验

Δ实验目的:了解半导体气体传感器的结构及工作方式。

4、动手制作个性化智能生命体征传感器——心电感应仪、测谎仪、耳温计、睡眠记录腕带、运动手环。至少独立完成一个智能传感器。



项目目标
1.了解智能硬件的应用概况、智能传感技术的发展现状和趋势,掌握智能传感检测技术的相关理论知识和实验操作方法。
2.了解面向应用对象的智能传感技术的基本开发思路以及流程和验证方法。
3.小组合作共同完成学术挑战任务。

时间
2018年8月13日-8月19日(8:30-21:00)

地点
浙江大学/思铺学术中心

报名条件
9~11年级




项目三:社会心理学学术挑战营

心理学是一门研究人类心理现象及其影响下的精神功能和行为活动的科学,包括基础心理学与应用心理学两大领域,研究涉及知觉、认知、情绪、思维、人格、行为习惯、人际关系、社会关系等许多领域,也与日常生活的许多领域(家庭、教育、健康、社会等)发生关联。社会心理学是心理学的一个重要分支,其主要研究个体和群体在社会相互作用中的心理和行为发生及变化规律,在个体水平和社会群体水平上对人际关系进行探讨。课程系统介绍心理学的基本理论和原理,培养从心理学角度思考的思维习惯,提高运用心理学知识解决实际问题的能力。以养老院现场访谈、心理咨询志愿者、十方缘的义工等活动为研究背景,以小组形式设计研究方案并完成学术挑战项目。课程主要内容包括三类问题:(1)社会思维,我们如何知觉自我和他人;(2)社会影响,从众的压力、说服和群体的影响;(3)社会关系,吸引力和亲密关系、利他行为。

知识点

◇社会中的自我(我为什么会如此快乐/不快?)
◇人的毕生发展与生涯规划
◇幸福感与积极心理学
◇被人洗脑是怎么回事?
◇情绪障碍的概念、产生及特点(以焦虑为例)
◇亲密关系的造就因素、促进因素和结束过程
◇经典从众研究、从众现象的影响因素、如何抵制从众
◇正确进行自我评价、正视他人评价
◇检视当前的生活状态

后续课程和竞赛

后续课程:“学术之星”项目
可参加竞赛:“登峰杯”学术竞赛等

时间
2018年8月12日-8月18日(8:30-21:00)

地点
武汉大学/思铺学术中心

报名条件
9~11年级



项目四:无人机学术挑战营

无人驾驶飞机简称“无人机”(UAV),是利用无线电遥控设备和自备程序来控制装置操纵的不载人飞行器,自20世纪40年代以来,在军用和民用领域都有着广泛的应用。本世纪以来,随着软硬件的进步,小型旋翼无人机更多地走入了民用领域,甚至是我们的生活。课程介绍小型旋翼无人机的应用、飞行和控制原理、小型旋翼无人机的基本组成部分,具体包括驱动系统、传感系统、机器视觉及数字图像处理、通信系统、整体设计等软硬件构成,并以小组为单位动手组装一台旋翼无人机,以及将无人机调试到能够安全稳定的飞行状态,完成学术挑战任务(飞行功能和路线的测试)。

知识点

◇各类航空飞行器的动力学原理
◇四旋翼飞行器的组成与组件功能、动力系统、图传系统
◇飞控基本原理和作用
◇传感器介绍(陀螺仪、加速度计、气压计)
◇输出控制原理(PID、PWM、PPM等)
◇无人机功能原理(悬停、巡航、一键返航)
◇飞行安全
◇反无人机技术

后续课程和竞赛

后续课程:“学术之星”项目
可参加竞赛:青少年科技创新大赛、“登峰杯”学术竞赛等

时间
杭州班:8月13日-8月19日(8:30-21:00)


地点
杭州班:科技馆科学院

报名条件
9~11年级物理基础好,有编程基础优先


项目五:R语言与大数据应用

随着计算机网络,传感器及高性能计算机的发展,人们获取数据越来越容易,希望从数据中提取有价值的内容的需求也越来越强烈。传统的技术架构日渐难以满足海量数据处理的需求。为解决海量数据的存储和数据分析的瓶颈问题,出现了新的技术架构以及分析语言。技术架构上,Hadoop, Spark, Storm是目前大数据领域三大解决方案。Hadoop采用MapReduce分布式计算框架,采用HDFS分布式文件系统和HBase数据存储系统。Spark使用内存来存储数据。但是 Spark不能用于处理需要长期保存的数据。Storm可以看作分布式实时计算系统。Hadoop的开源特性使其成为大数据分布式计算系统事实上的国际标准,对Hadoop相关技术的了解是大数据架构学习的必经途径。
除了必要的技术架构,具体问题的编程语言是实现大数据应用的另一个重要环节。开源统计分析语言R被广泛应用于互联网、制药、环境保护等行业,可以进行经济计量、财经分析、人文科学研究、用户行为分析、以及人工智能相关的计算。R语言具有的灵活性、开放性,使R语言在大数据处理中的应用也越来越被学界和业界所重视。Hadoop平台上已经提供了基于R语言的编程插件。借助R的高效性,可以使得对大数据的分析事半功倍。在构架与编程语言的基础支持下,通过典型案例分析,使学员在短时间内了解与掌握大数据的知识与技能。


日程安排

DAY1
Linux 基础
数据科学的简介:
操作系统及Linux 发展历史;
主流数据分析软件及R简介;
大数据简介、解析
Linux 操作
学生学习并完成Linux操作:
Ubuntu 安装
Linux 基础命令
用户管理命令
文件管理命令
系统管理命令
DAY2
R语言操作
学生学习并完成R操作:
R语言数据类型
向量操作
因子操作
数据框操作
矩阵操作
列表操作
R语言数据管理
学生学习并完成R语言数据管理:
数值处理;
统计处理;
字符串处理。
学生讨论并完成”学生数据变换”实验
DAY3
大数据框架技术
讲授Hadoop 原理;
Hadoop 安装与配置
讲授Map reduce 原理。
学生讨论并完成“字符统计”实验
DAY4
R与最优化
讲授R与最优化:
线性规划;
整数规划;
目标规划。
学生讨论并完成约束优化问题实验求解
DAY5
机器学习
讲授机器学习特征选择;
机器学习分类。
学生讨论并完成”基于Gene chip 的急性
白血病”分析实验
学生提交并展示课程总结报告,点评,
结业颁发证书。

时间
杭州班:8月13日-8月19日(8:30-21:00)

地点
武汉大学/思铺实验室

报名条件
9年级及以上学生,且热爱计算机和数学(有微积分基础或编程基础的学生优先
录取)





项目六:数学建模营

应用数学(Applied Mathematics)是应用目的明确的数学理论和方法的总称,研究如何应用数学知识到其他范畴(尤其是科学)的数学分枝,可以说是纯数学的相反。大体而言,应用数学包括两部分:一部分是与应用有关的数学,这是传统数学的一支,称之为“可应用的数学”;另一部分是数学的应用,就是以数学为工具,探讨解决科学、工程学和社会学等方面的问题,这是超越传统数学的范围。应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立数学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程;然后对数学模型进行求解,再根据结果去解决实际问题。数学建模学术挑战营就是以数学建模教学与实践为核心展开,经过有关知识的补充和建模工具使用训练后,让学员尝试挑战一个实际问题,并使用数学建模的方法使之得到解决。
知识点
◇应用数学与数学建模概论
◇高等数学基础
◇常见的初等建模(包括量纲分析建模、比例方法建模等)
◇数据的插值、拟合
◇线性方程组的求解方法及矩阵运算
◇线性规划方法建模
◇初等应用概论建模
◇差分和微分方法建模
◇离散建模(包括森林管理与网络流优化建模)
◇聚类分析方法建模
◇对策问题建模
◇MATLAB使用基础及重要模型的MATLAB实现

后续课程和竞赛
后续课程:数学建模赛前冲刺班
可参加竞赛:“登峰杯”数学建模竞赛、美国高中生数学建模竞赛(HIMCM)、国际数学建模挑战赛(IMMC)等
时间

在线班:在线课程

第一期8月6日-8月12日(8:30-17:00)

第二期:8月19日-10月21日(每周日8:00-12:00)

报名条件
9~11年级数学和物理基础好,有MATLAB编程基础优先

思铺学术

思铺学术社区(WorldShaper)是向中学生提供研究性学习与学科探索的学术平台。思铺学术的核心团队来自高校、科研机构、教育服务公司,目前共有6位博士、6位硕士,相当一部分有海外的名校教育背景。我们感受到中学生需要一种全新的教育模式以满足研究型大学对他们的期待,以及提高他们成为某一领域领导者的可能性。截至2017年10月,思铺学术有杭州、上海、武汉三家分公司,一个STEM创新实验室;与浙江大学、武汉大学、复旦大学、上海交通大学、同济大学、UCLA、UIUC、NYU、新加坡国立大学等国内外一流大学,共同开发面向中学生的学术探究课程与微创课题;邀请了近百位教授参与教学和课题指导,其中包括三位诺贝尔奖获得者;与国内外超过50所大学或科研机构,共同开发面向青少年的研究型学习课程。



报名流程
1.填写报名评估表
2.资格审核或面试
3.签署报名协议并支付费用
4.获得预习资料并完成前期准备任务
5.营地报到并开启挑战
6.完成挑战任务,获得证书

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