第十届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛作品

第十届‚挑战杯‛全国大学生课外学术科技作品竞赛
决赛系列活动材料简摘
（摘自南开大学‚挑战杯‛竞赛第十六期工作简报）
编者按：
近日，第十届‚挑战杯‛全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛在南开大学圆满落幕。

‚挑战杯‛全国大学生课外学术科技作品竞赛始于1989年，活动始终坚持‚崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战‛的宗旨不断发展，已经成为当代大学生课外学术科技活动的‚奥林匹克‛盛会。

宁夏大学派出代表队和观摩团参加了本次比赛，学习到了兄弟院校很多先进的经验，现将第十届‚挑战杯‛竞赛第十六期工作简报编辑转发，以飨读者。

一、成果转化篇
‚挑战杯‛舀出上亿真金白银
‚80后‛青年大学生徐俊，在南开大学参加‚挑战杯‛时，遭遇了他见过的最大一笔投资。

天津的一家企业找到他，打算向各油田推广采用了他的技术的抽油机，预计在两年内推广1000台。

他就读的哈尔滨工业大学已经与企业达成合作意向。

1000台抽油机可不是个小数目。

徐俊研发的‚无油梁长冲程抽油机控制系统‛，在辽河油田使用了10套，在大庆油田也有1套。

每台这样的抽油机，市场价大约70万元。

以此计算，这是一项涉及7亿元的合作，堪称‚挑战杯‛竞赛的‚第一大单‛。

‚挑战杯‛，成了‚徐俊‛们走向市场的媒介。

大学生的奇思妙想与投资方的精打细算，就是在第十届‚挑战杯‛全国大学生课外学术科技作品竞赛的决赛现场相遇的。

徐俊来自哈工大电气学院，在高级工程师林景波的指导下，他从大学三年级开始就参与这项工作，最后与低一级的同学杨炀、陈少飞、满思达共同完成。

这一系统填补了国内空白，已经获得一项实用新型专利，并在申请发明专利。

11月15日起，徐俊带着自己的作品，带着专利证书和企业出具的应用证明，来到南开大学参加‚挑战杯‛竞赛的决赛。

因为设备体
积过于庞大，就安在体育馆的大院里，很是引人注目。

徐俊说，在各地油田中，以传统的游梁式抽油机最为普遍。

这种抽油机俗称‚磕头机‛，结构简单、使用方便，但是冲程短、冲次快，已经不能很好地适应油井深抽工艺的需要。

‚这是困扰油田生产及增效节支的一大问题。

‛
几位大学生的‚无油梁长冲程抽油机控制系统‛，采用机电一体化设计，以可编程逻辑控制器为控制核心，机械结构简单，载荷大，冲程长，高效节能，抽油杆磨损小，在深层开采油井、稠油井中都更具优势。

而且，它可以实现远程监控，一旦出现停机等故障，抽油机的运行状态或故障诊断信息等参数，就能立即发送到负责人的手机上。

从‚挑战杯‛竞赛布展以来，南开大学体育馆的三个展厅里就人山人海。

这里展台连着展台，作品挨着作品，几乎把每一寸空间给用光了。

人流密集的时候，堪比忙碌的车站。

很多人把这里当成一个创意的集市，风险投资商陈和平就是其中的一位。

他挤在这里连续‚泡‛了两三天，遇到感兴趣的作品就问个不停。

‚我是带着目标来的‛，他说：‚我觉得这里面有金子。

‛譬如，见到林景波和徐俊这对师徒后，他的眼睛亮了。

从这位投资人的角度，更关注的是‚基础研究中有颠覆性的‛和‚能迅速创造生产力的‛的作品。

他说：‚学生的发明创造更多是在技术方面，如果能在市场上实现价值最大化，我觉得这个含金量比那个奖要高。

‛这里的‚奖‛，指的是‚挑战杯‛决出的各种奖项。

经过两天多的精挑细选，大概有10个项目进入陈和平的视野，他的手提袋里满满的，都是学生作品的有关资料，有的还是香港学生的作品。

总体而言，与自然科学类、人文社科类的‚发现‛相比，科技制作类的‚发明‛，更受企业界的欢迎。

河南郑州的一家电池生产企业，在‚挑战杯‛上恰巧看中了郑州大学的一件作品。

他们与郑大已经签署技术合作开发协议书，企业将投资1200万元，与学生们一起将这项技术完成中试，尽快实现产业化。

在协议书签订后，学生们将得到该企业首批投入的技术开发资金50万元。

郑大材料科学与工程学院的四年级本科生李国民和指导教师贾晓林教授，是在来津的火车上遇见这家企业常务副总经理周永刚的。

一路上，对方听了他们的介绍，决定专程到南开大学的‚挑战杯‛现场考察。

为了解决野外和其他无电情况下为手机充电的问题，郑州大学的郭晓伟、李国民等7名学生，利用控制电路将太阳能电池与高容量聚合物锂离子电池结合起来，组成一个移动的电源系统。

他们的参赛作品‚太阳能电池-聚合物锂离子电池移动电源系统‛，就这样诞生了。

贾晓林教授告诉记者：‚这些学生很用心，他们一直琢磨着怎么样去‘创新’。

‛有一次，在外出实习的路上，学生们看到路旁的太阳能电池板，灵感来了。

这项装臵的创新之处包括充放电效率提高、容量更大、更轻便、安全性更高、便携性强，而且既可以利用太阳能充电，也可以使用市电充电，不仅可以输出直流电，还可以输出交流电。

在令人眼花缭乱的展厅里，这件作品有些寒酸：它是学生们用从郑州‚淘宝城‛买来二手的太阳能电池板，亲手组装而成的，每块电池板仅为5元钱。

但就是它，吸引了很多参观者的目光，有一位台湾的商人去端详了好几趟。

李国民把它拿到阳光下，当场示范给笔记本电脑充电。

据贾晓林教授介绍，‚太阳能电池-聚合物锂离子电池移动电源系统‛能参加全国‚挑战杯‛，完全是一个特例。

因为它在河南省级‚挑战杯‛竞赛中只得了二等奖，原则上不具备参加全国大赛的资格，但评委认为它的确应用性强，很有竞争力，又到北京请专家进行鉴定，就特别予以放行了。

李国民还记得今年年初，当这件作品第一次实现充电功能的情况。

‚看到电压表动了，从老师到学生，大家都很高兴！‛但‚挑战杯‛闭幕后，他的第一个目标是全力准备明年初的研究生入学考试。

原本，他们没想到‚人家会把我们当成关注对象‛。

为了推动学生由创新到创业的迈步，南开大学11月18日特别举办了‚学生科技创业及成果转化专场讲座‛，以及‚学生科技作品展示及成果转化洽谈会‛。

广州一家网络科技有限公司和天津市科技创业服务中心的负责人在洽谈会上，向参赛选手们介绍大学生创业的有关情况。

华中科技大学研究生唐陶鑫，在洽谈会后找到这家网络公司的营
销总监，邀请对方参观自己的项目，同时请教创业事宜。

那是能在医院、社区等广泛使用的‚新型电动越障爬楼轮椅‛。

在唐陶鑫的名片上，印着‚武汉递进科技开发有限责任公司执行董事‛的头衔。

在‚挑战杯‛展厅里，不时可以见到这些‚80后‛学生们掏出名片，互相交换着，也互相交流着。

由于这些合作洽谈都是随机发生的，所以承办方无从统计究竟有多少个项目达成合作意向，涉及多少金额的资金。

但放眼展厅内的700多件作品，有一点毫无疑问的是，‚挑战杯‛舀出的奇思妙想，都是有‚含金量‛的。

二、文艺联欢篇
缘自‚挑战‛——海内外‚挑战者‛南开联欢11月18日晚，缘自‚挑战‛——第十届‚挑战杯‛竞赛海内外大学生联欢会在南开大学学生活动中心田家炳音乐厅举行，数百名海内外参赛高校师生齐聚一堂，上演了一场精彩绝伦的联欢晚会。

‚……今天我，终于站在这年轻的战场……‛晚会以一首由来自十届‚挑战杯‛承办学校清华大学、上海交通大学、复旦大学、浙江大学、武汉大学、西安交通大学、重庆大学、华南理工、南京理工以及南开大学的在校学生共同合唱的《年轻的战场》拉开了序幕。

他们用激昂的歌声唱响了参赛大学生们的激情，点燃了现场所有观众的热情，场内欢呼一片，气氛热烈。

来自格伦比亚的欧维德和来自韩国的洪硕敏同学的男生二重唱《I believe I can fly》引起来了在场所有观众的共鸣，杨氏太极功夫刚柔并济，女子双截棍虎虎生威，笛箫书法传承中华文明，……具有中国特色的一系列表演博得了满堂彩。

自两岸四地的选手们也互相帮助奉上了许多具有特色的表演。

澳门大学的张举婕在南开大学同学的伴舞下演唱了一曲《小芦花》，尽显深厚的民歌表演功力；来自香港演艺学院的同学们则上演了一出精彩的粤剧《黛玉离魂》；而来自宝岛台湾的一出《樱桃树下》更是引起同学们的无限遐想……
藏、蒙、维、傣、鲜等少数民族舞蹈串烧将晚会推向了高潮，，晚会在一曲由来海内外参赛高百名师生共同演唱的《明天会更好》中结束。

海内外大学生共同祝愿‚挑战杯‛，祝愿南开的明天会更好。

三、名家论坛篇
（一）范曾：好奇心是科学之母
11月18日，著名画家、国学大师范曾为第十届‚挑战杯‛竟赛系列创新论坛带来题为‚科学家的好奇心——致赛先生的徒子徒孙们‛的精彩讲座。

南开大学常务副校长陈洪主持讲座，党委副书记兼副校长张静，著名理论物理学家、中科院院士葛墨林以及第十届‚挑战杯‛竞赛各参赛高校代表团、观摩团聆听了讲座。

当天晚上，讲座正式开始之前40分钟，南开大学主楼小礼堂内已座无虚席，座位旁的通道、讲台周围都坐满了听众。

科学家的旌旗上写着‚向极限挑战‛
众所周知，新文化运动时期，陈独秀曾倡导以‚德先生‛和‚赛先生‛救国，‚德先生‛和‚赛先生‛分别指民主和科学。

范曾以该典故开始他的演讲，介绍了当时一批进步青年所走的科学之路。

他对如今参加‚挑战杯‛竞赛的青年学子说：‚能够做‘赛先生’的徒子徒孙，绝对是美谈。

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进而，范曾以诗意的语言感叹自然造化之伟大，‚造化不仅使地球上形成了大山巨壑、海洋川流，生出了无以数计的、不同界目的生命，更精彩的是她造就了人——一种有灵、有智、有慧的生命。

‛‚人在不断改造自身，由与草木鸟兽同生的普通生物变为神仙。

‛以宇宙飞行员杨利伟在‚神舟‛飞船上所萌生的对宇宙敬畏之心为例，范曾认为，好奇心是科学之母，科学家无不对神奇的造化和杳不可知的宇宙怀着极端好奇心。

然而，面对无限宇宙，人类时常感到自身的渺小，‚今天我们已经能试图描述一百亿年前的宇宙，能够从实验室探测一百亿光年之遥的星球，然而面对‘无限’这一哲学概念，人类依旧处于咿呀学步的阶段。

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以爱因斯坦等著名科学家孜孜不倦的探索为例，范曾认为，即便宇宙杳不可知，然而‚科学家的数目与日俱增，他们的好奇心相应的也与时俱进，在科学家的辞典上只有‘极限’而没有‘终结’，科学家的旌旗上写着‘向极限挑战’。

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由此，范曾寄语广大‚挑战‛学子：‚诸位都将是未来科学界的宇航员，凭着年轻人的勇气，你们会驰骋遐思，上穷碧落下黄泉，向未知的宇宙挑战。

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科学家往往天真
著名物理学家、诺贝尔物理奖获得者杨振宁曾说，宇宙的奇妙是‚恰到好处‛。

范曾举例阐释杨振宁的话：‚这样一个细胞，如果是各
种生命元素偶然的巧合，其难度宛若我们拆开一架波音747飞机，包括每一颗螺丝钉，然后忽焉一阵大风，使他们相互撞击，又完整无损地恢复为一架波音747，这几乎是匪夷所思的神话。

‛范曾说：‚我自命为一个无神论者，然而在宇宙的奇妙之前，我不免会偶尔产生信心的动摇。

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‚人类的好奇心和幻想总会出其不意地提出对未知世界的睿智之语，科学家的语言和哲学家的语言会不期而遇，他们的描述是那样使人目迷心醉、心驰神往。

‛范曾介绍了那些‚使人目迷心醉、心驰神往‛的科学家睿智之语，如美国气象学家爱德华〃劳伦斯说：‚巴西森林中一只蝴蝶的翅膀的扇动，会引起美国德克萨斯州的一场飓风。

‛范曾认为，宇宙的奇妙使他们产生强烈的好奇心，虽然好奇心不等于钻牛角尖，但由于科学家往往天真，因此‚他们提出的问题常使庸人感到滑稽，譬如，歌德巴赫猜想‘1+1’的命题。

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‚甚至，有时候这种好奇心是没有由头的。

‛范曾说他曾就‚哥德巴赫猜想‛的意义问数学家孙家昶，孙家昶回答说：‚数学家的题目可能最初没有具体的意义，但是陈景润解的这道世界难题就更难说意义了。

宛如一个田鼠，打的洞很深，但是只能自己进去，自己出来；这深入地底的洞有什么用？不知道。

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伟大的科学成果只属于有品德、有意志、有学识、有好奇心的人光有好奇心还不够，范曾说：‚好奇心固然是可贵的，但好奇心需要有支撑它的渊博的基础科学修养和睿智高雅的判断力，然后有专心致志于一件有意味的研究的坚韧毅力，不被伪科学和赝科学所迷惑。

那时你会沉浸于一种内心宁静而愉悦的思考，矢志不移，积以年月，你会登上科学的崇高殿堂。

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‚因为有哲学上‘无限’概念的引入，我们大体可以认为这是一个永远无法彻底解答的问题，唯其如此，科学家们才会永远朝斯夕斯地埋头钻研它们，一代代地追求极限。

‛范曾介绍了自古以来科学家们对宇宙奥妙的探索之路。

他说，‚康德在他的《纯粹理性批判》、霍金在他的《时间简史》中谈论着这一真实的睫在目前、远在天边的问题‛，‚然而，至霍金为止了吗？否！远着呢，因为科学没有终止！‛范曾认为，科学之道是一条需要‚专心致志‛的‚寂寞之道‛。

他以杨振宁为例，杨振宁当年初到美国时，生活拮据，当时有美国某研究所出一数学题，以丰厚的奖金诱惑青年学子解答。

杨振宁与其他几位留学生，花了几天几夜终于解得答案，然而主事者十分刁滑，不
承认他们的正确答案。

‚杨振宁先生少年气盛正愤愤然，忽然，有一份报纸来到他面前，是日本的汤川秀树得到物理学的诺贝尔奖金。

杨先生平静了，他自问：‘你在干什么？’‛这一次的心灵震动，驱走了杨振宁微不足道的追逐，从而走上了一条科学的‚寂寞之道‛。

因此，范曾认为，伟大的科学成果只属于有品德、有意志、有学识、有好奇心的人。

他寄望青年‚挑战者‛们坚守科学之道，做有品德、有意志、有学识、有好奇心的人，勇攀科学高峰。

（二）李开复：我学、我成长
11月18日晚，谷歌总裁李开复博士来到伯苓楼报告厅，为参加本次‚挑战杯‛的参赛代表和南开学子作‚我学，我成长——大学生心中的五大问题‛专题讲座。

这是本次‚挑战杯‛的第五场创新论坛。

李开复从回答‚开复学生网‛网友的数千个问题中选取了5个最常见也最有价值的，从这些问题展开与广大学子共谈如何在学习中成长。

李开复就诸如毕业去向、财富观、挫折等大学生常见问题提出了自己的看法，他指出，毕业去向应该从大一开始，尽早确定你的期望是什么，然后以期望为原点去努力。

针对一些同学‚没有进一流的高校，我的未来没有希望了‛的观点，李开复认为，你可以不喜欢你的环境，但是你不能不喜欢你自己。

提到财富观，他说，不要做一个有钱的人，而是做一个有价值的人，追逐理想的人往往比追逐钱的人更有钱。

接着他以自己亲历的三个挫折为例，讲述了如何正确看待挫折及从挫折中吸取教训，给大学生提出了一些非常实用的方法。

（三）葛墨林：成功源自对创造孜孜不倦的追求11月18日，著名理论物理学家、中科院院士、南开大学教授葛墨林为第十届‚挑战杯‛竟赛创新论坛带来题为‚兴趣、勤奋、悟性与创造‛的讲座，南开大学党委副书记兼副校长张静以及各参赛高校代表团、观摩团300余人聆听了讲座。

当天，南开大学主楼小礼堂内座无虚席，座位旁的通道、讲台周围都坐满了听众。

欲求知多提问
讲座中，葛墨林以物理学为例子，分析了科学研究发展的特点以及物理学在各行各业的应用情况。

他认为，20世纪，物理学以发现新规律为科学研究的主导，而21世纪则以广深、交叉学科为主导。

他指出：‚物理学基础研究引起了伟大的发现，改变了人类的生活。

基础研究规律告诉我们，要做好科学研究，就必须在求知的过程中经常提问题，并努力去解决问题。

‛
葛墨林有针对性地剖析了科学与技术的关系、探索真理与解决问题的关系。

他认为，科学和技术是两个相联系但不相同的概念。

科学主要指的是求知，技术则主要指的是应用。

求知的过程是一个探索的过程，主要研究自然界的组成、基本规律及其可能的应用。

而技术科学则不然，明确其应用范围，要求必须有计划和步骤。

‚两者在思维上有相当大的区别，但彼此是有联系的。

‛基于此，他希望青年学子在探索问题的时候，不要被莫名其妙的追问所吓倒，应坚定求知信念，探求自然界的规律，‚要多提问，然后一步一步追下去，这是自然科学研究正确的方法。

事实证明，只要是自然的发展规律都将大有用处，这些规律说不定可以改变人类的生活。

‛
勤奋不是一切悟性才是关键
‚勤奋不是一切，悟性才是关键。

每个人都能勤奋。

在此基础上，成功取决于高的悟性。

‛讲座中，葛墨林以陈省身先生等人的成功经验为例子，为在座青年学子指引出一条以兴趣为基础、以勤奋为习惯、以悟性指导、以创造为目标的成长之路。

他希望青年学子们在求知过程中一定要重视灵感的积累。

他说：‚勤奋积累的目的是为了创造，而创造性思维的基础是必须有一定的悟性，有悟性才能产生灵感，灵感才能产生创造。

‛
葛墨林认为，勤奋应源于兴趣的指引，青年学子应该按照自己的兴趣，把握机遇，找到适合自己发展的学科。

‚找到适合自己发展的路径是最重要的。

对哪一门学科有兴趣，就应尝试着去做。

有了兴趣，就是别人阻止你，你也能克服重重困难去做好。

‛
葛墨林认为，以兴趣引导学习，这样才能收到好的学习效果。

他说：‚学习的主动性是最重要的，强迫自己去学习是永远学不好的。

每个人的自身特点、家庭背景、个人条件等都不一样，没有适合普遍人的普遍学习规律，要明白学习是你自己的事。

‛
要有良好的科研素质并勇于创造
葛墨林介绍了科研素养培养的关键，鼓励青年学子勇于创造。

他指出，培养科研素质要打好理论基础，要一心一意做研究，兴趣不能过于广泛，学习过程要不断提出问题，要有合作的精神，并善于听取别人的意见。

葛墨林寄语年轻学子：‚我们的前辈经过了千辛万苦的努力，竖起了人类的科学大厦，造就了人类现代文明生活，你们青年学生即将成为构造这幢大厦的一员。

你们要谦虚谨慎，明白自己的责任，明确自己的抱负。

在碰到困难的时候，千万不要气馁，因为那只是一时的挫折。

不管碰到什么困难，要有自己的主见，以求知作为自己的乐趣。

‛
（四）黄乃正：科学是为解决生命的秘密
11月19日，第十届‚挑战杯‛创新论坛在南开大学主楼小礼堂举行，中科院院士、香港中文大学教授黄乃正做了题为‚Chemistry of Hydroxytetraphenylenes‛的精彩讲座。

论坛由南开大学化学学院院长刘育主持。

黄乃正从浙江奉化溪口蒋介石故居的墙面上酷似苯分子结构的图案谈起，生动地引入主题，为大家讲解了他所从事的高张力分子的合成及若干天然产物的全合成研究，向大家介绍了该领域最新的研究成果、发展情况以及面临的一些问题。

黄乃正边演示PPT边讲解，给在座的师生上了一堂专业的化学课。

精彩的学术讲演之后，黄乃正播放了香港中文大学的两张照片，饶有兴致地向大家介绍了香港中文大学的地理位臵、周边环境和校内的建筑物。

黄乃正说：‚香港中文大学与南开大学不同，我们学校都是山，但这两所学校相同的是景色都很漂亮！‛
报告结束后，在座师生踊跃提问，大家就报告的内容提出自己的疑问与黄乃正进行探讨。

其中，同学们问及最多的是化学研究的实用性问题。

黄乃正回答道：‚科学不一定要实用，科学是为了解决生命的秘密，是为了满足人类好奇心。

解决问题不是科学的追求，科学的实用价值会慢慢体现出来的。

我认为，研究没有应用与基础的区别，而只有好与坏的区别。

‛
黄乃正曾从事高张力分子的合成及若干天然产物的全合成研究，在有机合成、天然产物全合成领域做出了突出成绩，在国际有机化学界具有较高学术声望。

现为中国科学院化学学部院士，第三世界科学院院士，英国皇家化学会院士，香港中文大学新亚书院院长及多个国际权威化学期刊编委或高级评审委员。

（五）吴澄：在经济全球化背景下更应重视信息化11月19日，第十届‚挑战杯‛竞赛创新论坛在南开大学学生活
动中心多功能厅举行。

著名自动化技术专家、中国工程院院士吴澄为师生带来了‚当前信息化深入发展中的几个问题‛的讲座。

吴澄从第十届‚挑战杯‛讲起，他说，从今天的作品到明天的作品是一个连续发展的过程。

‚今天‛我们可能是几个人，用手工方式完成一项研究。

‚明天‛我们就应该用现代化的方法和工具设计、管理、制造，是多达千万人的大团队。

吴澄说: ‚国家重视挑战杯，不仅在今天，更重要的是明天。

惟有在创意的基础上继续开拓，才能实现国家繁荣发展。

‛
接着，吴澄讲到了信息化和企业竞争力问题。

他指出，竞争力主要表现在产品、上市快、质量好、成本低、服务好等方面，是制造业追求的永恒主题。

信息化可以考查一个企业的竞争力。

在谈到我国信息化的现状和发展时，吴澄说：‚我国企业信息化已经有二三十年的历史了，我国信息化一开始就强调其目的是提高企业竞争力。

信息技术是影响21世纪发展的最强劲的驱动力量。

大力推进国民经济和信息化是覆盖现代化建设全局的战略举措。

‛吴澄指出，我国企业信息化深入发展有以下问题：异构联邦ASP 集成平台——支持中小企业信息化的有效技术；数字化设计中的技术；企业生产运行建摸和优化中的新问题；企业管理，先进理念与企业信息系统得集成；网格化以及资源共享的网络技术。

吴澄在总结时说：‚信息化的指导思想是效益驱动，总体规划。

在经济全球化的大背景下，我们更应该重视信息化。

‛
（六）王自磐：以南开精神为己任建设国家
11月17日晚，南开大学伯苓楼报告厅座无虚席。

德国JENA大学客座教授、博士生导师，德国AWI极地与海洋研究所荣誉研究员，武汉大学、浙江大学、万里学院教授，国家海洋局第二海洋研究所研究员王自磐做客第十届‚挑战杯‛系列创新论坛，为师生作了题为‚南北极的大国博弈‛的报告，受到同学们的热烈欢迎。

王自磐为听众描述了极地美好的自然风光。

通过一张张精美的图片，同学们不禁为极地绮丽的自然风光而赞叹。

他还讲述了国际上对极地主权的不同形式的争夺。

他说，在国际争端中，只有民族的利益才是最大的准则。

他鼓励同学们树立崇高的历史责任感，担负起民族复兴的重任。

王自磐向大家讲述了他在南极的考察经历。

曾经在南极经历的一。