“生命体的能量代谢与日常电池的耐久性有何共通之处?”11月10日,在泰山科技学院远景学院的《生命伦理与人类发展》课堂上,李莹和庞政两位老师通过一系列生活化展示实验,引导学生从物理因子视角重新理解生命的修复与伦理边界。
课程从合成生物与再生医学延伸,聚焦温度、超声、光等物理因子的驱动作用。课堂上,双师借助“草本热敷贴拆解”“超声波洗眼镜机演示”“咖啡溶解实验”等互动,将能量转换、熵增定律等抽象原理转化为可感知的现象,并引导学生在体验中同步思考技术应用的伦理合理性,实现了跨学科知识可观察、可体验的教学目标。

一、能量账本:效率衰减的本质
课程开场,两位老师以“手机电量为何越用越不耐用”这一生活化比喻,引导学生联想“初中体测800米为什么比大学更快”的切身经历,进而讲解线粒体功能随年龄增长的衰减规律。李莹老师解释道:“线粒体作为细胞的‘能量工厂’,其效率会随年龄增长而逐步衰退。例如,从青年到中年,线粒体的功能可能出现显著下降,这种衰退直接影响细胞的能量的转化效率和组织修复能力。”

二、热敷贴拆解:温度如何指挥细胞
为让学生直观理解“热能”在修复中的作用,李莹组织学生亲手体验草本热敷贴,并剪开贴片观察其内部结构。“从分子热运动的角度讲,热不只是体感,更是分子运动的加速器,热效应能从物理层面促进局部血液循环,进而加速代谢与恢复”,庞政老师补充物理原理道。“但从生物角度,温度有明确红线”,李莹老师接着强调:“超过 40℃可能导致蛋白质变性,原本的‘再生’反而会变成‘损伤’。”

三、超声波演示:从洗眼镜到生命修复
在讲解超声环节时,庞政老师以常见的超声波洗眼镜机为进行现场演示。他解释道,超声波是频率高于20000赫兹的声波,其清洁核心在于空化效应:当超声波在水中传播时,会产生大量微小气泡并瞬间破裂,释放出强大冲击力,从而剥离眼镜缝隙中的污垢。
李莹老师则引导学生对比超声技术在生活与医疗应用中的差异。在医疗恢复领域中,超声波通过精确控制频率与强度,可用于促进组织修复、增强药物渗透或击碎结石等。她强调,超声技术的安全性与有效性高度依赖于参数的精准调控,不当使用可能导致组织损伤,因此严守技术安全边界是其合理应用的根本前提。

四、咖啡溶解实验:揭示熵增定律
课程的高潮出现在庞政老师演示的“熵增”实验——他将浓缩咖啡滴入清水,随着褐色丝缕无序扩散,引导学生观察系统从有序走向无序的自然过程。他解释道:“正如薛定谔所言,‘生命以负熵为生’,我们通过不断汲取能量来维持体内的低熵状态;但每一次能量转化,都会向环境释放更多混乱,净增的熵不可逆转。”
李莹老师则从伦理角度指出,熵增的不可逆性决定了衰老是生命的必然规律。她提醒学生警惕市场上“科技逆转衰老”“白发转黑”等宣传,强调任何声称能显著逆转生理熵增的技术,若无法提供波长、功率等可验证的物理参数,本质上都是利用公众对抗衰老的心理进行误导。

这场充满体验感的跨学科课堂,以具象的演示实验为桥,让跨学科知识真正“可感可触”。学生在亲手拆解、直观观察中理解科学原理,更在双师引导下建立技术的伦理边界意识。课程不仅教会学生用物理参数、生命原理去甄别伪科学,更传递了“科技向善”的核心逻辑,让体验式学习成为理性看待生命技术、坚守伦理底线的生动实践。