“我每天做数学题好难，院士也会像我们一样每天做数学题吗？”“为什么古人要研究当时看似没有什么用处的数学呢？”“数学这么难，是什么让他继续坚持钻研呢？”得知中国科学院院士、数学家周向宇即将来到学校，北京市东城区板厂小学的同学们接连发出疑问。9月2日下午，在同学们的期盼中，周向宇走进板厂小学，与同学们分享古代数学思想，带同学们领略数学之美。

这是“2024科学家精神领航开学第一课”系列活动中的一站。2024年秋季新学期，北京市科协联合新京报，邀请由院士、老科学家、青年科技工作者组成的“科学家精神北京宣讲团”，在9月1-2日期间走进北京10余所中小学校，与学生面对面交流，向孩子们传递科学家精神，激发孩子们探索科学奥秘的好奇心。

记者了解到，借助此次“开学第一课”活动，2024年“科学家精神照亮未来”校园行动将在北京市全面启动。今年年底前，北京市科协将邀请更多科学家、科技工作者走进中小学校，完成60场以宣传科学家精神、科普教育为主的专家进校园活动。

板厂小学

院士表演“扑克魔术” 带小学生领略古代数学之美

“见证奇迹的时刻……烦恼扔出去，好运留下来……神奇出现，藏下的那张牌与最后留下的这张牌，拼成了同一张牌！”9月2日下午，在板厂小学讲座现场，中国科学院院士、数学家周向宇带来了自己打印好的放大版“扑克牌”，并在讲台上带同学们一起重温了2024年春晚上的扑克魔术。

“撕开成两半的扑克牌，怎么让它们破镜重圆？”他边操作边讲述方法：把任意4张叠在一起的牌对折撕开后，把这两叠牌背向自己叠在一起，然后随意从上面取几张牌放置在下面。

几轮操作之后，周向宇引导同学们一步步揭示出魔术背后的规律。“看似牌比较乱，但无论何时、无论谁的牌，第一张牌与第五张牌事实上可以拼成同一张牌，同样，第二张与第六张、第三张与第七张、第四张与第八张牌也分别能拼成同一张牌。”

“魔术很神奇，但背后是中国古代关于同余的数学思想。”周向宇告诉同学们，这个周期性规律，就是这4对牌对应的两个数字除以4都有同样的余数，这在数学上就叫（模4）同余。

为了让同学们理解同样的原理，周向宇还讲述了“韩信点兵”的故事。韩信有一种特殊的方法来清点士兵的人数，让士兵先排成三列纵队，再排成五列纵队，最后排成七列纵队。“他只要知道这三次列队排在最后一行的士兵人数，就可以推算出这队士兵的准确人数，其实也是应用了同样的数学规律。”

引经据典 阐述中国古代数学贡献

讲座现场，周向宇从妙趣横生的数学小故事入手，一步步带领同学们迈入中国古代数学的大门。

“勾股定理”是广为同学们熟知的数学原理。然而大部分人不了解的是，勾股定理及其证明实际上在我国古代《周髀算经》中就已经有了系统完善的阐述。

“故折矩，以为勾广三，股修四，径隅五”。周向宇展示了《周髀算经》中的原文对于商高折矩思想的表述，以及商高对勾股定理的证明“既方之，外半其一矩，环而共盘，得成三四五”，并“掰开揉碎”一字一句向同学们进行阐释，指明了商高证明勾股定理的意义所在——“这开启了命题证明之先河。”

“割补术”“环而共盘”“旁要”……在不少案例讲解中，周向宇以图片、图形来向同学们进行直观展示讲解，阐释中国古代数学思想蕴藏的深刻内涵。记者注意到，这些图中，有不少是周向宇亲自手绘的，图形旁边的文字推演，也明显是手写的痕迹。

除《周髀算经》外，周向宇还引经据典，向大家展示了《续古摘奇算法》《九章算术》《墨子·经下第四十一》等中国古代经典数学著作中的理念、方法、贡献，包括中国创造了十进位值制的历史，我国古代很早就使用规矩、准绳和算筹等数学工具，以及乘除、开方、分数等计算步骤与法则。

分享人文哲理与古代数学的融合

在介绍中国古代经典数学思想的同时，周向宇还启发同学们在当下的数学学习中，巧妙地运用这些方法便捷地解决数学问题。

在传递“硬核”数学知识之外，周向宇还注重中国古代数学思想与人文思想的关联。他举例，唐代吴兢的《贞观政要·公平》中写道“法，国之权衡也，时之准绳也。权衡所以定轻重，准绳所以正曲直。”这句话是强调，国家治理要以法律为准绳。

再如，《孟子·离娄上》中写道：“离娄之明，公输子之巧，不以规矩，不能成方圆；尧、舜之道，不以仁政，不能平治天下。”

“不以规矩，不能成方圆，这句话成为人们常用的格言警句。要规规矩矩做人、做事。”周向宇用朴素的语言向同学们传递了数学思想中蕴含的做人做事的道理。

周向宇告诉新京报记者，数学在人类认识自然、文明发展过程中起到了非常基础的作用，到现在仍然如此。“希望通过和孩子们的对话，让他们体会到数学的趣味和美妙，让孩子们从小重视数学、爱好数学、学好数学，今后用好数学，是很有意义的。”

“我们国家的创新发展强调两个方面，一是科技创新，一是科学普及，这是创新发展的两翼。把科普和科创放在同等重要地位，我想是非常有意义的。不仅是中小学生，包括很多社会上的成年人，都需要对科技发展有所了解，这就需要高水平的科普工作。我希望根据多年来的研究心得，把中国古代的数学思想更加准确地传递给更多人。”周向宇说。

北京市第十八中学

设计师揭秘月球车、火星车研制背后的故事

“我们团队做了中国最珍贵的三辆车，两辆月球车——玉兔一号和玉兔二号，一辆火星车——祝融号。今天，我们就聊一聊‘玉兔’和‘祝融’的故事。”9月1日，开学第一天，中国空间技术研究院总体部研究员、月球及火星探测器副总设计师贾阳走进北京市第十八中学，为高一年级三百余名同学带来题为“玉兔与祝融：科学家精神照亮人类探索每一步”的科普讲座。

这是“2024科学家精神领航开学第一课”系列活动的首站。

火星车的车轮上烙印的汉字“中”有什么作用？月球车为什么取名“玉兔”？工程师们进入沙漠实验基地中看到的第一种动物是什么？讲座中，贾阳用风趣幽默的语言向同学们抛出一个个问题，答案引得同学们一阵阵欢笑。

在轻松幽默的话语中，贾阳介绍了月球车与火星车别具匠心的设计以及研发中的艰辛，还有工程师们如何在沙漠中以苦为乐、叩问苍穹。

“祝融号”火星车行驶到了火星的大地之上，标志着我们国家成为唯一一个同时在月球和火星开展巡视探测的国家。他介绍，“天问一号”是整个探测器的名字，火星车的名字叫“祝融号”，每隔26个月才有一个机会去火星。

除了传递知识，贾阳还让科技有了温度，让同学们感受到科技背后的文化和情感。

月球车设计完成后要做很多试验，以确保上天不出问题。贾阳向同学们介绍了位于沙漠中的试验场，以及整个团队在那里的新家。“我们特意留了两块大石头，一块放在了我们的工作区，上面写的是‘外场’。另一块更大的石头放在了生活区，上面写了两个字：望舒。望舒的意思是为月亮驾车的女神，这个典故出自屈原的《楚辞》。我们把自己比喻成现代为月亮造车、驾车的人。”

他还巧妙地将科学内容融入诗句之中。嫦娥四号发射前，贾阳看到火星合月的天象，拍下照片，配诗一首“客夜火星合月，细看广寒神仙。未见姮娥翩跹舞，待嫁月背羞见人”。嫦娥四号月面软着陆前，他又写下“下弦更比上弦早，娥眉新月近黄昏”的诗句。

在贾阳的讲述中，玉兔号成功登陆月球后，工作了一个多月，突然不能动了。贾阳和团队在“玉兔微博”写了一句话“晚安，地球，晚安，人类”，委婉表达了再见的意思。又过了两年多，任务宣布结束，在团队设计师心中留下些许遗憾。

在此之后，贾阳团队又设计制造了玉兔二号，它在月球背面登陆一事在世界上受到了较高关注。贾阳在朋友圈里写道：“终得玉兔百日好，也无风雨也无晴”。

讲座结束后，同学们热烈鼓掌，意犹未尽。“贾阳老师这次讲座太有意思了，出乎意料地有趣。让我们看到了科学家的另一面，和平时印象中的科学家形象不太一样。”一位高一同学说。

北京师范大学亚太实验学校

气象专家带领同学“看云识天气”

“大家觉得今年的暑假是最热的一个暑假吗？天气预报里报的气温为什么总是比感觉到的温度低一点？想弄明白这些问题，就需要我们气象工程师。”9月1日，在紧邻温榆河的北京师范大学亚太实验学校，中国科协气象顾问、前中国追风小组核心成员卞赟为同学们带来一堂别开生面的“开学第一课”。当天，该校2300余名学生以线下参与和观看线上直播的形式一起上课。

“大家觉得人们是如何测气象的？”现场，面对卞赟的提问，同学们结合自己的知识储备大开脑洞，“观察动物的行为”“观察星象”“利用观测设备”……

卞赟介绍，不同于古代气象学，现代气象学利用现代手段进行研究观测。从天空中的气象卫星，到地面上的气象观测站，为同学们详细介绍了气象观测的各种手段。“我国自动气象站的数量在1950年不足百个，目前近7万个自动气象站已经覆盖96.5%的乡镇。自动气象站的数量、密度是世界第一。”

除了进行气象学知识科普，在这堂特殊的“开学第一课”上，卞赟还为同学们讲述了自己的科研经历。“2004年我看了一部叫《后天》的电影，它讲述了一个气象学家通过观测气象变化，预测灾难，拯救全人类的故事。”卞赟提到，“那年我参加高考，我也希望能拯救全人类，于是就决定报考气象专业。”

“中国气象学的发展离不开科学家们的努力。”课上，卞赟给同学们介绍了竺可桢、叶笃正、曾庆存等科学家的生平事迹。卞赟讲到，竺可桢是气候学的奠基人，他从1921年留学回国的第二天，直到1974年逝世的前一天，每天都会观察并记录物候和天气。“当你发现自己对什么事情感兴趣，你就从现在开始，每天坚持去做这件事情。”

“所以什么是科学家精神？我认为是，找到自己的目标方向，放下一切，孤注一掷去努力。未来是属于你们的。”最后，卞赟以他理解的“科学家精神”作为这堂“开学第一课”的结尾，勉励同学们自强不息，努力奋斗。

“我对科学一直都很感兴趣，今天让我更加深刻了解到气象学中通过大量的计算进行天气观测，十分震撼。”初一学生曹艺轩表示，当天所感受到的“科学家精神”对于自己的学习也提供了一份力量。“这么庞大的数据收集科学家们都做到了，我也应该把这种严谨的精神用在自己的学习上。”

“我以前只是在新闻中了解一些气象学的知识，但是今天听完后，知道了气象学家们冒着很大的危险，盯着狂风暴雨去追台风，觉得他们很辛苦也很了不起。”初一学生肖砚昕说。

朝师附小西坝河校区

AI专家用《狼来了》故事讲解计算机如何思考

人工智能是否比人类更聪明？它是如何学习知识并思考的？小朋友需要掌握人工智能的常识吗？9月2日上午，北京邮电大学计算机学院副教授、中国人工智能学会智能服务专业委员会副秘书长王晓茹走进朝师附小西坝河校区，带领孩子们走进人工智能的世界。活动以线上线下形式进行，该校千余名师生通过校园网收看讲座。

“同学们，在这个星球上，谁最聪明，人类还是人工智能？”现场，王晓茹带来了以《计算思维人工智能——与大模型一起发现新世界》为主题的讲座，她从人类和人工智能的交战记录讲起，带领孩子们走进人工智能的世界。

一开始，孩子们都觉得“当然是人最聪明”，但接下来王晓茹分享的内容引发了同学们的思考。1997年计算机“深蓝”和人类最顶尖的国际象棋高手下棋，2007年阿尔法狗“AlphaGo”和围棋高手柯洁竞争，在这两场比赛中，人工智能都赢了。“人类发明的机器人竟然比自己厉害？”六年级3班的刘琳晗感叹道。王晓茹介绍了人工智能战胜棋手的原因在于“它不会疲惫”，正因如此，人类发明的医疗机器人可以不间断地完成人类很难坚持下来的外科手术，AI在无人驾驶领域也扮演了重要角色。讲到这里，她再问孩子们“谁最聪明”时，同学们给出了肯定的答案——还是人，因为人类让人工智能变得更聪明。

王晓茹告诉孩子们，让计算机、软件等具备像人一样思考、推理的技术就叫做人工智能。她用《狼来了》的故事，为大家讲解计算机如何通过数学语言思考：小牧童向村民撒谎说“狼来了”，村民会对他降低信任度，随着撒谎次数的增多，计算机利用贝叶斯公式算出了村民对小牧童的信任度越来越低，当低到一定数值，村民就不再相信牧童。最后狼真的来了，计算机算出村民救小牧童的概率极低，推理出不会救小牧童的结果。“它通过计算的方式学会了故事的道理。”王晓茹笑道。

讲座中，孩子们跟着王晓茹深入了解人工智能的学习方法，包括监督学习、自主学习和强化学习。前者是像学生们在校一样，有监督者（老师）指导它学习；强化学习则是计算机通过不断试错的方式锻炼自己。“我们比计算机聪明，我们可以做得更好。”王晓茹就此启发同学们，可以将这种学习方法用在平时的学业中，提升自己的学习能力和效果。

“我对老师讲的神经网络特别感兴趣。”课后，六年级1班的万同学说。而刘琳晗则学会了如何像人工智能一样学习，“在学校我是在老师的监督下学习，在家里我要自主学习，提升自己的学习效率。”