户外科学探索活动论文

有一次，科学课下课的时候，我听见几个同学在议论纷纷，我凑上前去，仔细一听，原来，大家都在讨论一个问题：一个空杯子装满水，盖上一张纸，再将杯子倒过来，纸会不会掉、水会流出来吗?能有这么神奇的事发生吗?我决定亲自做一个实验。于是放学回家后，我迫不及待找来一个纸杯，一张大小合适的白纸，接着将杯子装满了水，将纸盖在杯上。此时我有点紧张，担心实验不成功。为了知道结果，我深深地吸了一口气，拿起杯子轻轻地倒过来。哇噻！果真如此，纸紧紧地"贴"在杯子口上，水也一滴不漏，太神奇了！可这又是为什么呢?为了揭开谜底，我便上网查找有关的资料。原来是因为装满水的杯中空气压力被堵住，压力就自然很小。加上水的表面有胀力，才能使杯中的水稳稳地被"固定"住，纸也能吸在上面。我恍然大悟，原来是空气和纸托住了杯子中的水！鸽子为什么会回家?科技小论文真是让我头疼，今天上午想到下午。下午我看到鸽子，想到了他是怎样回家地呢?我的小论文有了题材。我假设鸽子是按照一些固定景物回家的。我决定在晚上进行一项实验，假如他是按照一些衣架规律回家的，正巧，今天我们家要安上新的挂衣绳。分工和工作安排完毕。第二天，我兴致勃勃地跑上阳台，鸽子像往常一样飞过。看到新的衣架，鸽子还是照常飞过，并没有和蚂蚁一样，有稍微一点变化，就认不得路。经过我上网查找资料，我终于发现鸽子并不是按照固定的物体识路，而是根据地磁回家的。通过这一次试验，我知道了鸽子是怎样回家的。也证实了我的猜想是错误的。蚯蚓为什么会再生?今天,我和妈妈在花坛旁边看花.突然我发现花下的土壤里爬着两条蚯蚓,我听说蚯蚓有再生的能力,那么蚯蚓砍成三节会死吗?于是,我就抓起其中一条蚯蚓,软软的冰冰的象果冻一样,我胆战心惊地抓着它放到水泥地面上,又壮着胆抓起第二条,将其中一条长一点的蚯蚓按比例平均分成三节,另一条我也分了三节,每一条在我砍完后,看到蚯蚓分泌出黄色的液体包裹住它自己的伤口,我想也许蚯蚓的身体也在不停地摆动,慢慢它们安静了下来,我想我也太残酷了,就将它们都一一放到花坛里,继续观察,可是天很晚了,我要回家了.回到家里,我就迫不及待地查资料,才恍然大悟,原来切蚯蚓时断面上的肌肉组织立即收缩，一部分肌肉便迅速自己溶解，形成新的细胞团，同时白血球聚集在切面上，形成栓塞，使伤口迅速闭合。位于体腔中隔里的原生细胞迅速迁移到切面上来与自己溶解的肌肉细胞一起，在切面上形成结节状的再生芽。与此同时体内的消化道、神经系统、血管等组织的细胞，通过大量的有丝分裂，迅速地向再生芽里生长。就这样，随着细胞的不断增生，缺少头的一段的切面上，会长出一个新的头来；缺少尾巴那一段的切面上，会长出一条尾巴来。但是尾巴那段都比头的那段复原得快些,而且有的蚯蚓分三段会死,有的又不会.真是太神奇了！通过这次的观察我才知道蚯蚓的再生能力真的很强,我一定要学习蚯蚓那不放弃生命的精神.科技小论文___虾钳能再生吗?你吃过虾吗?好吃吧！你养过虾吗?虾有再生能力你知道吗?把它的钳子拔掉，过几天它又会长出来，你信不信?我们家的鱼缸里养了一只虾，它长着两只大钳子，它的钳子做了很多坏事，比如：它用钳子夹鱼的尾巴，夹神仙鱼的胡子。所以我们开了个家庭会议，决定把虾的钳子拔掉。我担心它掉了钳子会死掉，爸爸说："没事的，拔了钳子，过了一段时间钳子会长出来的。"真的那么神奇?就这样过了一个星期，我又去看那只虾，一看吓了一跳，虾正在那里张牙舞爪，钳子真的长了出来，长得比原来还大，有在那里欺负小鱼呢！它真的有再生能力呢！其实，还有别的动物也有再生能力，比如：壁虎，螃蟹，龙虾，蚯蚓，它们都有再生能力。如果人也有再生能力那有多好啊！那么，四川地震受伤的小朋友就不会残疾了，就会自己修好自己，变成和我们一样的健全人！科技小论文___为什么纸不掉下来?有一天，在学校课间休息的时候，听见同学们在议论纷纷，说什么一个空杯子装满水，盖上一张纸，再将杯子倒下来，纸不会掉，水也不会流出来。真的这么神奇吗?听得我心痒痒的了。放学回家后，我迫不及待找来一个杯子，一张大小适中的白纸，接着将杯子装满水，将纸盖上。这时我有点紧张，为了知道结果，我深吸了一口气。拿起杯子轻轻的倒过来，呀！果真如此，纸不掉水不漏，真神奇。这是为什么呢?为了把这个谜解开，于是我就上网查阅有关资料。答案是："因为装满水的杯中空气的压力已经很小了，加之水的表面有张力，不让水随便'乱跑'，因此、其实是空气和纸托住了杯子中的水。"科技小论文___废旧电池为什么不能乱扔?深圳市东晓小学三(四)班刘烨君在日常生活和工作中，电池被广泛应用，如果对废旧电池处理不当，那对地球上的土壤和水资源造成相当大的破坏。这是因为，干电池和充电电池中的各种各样化学物的主要成分是锌皮.汞.硫酸化物.铜帽。而蓄电池的主要成分是铅，这些重金属都是对人体有害的。如果废旧电池扔到了水里，水就会被污染，水中的鱼就会变得有毒，吃了有毒的鱼，喝了有毒的水，人的健康就会受到威胁，会损害神经系统，甚至会致癌。据测量一节一号电池烂在土壤里，可以使一平方米土地失去利用价值；一个扣钮电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。全球50亿人来计每个月每人丢一颗电池，一年累积下来600亿颗电池，对地球的破坏力可说是很大的了，其对人类健康危害造成的后果更难以想象了。为了保护环境，有的小区已经配置了回收废旧电池的垃圾桶，有专业人士回收后就可以变废为宝，将废旧电池合理再生利用。所以，保护环境，就应该从小事情做起，从身边的事情做起，地球是我们的家园，为了保护地球，我们不能再乱扔废旧电池。科技小论文___为什么一些动物要冬眠呢?深圳市东晓小学三(四)班丘盈盈我很喜欢小动物，经常去动物园看望它们，特别爱仔细观察它们的一举一动。冬天去时有的动物却不见踪影，后来，我才知道一些动物要冬眠。为什么一些动物要冬眠呢?这个问题一直困扰着我。为了解开这个谜底，我查阅了有关的资料，有了大致的了解。原来，在自然界，许多动物都有休眠的习惯。冬眠是动物对冬季气温低、食物又少等不良的环境条件的一种适应。此时的动物生命活动处于极低水平的状态，通常表现为停止取食，不活动，昏睡、呼吸微弱和体温下降等。冬天一到，青蛙、蛇、刺猬、旱赖等冬眠动物躲在洞里睡懒觉，它们早早就积极觅食，以备休眠期和苏醒时期的需要。冬天，外面又冷，食物又少，所以有些动物就躲在洞里睡懒觉。这样，我又明白了一个小知识。科技小论文___为什么叫死海?深圳市东晓小学三(四)班黄家苑有一种海叫着"死海"，"死海"里面没有鱼虾,但人跳进"死海"里,却安然无事的浮了起来,这是为什么呢?带着这个个问题我请教了《十万个为什么》，结果才知道：因为死海里面有许多像盐一样的东西,所以鱼虾,海草,等许许多多的海鲜都不能生活在海里，才有了这个"死海"的名字。那么"死海"对人有什么用处呢?据说"死海"可以治病。如果一个感冒的人拿着书躺在死海里,不出三天病就会好许多,不过有个安全，只有死海跳下去才会安然无事,如果选择另一个海跳下去的话,会马上死掉.这就是我知道的科学其一.科技小论文___为什么乒乓球会鼓起来?深圳市东晓小学三(四)班黄秋琳星期天，我和妈妈来到体育馆打乒乓球。我们打得正高兴，突然妈妈把球打过来我没接住，于是，我就去捡球，一不小心把球踩扁了。我特别着急，叹息地说："妈妈，怎么办啊?"妈妈立刻放下球拍，问："秋琳，怎么了?"我说："我不小心把乒乓球踩扁了。"妈妈说："别怕我有办法。"妈妈拿来热水瓶，在水杯中倒满水，再把乒乓球放进杯子里，这时，我发现乒乓球慢慢地鼓了起来，我特别兴奋地问妈妈："这是为什么呢?"妈妈也说不清楚。从星期一到星期五，我一直在上网查资料，问同学，问老师，可是还是找不到具体的答案。这时我不得不去问有学问的爸爸了。爸爸说："乒乓球凹进去之后，放在100℃的热水中可以鼓起来的两个原因是：第一，这是根据物理性质热胀冷缩的原因，乒乓球受热而膨胀，凹处就会凸起来。但是，胀起来后，会有个痕迹，这样的球打起来有时候会乱跳。第二，因为热胀冷缩的原因。乒乓球没破，里面空气挤压用热水~让空气膨胀让乒乓球变圆这是根据物理性质热胀冷缩的原理，乒乓球受热而膨胀，其中气体的膨胀系数大，而固体的膨胀系数小，于是内部的气体膨胀得比乒乓球本身要多得多，于是把乒乓球凹处顶起。"哦，原来生活中隐藏着这么多的科学知识啊！科技小论文___为什么不能直接用自来水浇花深圳市东晓小学三(四)班丘盈盈自来水是人们的日常生活用水，这种水清澈洁净，杂质很少，每一个人都离不开它。我每天都用它来浇花，却发现我的那盆花老也不见长，没道理呀?阳台上阳光充足，空气也新鲜，不应该呀?这是为什么呀?带着疑问，我去请教了爷爷。爷爷告诉我自来水是不能直接用来浇花的。原因是自来水适合人们日常饮用，但由于它在生产过程中添加了凝聚剂和消毒剂，使水变得比较洁净，但因此缺少了动植物生长需要的部分微生物及营养，我们种的花，养的鱼，都是有生命的动物和植物，它们在生长中既需要水分，也需要通过水带给它们营养素和微生物。所以，自来水不能直接用来浇花。为了解决这个问题，一些有经验的人就采用雨水浇花，或者是先把自来水盛到水桶中，在露天中放一些时间，等里面的凝聚剂和消毒剂跑掉了，水里杂质多了，这时候再用来浇花就可以了。我照爷爷说的去做，果然花儿张开了笑脸。科技小论文___为什么生命离不开水?深圳市东晓小学三(四)班劳淑盈我在一本《一天一个新知识》书里面，发现了为什么生命离不开水?原来，水是万物生存之本，生命之源。生命起源于原始海洋，所以生命从起源开始就离不开水；生命体内有50%~80%是水，没有水就没有生命；水在细胞内含量最多，以游离水和结合水2种形式存在。游离水是无机盐和其他物质的自然溶剂，也是各种生化反应理想的介质；结合水主要通过氢键与其他物质(主要是蛋白质)结合。水的很多特性附合生物生存的需要。水是极性分子，由于水有较强的内聚力和表面张力，适合于在植物体内的导管中运输和水生昆虫在水面的行走。所以我们要好好珍惜水的资源，要不地球上的水资源将悄悄地减少，人类的确面临水荒的威胁，树木干枯，花草枯萎，鱼儿死掉.当这些生物从我们身边悄悄离去时，人类也将像恐龙一样从地球上灭绝。请大家珍惜水资源，节约用水。如果每天节约一滴水，你就能看到一片海洋 | 树干为什么是圆的 在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。

探究性教育活动引领幼儿走进科学世界教学论文

摘 要： 幼儿的科学教育就是要精心呵护和培植幼儿对周围事物和现象的好奇心和探究欲望，引发、支持和引导幼儿主动探究，经历探究和发现的过程，获得有关周围物质世界及其关系的经验的过程，使幼儿获得乐学、会学这些可持续发展的长远教育价值。幼儿园探究性教育活动的实施能充分体现教育发展的新理念，也能激发幼儿热爱科学的兴趣，从而引领幼儿步入科学领域的殿堂。

关键词 ：科学教育；探究活动；教育活动

幼儿的科学活动是在探究具体事物和解决实际问题中，尝试发现事物间的异同和联系的过程。幼儿在对自然事物的探究和运用数学解决实际生活问题的过程中，不仅获得丰富的感性经验，充分发展形象思维，而且初步尝试归类、排序、判断、推理，逐步发展逻辑思维能力，为其他领域的深入学习奠定基础。

幼儿科学活动的核心是激发探索兴趣，体验探究过程，发展初步的探究能力。成人要善于发现和保护幼儿的好奇心，充分利用自然和实际生活机会，引导幼儿通过观察、比较、操作、试验等方法，学习发现问题、分析问题、解决问题，帮助幼儿不断积累经验，并运用于新的学习活动，形成受益终身的学习态度和能力。

幼儿的思维特点是以具体形象思维为主，应注重引导幼儿通过直接感知、亲身体验和实际操作科学学习，不应为追求知识和技能的掌握，对幼儿进行灌输和强化训练。

一、抓住机遇，引导观察，激发幼儿的探究欲望

新《3——6岁儿童学习与发展指南》指出：“为幼儿的探究活动创造宽松的环境，让每个幼儿都有机会参与尝试，支持、鼓励他们大胆提出问题，发表不同意见，学会尊重别人的观点和经验。”创设宽松、安全的探究行为是幼儿主动学习和探究的基本前提和条件。

幼儿与生俱来就有不断探索的好奇心：听到声音会左右张望，看到灯光会目不转睛地注视，无论拿到什么东西都会折腾半天，遇到小水洼会用脚踩一踩。就是在这些大大小小无意识的活动中，他们逐渐获得自己关于世界的初步的感性认识，获得有关世界简单的知识。正如杜威所说：“儿童有调查和探究的本能，好奇、好问、好探究是儿童与生俱来的特点，也是他们认识活动得以维持和获得成功的首要前提。”教师在日常生活中要做个有心人，善于发现幼儿感兴趣的对象，一经发现，随时组织幼儿观察，教师要顺势诱导，提出有兴趣的问题，引起幼儿强烈的探知欲和好奇心。

二、巧设活动，激发幼儿的探究兴趣

“兴趣是最好的老师”这是亘古不变的道理，我国的教育家孔子也说过：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”幼儿都有一颗好奇的心，对周围事物、现象感兴趣。在日常的活动中如何操作，才能引起幼儿的兴趣，让他们积极主动地参加到活动中去的？教师要精心设计，巧妙地安排。因此，在开展科学活动时，教师要因地制宜，不拘泥于形式，不受教材的制约，注重形式的多样化，要让幼儿按照自己的思维进行科学探究活动，成为科学实践的主人。不仅让幼儿看、听、说，更重要的是让他们深入进去，发现问题、提出问题、解决问题，体验“做中学”的乐趣，培养一定的操作能力和探究科学的情感。

1.通过变魔术的方法吸引幼儿的注意力

幼儿的`思维以无意识为主，做事缺乏目的性，在科学探索活动中，因此教师要抓住幼儿的心，激发幼儿兴趣，调动幼儿学习的主动性。只有巧思妙想，设计新颖，把日常生活中简单的事情科学化，攫住幼儿的心神，才能引导幼儿不自觉地走进科学。

2.运用惊险的手法扣人心弦

幼儿都有一颗好奇的心，对周围的一切事物都感兴趣，遇事总是打破砂锅问到底，探个究竟。教师要充分利用幼儿的这个特点，在科学探究中，应用科学的原理，设计一些“惊险”的实验，对幼儿的心理形成外在的刺激，让他们感到科学的伟大与神奇，从而激起幼儿强烈的好奇心和探索欲望。

3.以幼儿自由探索为主，提供给幼儿丰富的操作材料

设下疑问，让幼儿通过实践操作，观察科学现象，学习、体验探究科学的方法，发现科学道理。让幼儿带着新的疑问，继续探索、对比，寻求答案。这种方法有效地培养了幼儿的认知能力，激发了幼儿对科学的兴趣和掌握科学的自信心。

三、由已知到未知，适度点拨，推动幼儿探究的深入

幼儿是科学活动中的主体，由于受到年龄和生活知识的制约，动手操作能力差，认知能力低，在科学活动过程中，教师的作用也至关重要，教师对幼儿的个性发展起着促进和转化的关键性作用。教师是点拨者、引导者、合作者，教师的点拨要起画龙点睛的作用，切忌越俎代庖。引导能够使幼儿从“接受学习”式变为“发现探索”式学习。鼓励幼儿大胆地运用原有经验进行猜想，根据自己的假设进行验证，通过动手操作、合作实验等方法进行科学探究，并支持引导幼儿用自己的方式记录获得的信息和同伴共同交流分享，调整自己的认识，也更进一步地推动了幼儿对科学的深入探究。

四、及时评价，强化幼儿的探究热情

评价是科学活动必不可少的环节，在科学活动中恰到好处地运用评价，就会达到事半功倍的效果。教师要读懂每个幼儿的心声，抓住幼儿喜欢夸奖的心理特点，不失时机地给予夸奖。当幼儿听到“你真棒”“你真聪明”的话时，都无一例外地兴高采烈，表现更热情、更积极。教师的评价不是为了增添幼儿所谓的成功的喜悦，其实，评价的目的远不止于此。我认为，在探究性主题活动中，教师评价的目的应该是这样的。

不同的幼儿具有不同的思维水平和行为能力，教师的评价应当如实地体现出这些差异。尤其是那些动作、语言欠发达的幼儿，要特别引起关注，经常鼓励他们，帮助他们克服胆怯心理，善于发现他们的闪光点，以他们的实际为立足点，即使是在教师眼里再拙劣的作品，也许是幼儿最好的作品，让他们充分展示自己才能，积极地参与科学探索活动，成为活动的主人。

幼儿园探究性主题活动来源于幼儿的生活，来源于幼儿的兴趣和需要，它的开展真正注重了幼儿的自主发展，注重了活动的生成性，同时也能让教师更接近幼儿，真正成为幼儿学习的合作者、支持者和引导者，更好地发挥教师在教学活动中的主导作用，培养教师灵活驾驭教学活动的能力和技巧，使幼儿更热爱科学，从而引领幼儿步入科学领域的殿堂。

近年来，各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是，人类在热衷研究其他星球的同时，对地球本身仍缺乏足够的认识。比如，对我们所居住的地球上的海洋来说，正如一位美国海洋生物学家所说，“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处，而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器，曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟，潜深达到10911米。但不幸的是，“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。“海沟”号的生命历程1986年，日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇，于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米，重吨，耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人，上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手，是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。2003年5月29日，日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业，当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域，操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时，工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后，海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断，控制船不得不采取紧急措施。当天下午4时17分，控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架，“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊，连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号，但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。“海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时，而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域，控制船上的操作人员推测认为，“海沟”号没有反应，可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。此后，日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号，并进行了一个月的搜索，但一无所获。直至当年6月30日，日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为，在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号，于是宣告搜索结束。“海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说，这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为，这个价值5000万美元的探测器是独一无二的，它的失踪对科学研究是一个重大损失。到深海去看看大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测，正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展，人们必须寻找新的物质来源，海洋应当是首选。因此一些科学家认为，深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。此外，深海生物新物种的发现，在探索生命起源方面具有重大意义。深海探测中的技术问题在短期内，人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中，每下潜100米就增加10个大气压，几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍，从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在，称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外，它们的造价也比较便宜，而且不会给操纵它的人带来任何危险。另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳，这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密，此举必然会促进其商用开发。而对于潜水器的浮力材料，不仅要求它能承受住巨大的压力，而且要求它的渗水率极低，以保证其密度不变，否则机器人就会沉入海底。在高压环境下，耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏，否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。由于无线电波在水中的衰减太快，所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输，操作人员可观察监视器上的图像，在控制船上对“海沟”号进行操作。这些技术问题如能得到彻底的解决，海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时，人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们企盼着这一天的到来。（曲笑）大洋探秘从海洋中探索生命的奥秘记日本海洋科学技术中心 曲国斌海洋被称为地球上最后一个未开拓的疆域，她不仅可以为人类提供“取之不尽、用之不竭”的能源，而且还是人类探索生命奥秘的绝好窗口。位于日本横须贺市海滨的日本海洋科学技术中心就是一所专门从事这一科研活动的规模最大的机构。从开发资源到进一步了解地球日本海洋科学技术中心成立于1971年，30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代，为展开对深海及海洋微生物的研究，它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代，它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究，为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号，最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。1998年，日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”，提出“进一步了解地球”的目标，并设定了五大研究领域：揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出，21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此，海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。发现地下生物圈1977年，美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水（温度高达90℃）喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机，1984年，日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落，其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究，这些动物不依赖光合作用，而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源，依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此，在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处，还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止，在日本列岛周围海底，已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后，各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现，这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且，它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上，科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较，结果提出如下假说：“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的，而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。”1996年，日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约万米处采到了海底泥沙的标本，从中分离出来大约3000株微生物，并发现了新的微生物种类，如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。2000年8月，日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处（南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃，水深2420米）发现了热水喷出孔生物群落，共有20多种生物，其中许多都是第一次发现。这表明，即使在深海海底那样的极限环境里，也存在着多样性的生物世界。科学家们设想：地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来；既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存，那么，在火星等星球上也会有生命存在；如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话，那么，这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。进一步探索地球生命的起源海底堆积着各种各样的物质层，保存着有关地球的各种历史资料，由此也可以了解地球气候的变化过程。根据迄今为止的研究，80万年来，地球上曾经有过多次超过现在的高温（40℃）和寒冷（－40℃）的时代。而从1万年前开始到现在，地球在气温上处于“异常的稳定期”。更有意义的是，上述谈到的“地下生物圈”，正是探索生命起源的绝好场所。把它与地球外行星上的生命现象进行比较，将加深人类对生命、对自身的了解。日本海洋科学技术中心为此进行超临界水中的氨基酸聚合观察实验、微生物在超临界水中的溶解实验、压力生理学实验等。科学家们发现，色氨酸能够使酵母菌在高压环境（250个大气压～300个大气压）下安然无恙地生存、发育，高等生物细胞（HeLa细胞）在400个大气压下会大大改变其骨骼形态等。为了进一步探索地球生命的起源，日本将从2003年起，与美国联合实施“统一国际深海地球勘探计划（IODP）”。为此，日本建造了“地球”号地球深部勘探船，并于今年1月在三井造船公司冈山公司厂举行了“进水式”。这条船长210米，宽38米，高116米，深米，吃水米，排水量约6万吨，船员150名，能够从海底向下钻探达到5公里～7公里（这是地壳到地幔的最短距离）处的地幔。为了实施这一国际性研究活动，日本海洋科学技术中心设立了“深海生物风险中心”，开发了“深海微生物实验系统”，其中包括地壳岩芯标本的防止微生物污染技术、地壳岩芯及岩石标本的微生物解析法、微生物分离法和培养法等技术。人们对这个计划寄予了极大期望，期待着能够在揭开生命起源之谜等方面获得进展。

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