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创新教育实验室课题清单及选题建议—理学类

2019年01月30日 热度:370 ℃

★ 理学类课题一览

1、【关联学科:数学】涉及2个课题

2、【关联学科:物理】涉及2个课题

3、【关联学科:化学】涉及4个课题

4、【关联学科:心理学】涉及7个课题

5、【关联学科:医学】涉及8个课题

6、【关联学科:生物学】涉及9个课题

7、【关联学科:地理科学】涉及13个课题

1关联学科:数学

▌让机器看懂手写数字——基于机器学习的邮编数字识别

课题难度:★★★★☆

内容介绍:机器看懂及机器数字早已不是问题,但是如何让计算机能够看懂人手写的数字呢?众所周知,每个人手写的习惯不同导致没有一个统一的规范让计算机按部就班地识别数字,但是在实际应用中,比如邮编的数字识别,由于信件量大,时间要求紧等因素需要更高效的识别系统。应对这种非传统问题,机器学习体现出强大的计算拟合能力,在合适的模型下甚至超过了人类识别的能力,这也正是机器学习的力量和魅力所在。

选题建议:本课题属于计算机科学和数学方向,适合理科生,尤其适用于未来有意愿从事数据科学和计算机科学方向的同学。课题难度难,在课题学习过程中会涉及到数学方面如导数和矩阵相关知识,涉及到统计学习模型,同时还有计算机编程等。其中统计学习模型和计算机编程属于本课题重点和难点需要同学们有一定的计算机基础。本课题侧重于利用机器学习及大数据处理文字、数字识别等方面课题。

2关联学科:物理

▌移动机器人会不会翻车?—-机器人仿真演示和分析

课题难度:★★★★☆

内容介绍:课程主要针对移动机器人平台进行仿真分析,学习移动机器人的基本结构和工作原理,了解移动平台及其负载的扩展功能。课程对移动机器人的运动平稳性进行仿真分析,研究移动平台及其负载的重心位置及运动参数对运动状况的影响,为结构设计奠定基础。研究需要对移动机器人进行简答的三维建模,学习基本三维绘图软件的基本操作及机器人基本结构的绘制。研究需要利用动力学仿真软件Adams,从基本物理知识和规律入手学习Adams的基本功能和原理,利用机械原理基本知识建立移动平台动力学仿真模型,对其进行运动仿真进行分析和演示。

选题建议:本课题属于机械工程、自动化方向,适合理科学生,适用于未来有意愿从事机械工程方向、自动化方向研究的同学,课题难度难,课题涉及到机器人结构、运动稳定性、机械建模、机械仿真等相关知识,其中机械建模和机械仿真是本课题重点和难点,要求同学具有一定计算机和物理方面基础知识。

▌你家的床头灯支架够结实吗

课题难度:★★★★☆

内容介绍:介绍结构静力学、材料力学、动力学基本概念、力学可靠性基本分析方法的基本原理;介绍有限元算法的基本原理;讲授如何利用Workbench有限元软件对生活中的简单力学模型进行模拟计算;介绍如何利用Inventor软件制作简单的三维结构模型。

选题建议:本课题属于物理、电子类方向,理科学生适用,要求同学们有较强的物理和数学基础,很适用于将来想从事电子、建筑设计和机械设计行业的同学,本课题侧重于对生活中的受力系统(电子元器件、家具家电等)进行分析,课题难度非常高,在课题研究过程中会涉及到结构静力学、材料力学、动力学基本概念、力学可靠性基本分析方法和有限元算法的相关知识,还有workbench有限元软件的学习和3D专业绘图软件Inventor的基本操作的学习,这些是本课题中的难点和重点,如果同学们懂得基本的计算机操作,会安装软件,高中物理力学知识和导数相关知识掌握较好的话,学习本课程比较有利。

▌想背叛的都去死吧!——研究现实中的博弈问题

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:本课程涉及的学科知识包括:复杂网络(计算机、数学)、观点动力学演化博弈(物理、数学)、观点一致性(同步性)及观点演化(物理、数学)、MATLAB编程(计算机)等学科知识,利用数学物理方法下博弈模型建模,研究现实中存在的个体因素对博弈策略选择行为的影响,其中有个体的差异性对博弈策略选择行为的影响、奖励对个体博弈策略选择行为的影响等。也可以研究不同种影响机制对个体观点存活的影响。

▶ 选题建议:本课题属于物理类方向,理科学生适用,很适用于将来想从事物理和计算机行业的同学,课题难度中等,在课题研究过程中会涉及到常见博弈模型和复杂网络的相关知识,还会涉及到MATLAB的操作,这些是本课题中的难点和重点,如果同学们懂得基本的计算机操作,会安装软件,了解简单的计算机编程知识,学习本课程比较有利。

▌“颜色”从何而来

课题难度:★★☆☆☆

内容介绍:清晨,当第一缕金色的阳光穿破云层,照耀到你的身上。一片片翠色欲滴的树叶向你招手,一簇簇鲜红的花朵向你微笑。蝴蝶舞动绚丽的翅膀,变色龙的皮肤会随外界环境不同而改变颜色……你抬头仰望湛蓝的天空,相信会被这五彩斑斓的世界打动。你可否想过,这么多美丽的颜色从何而来?颜色背后又蕴含着怎样的物理和化学知识呢?了解这些不同类型颜色的来源、原理,我们对生活中的科学理解更加深刻,为构筑更多的与颜色有关性质的趣味实验、光学器件、化学材料等打下良好的基础。本课题围绕颜色从何而来的主题,通过颜色的来源和相关光学知识介绍、不同颜色的介绍举例,使同学们对颜色的本质有一定深入的理解,并能够分析判断生活中的颜色类型和应用,对如何构筑不同类型的颜色和开发颜色的应用有一定的了解。本课题将围绕相关知识点与应用,引导同学进行相应的研究。

选题建议:本课程属于化学、物理学、材料学方向,适合理科学生学习,尤其适合以后想要从事物理、化学、材料学方向工作的学生。本课程主要讲解化学色与结构色的原理及应用,这是本课程的重点知识。学习本课程需要学生具备基础的光学知识和物理知识,了解光的产生和相关的现象与原理。学习本课程要求学生掌握光学原理及相关知识、纳米材料的原理及相关知识有所了解,掌握文献检索与整合提炼技能,以期对新领域的涉足与学习有所裨益。

▌“合作共赢还是自私获利?——探讨Facebook、Gplus、Twitter等社交网络中的公共获利问题”

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:在众多的社会和经济组织中,个体都面临着自身利益和集体利益的选择冲突。这种选择冲突在博弈论中被称为社会两难选择,在社会学和经济学领域中有着很长的研究历史。尽管存在着各种各样的冲突和争斗,但合作一直是人与人之间的主流行为。   本课程涉及的学科知识包括:复杂网络(计算机、数学)、观点动力学演化博弈(物理、数学)、集体收益与个体收益(经济学)、观点一致性(社会学)及观点演化(物理、数学)、MATLAB编程(计算机)等学科知识。本课题首先学习如何利用网络资源构建社交网络(本课题以利用斯坦福大学公开数据构建社交网络为例)利用数学物理方法下博弈模型建模,研究现实中存在的个体因素对博弈策略选择行为及集体获利的影响,其中有个体的差异性对博弈策略选择行为的影响、奖励对个体博弈策略选择行为的影响等。也可以研究不同种影响机制对个体观点存活的影响。

选题建议:本课题属于物理、数学、计算机、经济方向,文理科学生均可,但更适合物理、数学较好的学生,尤其适合以后想要从事物理数学交叉学科方向或社会经济方向工作的同学。本课程侧重利用数学物理方法下博弈模型建模,研究现实中存在的个体因素对博弈策略选择行为及集体获利的影响。课程对于对物理公式推导不反感,喜欢学习并能接受新鲜知识的学生更合适。

3关联学科:化学

▌《战狼II》中一招致命的毒弓箭中的毒液是什么物质——用计算机分析化合物结构

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:以电影《战狼II》为噱头,用高斯软件分析并且论证电影中一招致命的毒弓箭中的毒液是什么物质,从军舰上发射的导弹材料RDX的结构是怎么样的。通过查找资料我们得到了这两种化合物的结构,以及科学家分析这种结构的数据(红外,核磁谱图),科学家就是根据各种谱图推导出了上述化合物的结构。那么这些结构对不对呢,我们可以用高斯软件来分析和论证。论证的基本方法就是,先用软件画出化合物的分子模型,然后用计算机模拟出相应的图谱,如果模拟的图谱和科学家给出的实际的谱图吻合,则说明化合物结构基本正确。这种方法也是现在化学实验室中分析和论证结构复杂化合物的方法之一。

选题建议:本课题属于化学、材料类方向,理科学生适用,很适用于将来想从事化学和材料学行业的同学,课题难度较难,本课题课程中会涉及分子的立体构型、官能团,波谱分析的基本理论,分析化合物结构的方法等相关知识,还涉及到高斯软件的操作,是课程的重点和难点,如果同学们懂得基本的计算机操作,会安装软件,动手能力较强,学习本课程比较有利。

▌来,设计一个以你的名字命名的炸药吧

课题难度:★★★☆☆

▶ 内容介绍:当前各国国防和军事技术的迅速发展对高能材料的研究提出了更高的要求。本课程旨在让学生了解军用炸药的发展史,学习炸药基本性能的研究方法,并基于理论知识的学习,设计以自己名字命名的具有高能量高爆炸性能低感度的新型炸药。

选题建议:本课题属于化学、材料类方向,理科学生适用,很适用于将来想从事材料学、化学行业的同学,课题难度中等,本课题涉及到数据的处理和分析,还学涉及到Gaussview软件的使用,是课程的重点和难点,如果同学们懂得基本的计算机操作,会安装软件,化学基础较好的话,学习本课程比较有利。

▌ 看“泥”的完美逆袭

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:水是生命之源,我国的人均水资源占有量只有世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最匮乏的国家之一。但是,我国的工业、农业、生活污水的排放量却逐年上涨,污水处理已经成为我国缓解水资源短缺、抑制环境污染恶化的有效途径,近些年,随着国家扶持力度的增加,我国在建或将建的污水处理厂逐渐增加,水污染治理和污水处理展现全新的时代风貌。但是,令人费解的是,实际中出现部分污水处理厂污泥难以处理导致污水处理能力不足甚至停产。污泥处理是一个容易被中国社会遗漏却是不得不面对的问题,当前我国处理污泥的主要方式有:露天堆放、填埋、焚烧等,不仅耗能、污染环境,而且处理费高昂。作为一种再生资源,发达国家常将污泥用作农业肥料、建筑制砖材料、制作活性炭、发电等在本课程,你将学习到:我国当前污水处理现状及相应的政策、方针;污水处理的工艺及常用的污水处理材料;欧洲国家污泥处理的方式方法及现状;污泥用于农业堆肥的理论知识和规划设计;污泥用于建筑材料、发电、制作活性炭的技术根据你当地城市的污水及污泥产量,你做个总工程师,给出符合当地情况的污泥处置方案,并撰写报告。 

选题建议:本课题属于材料类和化学类方向,理科学生适用,很适用于将来想从事材料学、化学行业的同学,本课题主要探索生活污水污泥再利用的方法。本课题课程中会涉及污水处理的工艺流程、环境数据的检索方法、污泥处理的工艺及方法相关知识,是课程的重点和难点,如果同学们高中化学和数理基础较好的话,学习本课程比较有利。

▌ 能制造太空电梯的材料

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:碳纳米管是纳米材料中开发价值最高的纳米材料之一,其应用应用领域十分广泛,有着巨大的经济价值和商业价值。本课程主要介绍碳纳米管的发现历史、碳纳米管碳纳米管的成分和结构、碳纳米管的特性和碳纳米管的应用,让学生掌握不同用途的碳纳米管的制备方法。

选题建议:本课题属于材料类和化学类方向,理科学生适用,很适用于将来想从事材料学、化学行业的同学,本课题主要研究了碳纳米管的制备和应用。本课题课程中会涉及纳米材料、碳纳米管的结构和性质、碳纳米管的制备相关知识,是课程的重点和难点,如果同学们高中化学基础较好的话,学习本课程比较有利。

▌“颜色”从何而来

课题难度:★★☆☆☆

内容介绍:本课题围绕颜色从何而来的主题,通过颜色的来源和相关光学知识介绍、不同颜色的介绍举例,使同学们对颜色的本质有一定深入的理解,并能够分析判断生活中的颜色类型和应用,对如何构筑不同类型的颜色和开发颜色的应用有一定的了解。本课题将围绕相关知识点与应用,引导同学进行相应的研究。

选题建议:本课程属于化学、物理学、材料学方向,适合理科学生学习,尤其适合以后想要从事物理、化学、材料学方向工作的学生。本课程主要讲解化学色与结构色的原理及应用,这是本课程的重点知识。学习本课程需要学生具备基础的光学知识和物理知识,了解光的产生和相关的现象与原理。学习本课程要求学生掌握光学原理及相关知识、纳米材料的原理及相关知识有所了解,掌握文献检索与整合提炼技能,以期对新领域的涉足与学习有所裨益。

4关联学科:心理学

▌今天你又忍不住“王者荣耀”了吗?——心理学告诉你自控力的前世今生

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:如今充斥着太多的诱惑,挑战人类自控力的底线,在面对众多诱惑中如何保持本心,坚持做自己,就要牵扯到一个非常重要的心理学概念,即自我控制。本课程通过对自我控制的定义、原理、相关机制以及个别延伸概念,如自我损耗等,分别结合相关案例与研究的学习,结合日常生活现象中坏习惯的去除以及好习惯的养成是如何运作的,来深入学习何谓自我控制,即在各种好习惯养成的过程中,心理因素是如何起到关键性作用的。 

选题建议:本课题属于心理学方向,侧重研究自控力相关问题,文理生均可选修,课题难度中等。本课程具体详尽的讲解了心理学中关于自控力的相关理论知识和实验研究。简要介绍心理学量表的使用方法,并重点讲授了调查问卷法,其难点在于用excel做描述性统计分析、方差分析、t检验、回归分析等,对Excel使用基础的同学能更加顺利的完成本课题的学习。

▌考试焦虑是什么鬼?轻松上阵才是王道---心理学视角揭秘考试焦虑情绪

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:现如今应试教育体制下,考生的焦虑情绪越来越大,由此导致的考场失利的现象更是频频发生。本课程围绕广大考生普遍存在的心理健康隐患,即考试焦虑情绪为主要内容,采用问卷调查的方法,科学探究我国高中生考试焦虑现状,从而了解何谓考试焦虑,如何有效缓解,并从实践角度深入感悟心理学真正的魅力。

选题建议:本课题属于心理学方向,文理生均可选修,课题难度中等。课程重点介绍了心理学的各大流派以及情绪相关的心理学知识,本课题采用调查问卷法进行研究,难点在于问卷调查数据的处理和结果分析,掌握Excel的基础使用方法对完成本课题的学习有一定的帮助。

▌我的幸福我做主——心理学揭秘高中生主观幸福感

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:随着我国经济水平的飞速发展,人们的物质需求已得到基本满足,但同时,对于追求精神层面的需求变得尤为迫切,由此人们更加积极的关注自身的主观幸福感,包括自己生活的城市幸福指数是否够高,自己所从事的职业是否可以带给自己职业上的满足感,等等。尤其高中生处于青春期这一特殊时期,更应该对这方面有所了解。本课程围绕主观幸福感,以我国高中生为研究对象,采用问卷调查的方法,从心理学视角深入探究我国高中生群体的主观幸福感现状,并努力对高中生给予建设性的建议。

选题建议:本课题属于心理学方向,文理生均可选修,课题难度中等。课程详细讲解了人格特质等方面的心理学理论知识,同时介绍心理学的研究方法,以及本课题所应用的问卷调查法。课题难点在于问卷调查数据的处理和结果分析,掌握Excel的基础使用方法对完成本课题的学习有一定的帮助。

▌为什么你的暗恋对象是他/她——心理学为你揭秘“依恋”

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:依恋是个体在其生命发展过程中与其他重要对象建立的一种持久的、深刻的、坚固的情感联结,依恋伴随我们一生且对我们的心理健康起着重要作用。本课题主要以心理学的视角来介绍依恋,涉及依恋的经典实验研究、依恋的影响因素、依恋对我们生活造成的影响等。

选题建议:本课题属于心理学方向,侧重研究依恋相关问题,文理生均可选修,课题难度中等。本课程全面细致的讲解了心理学中关于依恋的相关理论知识和实验研究。简要介绍心理学的各类研究方法,并重点讲授了调查问卷法,其难点在于用excel做描述性统计分析、方差分析、t检验、回归分析等,对Excel使用基础的同学能更加顺利的完成本课题的学习。

5关联学科:医学

▌珍爱健康,远离雾霾---居民对雾霾的认知及防护行为调查

课题难度:★★★☆☆

选题建议:本课题属于医学类方向,文理生均可,尤其适用于未来有意愿从事医学行业的同学。课题难度容易,在研究过程中会涉及调查问卷的编制、发放、回收,还会使用SPSS软件进行简单的数据分析,如T检验、卡方检验,属于课程难点和重点,如你有简单的社会调查经历则更利于整个课题阶段的学习。

6关联学科:生物学

▌肿瘤治疗的新方向

▶ 课题难度:★★★☆☆

内容介绍:恶性肿瘤的免疫治疗是通过调动机体的免疫系统,增强抗肿瘤免疫效应, 从而杀伤肿瘤细胞的新疗法。尽管癌细胞的免疫原性远远弱于病原生物, 但免疫系统还是有望识别和清除癌细胞。利用细胞和分子免疫学的理论,增强机体的抗肿瘤免疫,高效、安全地杀伤肿瘤细胞, 是癌症免疫治疗的焦点所在。    

近年来,嵌合抗原受体基因修饰T(CAR-T)细胞作为“活的药物”在血液肿瘤治疗取得了令人振奋的效果,成为肿瘤治疗新的发展方向,得到了医学界广泛的认可。CAR-T细胞是将融合基因CAR以核酸形式导入到宿主T淋巴细胞基因组中构建而成。CAR的结构包括单链抗体、跨膜区、协同刺激分子及信号转导分子等组分。CAR-T细胞以主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)非限制性的形式特异识别和杀伤表达特定抗原的癌细胞。无论在血液肿瘤还是实体瘤, CAR-T细胞的临床研究都取得了一定的疗效。本课题对CAR-T细胞治疗的基本原理和最新研究进展作一综述。

选题建议:本课程属于生物学方向,适合理科学生,尤其适合以后想要从事生物方向工作的同学。本课程主要讲解CAR-T细胞治疗的基本原理及过程,这是本课程的重点知识。学习本课程,如果学生具备基础的细胞生物学知识,以及免疫系统的基本构成等知识,学习起来会更加容易。

▌燃烧我的卡路里

课题难度:★★★☆☆   

内容介绍:建国后,特别是近二十年来,我国的国民经济有了飞速发展,人们生活水平有了很大的提高,我国国民的健康状况有了很大的改善。随着经济水平的提高,人们对饮食的要求也越来越高,不再是吃饱这么简单,而是如何能够更加健康,更加营养。

对于食品营养的研究方法有很多,生物学家们非常喜欢看到最基本的影响因素,就是基因对食品营养的影响。但我们知道,基因可以决定生物体的潜在表型,而蛋白质、蛋白质和蛋白质以及蛋白质和环境之间的相互作用才最终决定了生物体的表型。最初人们对于蛋白质的研究就是像钓鱼一样,从我们提取的蛋白质汪洋大海里去一个个钓,得到蛋白之后再对它进行研究。而之后呢,随着蛋白质双向电泳技术的发展,人们对于蛋白质的研究开始迈入高通量,之后的蛋白质质谱技术的出现和发展又为把蛋白组学研究的通量和精度提高到更高的水平。本系列课程就看看蛋白质组学是如何应用于食品营养学的研究。

选题建议:本课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

▌蛋白质是如何组团开黑的

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:2003年与曼哈顿计划、登月计划并称的人类基因组计划顺利完成,此后又陆续完成了许多动植物的基因组测序。人们在获得基因序列后,虽然对生命的理解迈入了新时代,但是仅仅知道基因序列是不够的,因为一段基因序列中有内含子和外显子,所以我们只知道基因序列是不能对生命活动有一个清楚的认识,所以这时候就步入了功能基因组时代,而蛋白质组就是功能基因组的一个代表。

我们知道,基因可以决定生物体的潜在表型,而蛋白质、蛋白质和蛋白质以及蛋白质和环境之间的相互作用才最终决定了生物体的表型。最初人们对于蛋白质的研究就是像钓鱼一样,从我们提取的蛋白质汪洋大海里去一个个钓,得到蛋白之后再对它进行研究。而之后呢,随着蛋白质双向电泳技术的发展,人们对于蛋白质的研究开始迈入高通量,之后的蛋白质质谱技术的出现和发展又为把蛋白组学研究的通量和精度提高到更高的水平。本系列课程就对植物的细胞、组织或器官的所有蛋白质进行分析,看看这些蛋白是如何组团参与生命体的一系列生命活动。

选题建议:课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

▌吃鸡,有营养吗 

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:建国后,特别是近二十年来,我国的国民经济有了飞速发展,人们生活水平有了很大的提高,我国国民的健康状况有了很大的改善。随着经济水平的提高,人们对饮食的要求也越来越高,不再是吃饱这么简单,而是如何能够更加健康,更加营养。

对于食品营养的研究方法有很多,生物学家们非常喜欢看到最基本的影响因素,就是基因对食品营养的影响。但我们知道,基因可以决定生物体的潜在表型,而蛋白质、蛋白质和蛋白质以及蛋白质和环境之间的相互作用才最终决定了生物体的表型。最初人们对于蛋白质的研究就是像钓鱼一样,从我们提取的蛋白质汪洋大海里去一个个钓,得到蛋白之后再对它进行研究。而之后呢,随着蛋白质双向电泳技术的发展,人们对于蛋白质的研究开始迈入高通量,之后的蛋白质质谱技术的出现和发展又为把蛋白组学研究的通量和精度提高到更高的水平。本系列课程就看看蛋白质组学是如何应用于食品营养学的研究。

选题建议:本课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

▌研究肿瘤,我们可以这样来 

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:我们知道,肿瘤已经成为危害人类健康的第一杀手,其中肺癌、肝癌、胃癌是三大常发性癌症,为人类带来极大的伤害,对于肿瘤的研究也是生物学家亟待解决的第一大课题任务。对于肿瘤的研究可以分为肿瘤的诊断与治疗,诊断的方法有核磁共振等;治疗的方法有很多,化疗放疗,但是,无论何种方法都无法彻底解决癌症,治疗癌症最重要的是找到发病机制,就是要找到癌症基因。本系列课程就对癌症的发病机制及应用蛋白组学的方式对肿瘤进行研究的方法进行讲解。

所以在2003年人类基因组计划完成,此后又陆续完成了许多动植物的基因组测序。人们在获得基因序列后,虽然对生命的理解迈入了新时代,但是仅仅知道基因序列是不够的,因为一段基因序列中有内含子和外显子,我们只知道基因序列是不能对生命活动有一个清楚的认识。所以这时候就步入了功能基因组时代,而蛋白质组就是功能基因组的一个代表。本系列课程就对癌症的发病机制及应用蛋白组学的方式对肿瘤进行研究的方法进行讲解。

选题建议:本课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

▌ 即使你再小,你也逃不过中心法则

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:我们知道微生物存在于我们生活的方方面面,虽然它们个体较小,一般也不会被人们所关注,但是它们“麻雀虽小五脏俱全”,在自然界中具有极大的功能,我们胃肠道的菌群有助消化,工业发酵也需要酵母的参与,海洋中还有很多可以产生气体得微生物。事实上,人们对于微生物的了解知之甚少,对于微生物的研究方法也不是十分健全。

人类基因组计划顺利完成后又陆续完成了许多动植物以及微生物的基因组测序。人们在获得基因序列后,虽然对生命的理解迈入了新时代,但是仅仅知道基因序列是不够的,因为一段基因序列中有内含子和外显子,对于微生物来说即使没有内含子,也存在基因之间的相互调控。所以我们只知道基因序列是不能对生命活动有一个清楚的认识,这时候就步入了功能基因组时代,而蛋白质组就是功能基因组的一个代表。本系列课程就对蛋白组学应用于微生物研究的方式进行讲解。

选题建议:本课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

你有药吗你知道怎么开发新药吗

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:药物的开发一直是生物学研究的热点与难点,能够获得一款治疗某种疾病的药物对于疾病患者来说可以缓解极大的痛苦,对于研究企业来说也意味着巨大的利润。但是获得一款新药需要大量的时间和财力投资,其最重要的限制性因素就是药物靶标的筛选,如果能较快地获得靶标将极大的提高制药效率。

我们知道,蛋白质是生命活动的最终执行体,许多生物学家对于药物的研发也都是从蛋白质的角度出发。例如比较蛋白质组:比较健康与病变组织、细胞或体液(如血清、脊髓液、尿液和气管呼出物等)的蛋白质表达谱差异和表达量变化;化学蛋白质组学:利用能够与靶蛋白质特异作用的化学小分子来探测蛋白质组,揭示感兴趣的蛋白质的功能以及它们与化学小分子的相互作用。那么本系列课程就对蛋白质组学应用于药物开发的方法进行讲解。

选题建议:本课程难度3颗星,挑战难度中等,建议对此专业方向较为感兴趣,能够投入一定精力进行探索的同学选择。本课题是生物学方向,适合对生物、种子科学感兴趣的同学,需要学生具有高中及以上的生物学知识;需要学生具有一定的统计学知识,难度较大,需要提前自主学习;同时需要较少的物理学知识,质谱原理会涉及。

7关联学科:地理科学

▌你我身边的城市

课题难度:★★★☆☆

内容介绍:城市与我们每个人的生活息息相关。随着地理科学与计算机的结合越来越密切,“智慧城市”“智能交通”“城市大脑”等已逐步成为现实,而这些的基础来自对城市行为的分析。每天城市中发生着各种各样的现象,想了解一个城市,可以通过这些行为去分析。比如可以通过交通状况分析城市中景点的热度;通过人口的迁入迁出等分析一个城市的吸引力;从房价分布对城市的贫富差距进行评估。而通过这些分析评估,又可以为城市的发展与规划作出建议。本课题围绕城市内的地理行为,通过基础知识讲解、城市相关数据获取(主要集中在交通与人口)、数据处理分析、展示等,对城市的相关现象进行分析。分析的内容包括交通轨迹数据、人口迁徙数据、城市灯光数据、共享单车数据等多种有趣的数据,从中得出有意义的结论。本课题将围绕相关热点,引导同学进行相应的研究。课程结合热点和身边问题,具有较大的趣味性,每个人可就自己的城市开展研究,方向多样。课程的目的是使学生对城市地理学有一定的了解、懂得如何搜集城市相关数据并进行预处理、如何使用地理相关数据平台如ArcGIS等、如何就某一问题展开学习研究、如何进行选题指导与论文研究指导等。

选题建议:本课题属于地理科学方向,不但适合理科学生,也适合文科学生,适用于未来有意愿从事地理科学方向研究的同学。主要涉及到城市与城市地域划分、城市的形成与发展的背景,城市职能与分类、城市土地利用体系等方面知识。

—END—

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