“上中-复旦导师制计划”系列讲座——《奇妙的光世界》
2020年11月22日，来自复旦大学的周磊教授为同学们带来了一节贴切生活、生动有趣的物理报告讲座。
不同于平常的物理课，周教授先向同学们展现了生活中看似平凡又不失奇妙的光现象：天空为什么是蓝的？金子为何是金色的？雷达的监测、机场的安检等都与电磁波息息相关。周教授向同学们介绍了电磁规律之父麦克斯韦，伟大的电磁学科学家。纵观其一生，同学们看到了这位物理学家在学术上的钻研矜持和在事业上的无私奉献。无论是一统电磁现象的麦克斯韦方程组，还是一锤定音的磁电场规律发现，都让大家感受到了每个成功背后的坚持。
随后，周教授就同学们身边所观察到的景物映出不同色的光的现象展开介绍。以“玻璃”、“空气”与“金属”为例，引出了介电常极与磁导率的概念，类比以“两条腿走路”与“将正负电荷拉开”，将物理知识讲述得栩栩如生。在介绍不同作用的应用材料时，教授也鼓励大家学习前人敢于提出疑问、深入探索、生“冷板凳”的精神。
不少热爱物理的同学脑洞大开纷纷向教授提出了疑问，表达了自己对于光学各种现象的兴趣。周教授向大家阐述了“负折射”、“平面棱镜”等知识，拉近了同学们与深奥的物理知识的距离。
讲座结束，全场响起了热烈的掌声。奇异的光世界就在同学们的身边，这束物理之光也照亮了同学们心中的光。（文：郭诣丰 图：马文婷）
“上中-复旦导师制计划”物理微课程——《初始对称：概念与思想》
2020年11月22日，在物理方向的第二节微课上，侯晓远教授与同学们探讨了物理学的重要性。首先，侯教授引用了爱因斯坦所提到的四方科学的基础：一是希腊哲学家发明的形式逻辑体系，二是文艺复兴时发现，通过系统实验可能找出因果关系的方法。而在物理学中，这两种研究方法都能够得到训练。侯教授尤其强调了后者对于创新科研的重要性，例如开普勒通过数十年归纳得出开普勒三定律，才得以为牛顿万有引力定律奠定实验基础。
侯教授也指出，同学们应该更加重视后者的培养。之后，教授引用美国物理学会首届会长罗兰为纯科学的呼吁，探讨了纯科学与应用科学的关系，指出世界的进步需要基础科学，也鼓励大家之后投身于基础学科的学习和研究。
较为广泛地讨论物理学的意义和方法后，教授切入了课程的正题：对称。通过一个有趣的视觉实验，侯教授提出人类会本能地捕捉对称，能更好地控制对称，并引导大家讨论背后的原因。有同学提出这或许是由于对称能够简化信息。在这样的一个简单试验后，教授开始重点探讨物理中的对称，对称（symmetry）源自词根sym+metria，描述对象在某种操作下的不变性。侯教授用较为直观的例子，讲解了几种重要的时空对称性，培养了大家的抽象思维，讲解了一些物理概念背后的逻辑。进一步地，侯教授讲解了更加深刻、广义的对称：物理定律的对称。物理定律在观察者、观察角度的变换下保持不变，就是一种广义的对称。
课程的最后，侯教授简单地介绍了皮埃尔居里发现的对称性原理。在下节课中，侯教授将用一些具体的物理学例子，更加深入探讨这一原理。（文:郑轶凯图:马文婷）
“上中-复旦导师制计划”化学微课程——《化学热力学简介》
2020年11月22日，复旦导师计划化学微课程由贺鹤勇教授为大家带来化学热力学的简介。
课程一开始，贺鹤勇教授简要向大家介绍了化学热力学。化学的中心任务是按人们的意愿创造新的化学物和控制化学过程。化学热力学是物理化学较早发展起来的一个分支学科，是用热力学的基本原理研究物质体系中的化学变化规律。其主要内容包括研究化学反应的能量变化、预测化学反应自发进行的方向以及预测化学反应的限度（即化学平衡），而其特点则为研究对象为宏观体系，不考虑分子的个体行为以及没有时间概念等。与之相对应的是动力学，其关注点在于反应速度和反应方程式。
随后，贺教授向学生们简单阐述了热力学第一定律，体系为被研究对象，而环境则可以与体系进行能量与物质的交换，可分类为敞开体系，封闭体系与孤立体系，化学反应的过程是体系的状态随时间发生的一系列变化，按条件可以分类为恒温、恒容、恒压、绝热过程，而途径则指的是体系状态在发生变化时所采取的具体方式。在这之后，教授介绍了内能（体系中各种形式能量的总和），以及热和功，而它们都不是状态函数。一个体系在热力学定义上的焓H为V内能PV的和，由此得出热力学第一定律的表述，热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，但在转换中能量总值保持不变。
之后，贺教授向同学们介绍了热化学方程式和盖斯定律。热化学方程式会说明反应物和产物所处状态，反应温度和反应热的化学方程式，在热力学标准状态下气体压强为101.3KPa，液体、固体则为101.3KPa下的纯液体、纯固体，溶液的溶液浓度为1mol/kg或1mol/L。在这之后，贺教授又介绍了盖斯定律，也称化学反应应恒定定律。其具体表述的一个化学反应如果能分几步实现，则总反应的反应热等于各类反应的反应热之和。
接下来，贺教授如何用键焓估算反应焓，并且为同学们举例几道题进行实际运算，介绍了气态分子或原子断开1mol化学键生成气态原子或原子团过程中发生的焓变成为键焓。贺教授描述了热力学第二定律以及焓和焓变。热力学第二定律的表述如下，能量不可能自发的从低温物体到高温物体；不可能从单一热源取热使之完全转化为有用而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于0。在自然界中，存在着两种自发性的体系自发倾于能量最低状态，且自发倾向于混乱程度增加。熵是描述体系混乱程度的物理量，影响它的因素主要包括温度、压强以及物质的聚态。
在知道了化学反应的熵变其值等于产物总熵后，贺教授提到了热力学第三定律，在热力学绝对零度，一切纯物质理想晶体的熵为0.当一个变化的△S>0，变化为自发过程，△S=0为可逆过程，△S<0 则为不能自发的过程。热力学状态函数自由能即系统减少的内能中可以理解为对外做功的部分。g="H-TS.△G又称为吉布斯自由能，△G可作为化学反应自发进行方向的依据。
课程后半段贺教授为大家整理了一些重难点，展示计算例题将先前讲到的理论知识放入实际运用。在一道例题中，理论计算得出的值与实际值有一定差距，这也证明了理论计算有一定的局限性，可以用来估算。同理，当大家用化学热力方程确定一个化学反应有可能的条件，并算得的产物的最大可能得率时，仅仅解决了反应可能性的问题。要是反应实现工业化，还需要研究反应的速率。由此，贺教授带领大家进入了化学动力学的世界。化学动力学的基本任务包括确定各种化学反应的速率以及各种因素对反应速度的影响，从而提供合适的反应条件，使反应按人们的希望的速率进行；以及研究各种化学反应的机理，即研究从反应物变为产物的途径。
贺教授还介绍了速率定律和微分速率定律的方程式。微分速率定律的方程式涉及速率常数，反应对反应物的级数，总反应级数。积分速率定律描述的是反应物浓度与时间的函数关系，并得出半衰期的表达式。在进行例题训练后，贺教授讲述了反应机理，将一个具体的复杂反应进行的历程分解为一系列基元反应的组合，其意义在于可以在获得期望产物同时有效控制反应快慢。基元反应是反应物通过一步碰撞就能完成的反应。反应分子数为基元反应中反应物的分子个数，也称为反应分子性，由于三分子以上相互碰撞一步完成反应的几率很小，所以四分子、五分子基元反应几乎没有。基元反应的级数与反应分子数相等，但是反应级数等于反应物的化学计量数，该反应不一定是基元反应。当化学反应达到平衡时所以的基元反应达到平衡。
在基元反应中存在一个叫“速率决定步骤”的原理，基元反应速率快慢不定，若在一连串基元反应中有一步进行的慢而其他都很快，这最慢一步的反应就决定了整个反应的速率，成为整个反应的速率决定步骤，在几道例题后，贺教授讲述了动力学研究法，实验速率结算、基元反应、机理、检验，并介绍了稳定态时中间产物生成速率等于其消失的速率，可以认定为其浓度不随时间变化。催化剂的本质是改变反应途径和降低反应的活化能。
在这一次课程中，贺教授在保证课程充实性的同时用生动活泼的语调保证了趣味性，也为同学们讲述了很多独到的见解，让大家受益匪浅。（文：池承运 图：马文婷）
“上中-复旦导师制计划”生物微课程——《细胞质》
2020年11月22日，复旦导师计划生物方向第二节微课正式开讲。本次课是对第一节课的补充和深入。
李教授表示细胞质的一个主要成分是细胞质基质，它可以被理解为酶的溶液。其中含有包涵物，主要有糖原微粒、脂滴和分泌颗粒。除此之外，细胞质还含有若干细胞器。其中某些可以独立遗传，如叶绿体和线粒体。因此，在受精作用中，若精子中带有线粒体（极少数情况下），会被排斥出去。
之后，李教授开始介绍各类细胞器。核糖体是蛋白质合成的场所，存在于线粒体与基质中。特别地，原核与真核细胞核糖体在rRNA等方面存在不同。在核糖体中，存在大小亚基，两者之间有mRNA通道。上方分为A、P、E三个位点。开始合成时，小亚基结合mRNA起始密码子，第一个氨酰tRNA进入核糖体后开始装配。延伸段，则经历氨基——羧基缩合、氨酰基脱离后在核糖体上形成多肽，最后多肽脱离，经历加工（修饰、复合、切除等）发挥生理作用。为了提高效率，可能存在多聚核糖体。除此之外，还存在非编码RNA，在高等生物中尤其多，起到调控转录等作用。也有RNA具有催化作用，称为酶性RNA。
随后，李教授介绍了高尔基体、内质网、溶酶体与一些其他结构构成了内膜系统。内质网占有生物膜总量的一半。包含光面内质网与糙面内质网两种（后者附着有核糖体），外表面称为胞质溶胶面，内表面称为潴泡面。光面内质网与磷脂转运有密切关系。糙面内质网则与信号肽与蛋白质运输有关。信号识别颗粒（SRP）由1条300碱基RNA与6条多肽组成，能暂停翻译，识别信号肽与作为配体的结合域。在跨膜过程中，则有多种信号肽协同作用，并很可能出现多次跨膜。高尔基体由大量囊泡构成。它能进行膜转化功能，形成运输泡，将蛋白水解，并参与形成溶酶体与植物细胞壁。溶酶体是由高尔基体产生的。膜上有大量质子泵与多种载体蛋白，膜蛋白高度糖基化且含有能促进膜稳定性的胆固醇。酸性磷酸酶为其标志酶。其具有吞噬、自噬和自溶作用。其中，自溶解与胚胎发育与生命体变态有关。
本节课内容较多，难度较大，有效地为高中生命科学课程作出了补充。（文:朱昊彬图:马文婷）