南京师范大学课程资源研究所 小学科技创新活动室建设方案 编号 名称 技 术 要 求 单位 数量 01 梵天之塔 规格：￠600X800 探究问题：一个有趣的古代数学问题2N2－1。 套 1 02 哥尼斯堡七桥 从起始的红色按钮出发，试着沿着路走并且不走回头路，看看能否按亮所有的按钮到达终点。按下面板右下角的绿色按钮，可重新开始。 套 1 03 蜂巢藏词 规格：530×530×150 通过游戏训练玩者的形象与逻辑思维能力，同时增强游戏者对古诗词的了解。 套 1 04 老橡树有多少岁 展品设计为仿真的老树桩模型，树桩横截面上设有3个可左右摆动的放大镜装置。小朋友可趴在树桩上通过观察年轮判断老橡树的年龄，也可通过放大镜观察年轮的疏密。观察结束后通过阅读图文板得到正确的答案。 套 1 05 声波花纹  规格:500x500x1600 用琴弦摩擦金属板的侧端面时，一种声音从金属板中传出，随着金属板的振动，洒在板上的细砂却向着了魔似地排成了奇妙的图案，这就是1787年德国物理学家克拉尼所作的声音平板振动试验，克拉尼在实验中得到的这种有规律的奇妙图形后来被称为克拉尼图形。 材料：1mm以下铜皮 套 1 06 背道而驰 通电以后，两个金属棒向两边滑动 套 1 07 磁浪 磁场与磁力的作用。 这个展品的滚筒里有条很强的磁铁，由于滚筒的旋转，磁铁中的磁场也在改变，吸附在上面的铁沙，受磁力线的影响也会发生美妙的变化。 套 1 08 忽明忽暗 偏振片是种神奇的光学材料，在一定条件下，它可以允许也可以阻止光的通过，当你扭动转轮时，时隐时现的奇妙现象就出现了 套 1 09 人体漫游 通过三维滚环的形式来模拟在人体内部漫游的感觉。在运动的过程中，伴有三维视频解说，让观众在刺激的游戏中学习相关的人体知识。 套 1 10 基因柱 按照在电子显微镜下观察到的DNA分子结构，采用金属等材料制作的放大立体模型，结合多媒体演示向观众介绍DNA的化学成分---氧核糖核酸、双螺旋结构以及人类遗传的奥秘。 套 1 11 激光琴 本展品利用光控电路控制声音信号，产生出不同的声音。观众用手遮住台面上受光孔，激光琴就会发出声音。如果有节奏的遮挡受光孔，即可“演奏”出美妙的音乐。 套 1 12 人体综合测试 通过本展品，观众亲自测试包括身高、体重、握力、腕力、心跳测试、耐力、反应时间、弹跳摸高等项目，了解自身的体能状况。 套 1 13 中国珍惜动物   套 1 14 地球结构探秘 地球可看作一种特殊的球体，按照当今科学研究结论：地球由多层同心圈组成，这些同心圈从内到外依次称作地核、地幔、地壳；地球内部复杂的构造和高温、高压下的剧烈地幔运动是地震产生的主要成因。 套 1 15 音量比赛 展项利用的是噪声检测的原理。 展品操作说明： 打开电源后展品进入工作状态，这时两名参观者可分别进入透明隔音室，对着声音检测口喊叫10秒，这时检测口上方的LED指示器会自动显示参观者的的分贝值。 套 1 16 磁力转盘 规格:700×700×1000 磁力是一种非接触力，磁力的基本性质就是同性相斥、异性相吸 套 1 17 无规则摆锤 规格:700×700×1000 同极性磁力相斥，异极性磁力相吸。 套 1 18 拍出音阶 规格:700×700×1000 用特制的拍子拍打“拍出音阶”设备的管口，就能听到由上面不同长度的管子演奏出的音乐   套 1 19 铁花 规格:700×700×1000 形状记忆效应 套 1 20 飞轮蓄能 规格:700×700×1000 通过巨大的飞轮积蓄动能，再将所蓄能量转换成电能，了解惯性蓄能和能量转换。 套 1 21 光的反射   套 1 22 磁椅 规格:700×700×1000 磁力是一种非接触力，同性相斥、异性相吸；利用强磁铁同性相斥的特性制作成一张凳子，可以形象而又直观地体会、观察磁铁同性相斥的现象。   套 1 23 爸爸的鼻子 规格:700×700×1000 中间的镜子是由透明玻璃和平面镜交错排列在一起组成的，所以从你的脸上反射的光线有一部分经透明玻璃投射过去，有一部分经平面镜反射回来。对面的情况同样如此。所以你看到的新面孔是你原来的面孔和对面朋友的面孔的合成。 套 1 24 菲涅尔透镜 规格:700×700×1000 菲涅尔透镜又称螺纹透镜或阶梯透镜。它是菲涅尔于1919 年提出的，用于灯塔照明系统中。菲涅尔透镜利用螺纹槽形使镜片具有类似球面镜片的聚焦作用和发散特性。其工作原理实质上与球面镜相一致。起聚焦作用仅是镜片中的锯齿部分。 套 1 25 环环相扣 规格:700×700×1000 由于平面镜成的像和原物体成轴对称图形，而人体也以竖直轴对称，因此镜前一只手的动作，看起来就像是一双手同时动作。 套 1 26 难以钩抓的柱子 规格:700×700×1000 全反射棱镜是一类特殊的光学镜，作用类似平面镜，可以起到反光的作用。 套 1 27 光学转盘 规格:700×700×1000 1、视觉暂留现象。 2、人眼的视生理特点。 套 1 28 握力 规格:700×700×1000 压力传感器可以把握力变成电信号，通过控制电路、用发光二极管显示出来。 套 1 29 声音的三要素 规格:700×700×1000 声音是指在具有弹性的媒质中传播的一种机械波。它来源于发声体的振动，属于纵波。当声音传入人耳时，引起鼓膜振动并刺激听神经使人产生了声的感觉。人类能听到的声音范围是20赫兹—20000赫兹，通常物理上用声强、音调、音色三个基本要素描述声音 套 1 30 光纤星空图 规格:700×700×1000 1、全反射：当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射. 2、全反射的条件：光线由光密物质射入光疏物质，入射角大于临界角。 套 1 31 有声有色    规格:700×700×1000 展品介绍：自然界各种声音都不一样，具体表现在响度、音调、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特征性方面，计算机对麦克风所捕捉到的声音进行分析，制作出符合其特征声音的图像。 套 1 32 立体视觉测定    规格:700×700×1000  展品介绍：立体视觉是人类的重要视觉之一，本展品采用计算机做检查设备，以观众识别随机立体图中凸起图形的能力，来判断立体视觉的正常与否。 套 1 33 不可思议的三角形 规格:700×700×1000 本展品展示的是透视原理所产生的视错觉，当人从某一特定观察点观察事物时，会把有些空间层次不一样的事物看成一个平面的图形，因此由于视错觉就会将相互垂直的三段构件联想成一个完整的三角形。  套 1 34 会飞的碗    规格:700×700×1000 展品介绍：“碗”之所以会悬浮于空中，是由于伯努利原理造成的，因为在质量均匀的气流中，其流动的速度越大，压力就越小；而其流动的速度越小，则其压力就越大，因而“碗”可以稳定的悬浮于空中。 套 1 35 太阳能发电 规格:700×700×1000 太阳能电池是利用太阳能的有效方式之一，太阳能电池在受到光线照射时，就会由于光电效应而产生电流，通过遮挡太阳能电池板表面，或者打开（关闭）射灯，参与者就可以看到光源与发电量之间的这种联系。 套 1 36 看谁跑得快    规格:700×700×1000 展品介绍：依照角动量守恒定律的规定：角动量相同的旋转物体，边缘重的轮子角惯量大，因而转动起来角速度比较小；中心重的轮子则相反。 套 1 37 像素点    规格:700×700×1000  展品介绍：“像素”是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词所组成，它代表了一幅图像的最小构成单元。一幅图像的单位面积里像素点越多，图像的清晰度越高，更接近原始的图像。 套 1 38 花朵绽放    规格:700×700×1000 本展品用新颖的花朵开放的现象表现旋转物体的离心现象，旋转物体如果向心力不足（比如绳子断了），物体就会越转越离开旋转中心甚至直接被直线甩出去，也就是离心了。 套 1 39 一窗两景 规格:700×700×1000 箱体里有一面半透半反射镜将箱体隔成两部分。只能看到灯亮的那部分景物，而暗的那部分的景物则完全看不见。这样就可以在一个视窗里看到两幅画面。  套 1 40 平衡测试    规格:700×700×1000  展品介绍：由计数器、译码器及数码电路组成，用来测试人体平衡机能。人的平衡能力决定于内耳的平衡感受器及小脑神经的调节作用，经过训练，平衡能力可以大大提高。 套 1 41 悬浮环 规格:700×700×1000 同性相斥，异性相吸。磁环受磁力的排斥作用而悬浮起来 套 1 42 奇妙的乐器 规格:700×700×1000 双手靠近手形电极板，就会改变电路的参数，使音频电路开始工作。同时也会改变振荡频率，扬声器就会发出不同的声音。   套 1 43 光导灯 规格:700×700×1000 光在同种介质中是沿直线传播的。但在光纤中，光却可以沿曲线传播。这是由于光在光纤的芯线和包皮之间的界面上形成了一次次的全反射。经过无数次的全反射，光就会从弯曲的光纤中通过。全反射的条件是：光从光密物质射向光疏物质；入射角大于临界角。这里，有机玻璃是光密物质；空气是光疏物质。 套 1 44 透视墙 规格:700×700×1000 平面镜反射成像的一种用途。光线经过四面与水平面成45°角放臵的平面镜的四次反射，所成镜像不变。利用这一点可制成潜望镜用在坦克和潜艇上。但每反射一次，光线都会有所损耗，所以反射所成的像比较暗淡。 套 1 45 柱面镜成像 规格:700×700×1000 柱面镜几何投影学原理。 套 1 46 倒镜 规格:700×700×1000 三面互为垂直的平面镜组成的角反射镜又叫倒镜。它能对物体形成倒立的虚像，并且当它绕一特定的轴线摆动时，像并不跟着移动。它能作为测距、测向、光测大气污染、测光波波长的辅助器件，以及一切需要光沿原方向返回的光学装臵（如指示障碍物的反光器）。   套 1 47 滚筒游戏 规格:700×700×1000 圆筒的内部有着不同的结构，装着不同的物质。当圆筒滚动时，其内部的结构极大地影响着运动状态。内部装沙子的圆筒最先停下来。因为沙粒之间的相互运动消耗了大量的能量。   套 1 48 永动机神话 规格:700×700×1000 自然界一切物质都具有能量，且形式不同，但能量只能从一种形式转换为另一种形式，在转换和传递的过程中，各种形式能量的总量保持不变。这台经典永动机本以为在两边重球的作用下会使轮子失去平衡而转动不息，但试验的结果却是否定和显而易见的，钢球获得的势能不可能把自己抬到更高的势能位臵。 套 1 49 木琴 规格:700×700×1000 木琴的发声原理以及共振腔在乐器中的应用。 套 1 50 齿轮传动比较 规格:700×700×1000 齿轮传动不仅仅可以改变转速，还可以改变力矩。 套 1 51 平衡球 规格:700×700×1000 小球作圆周运动所需的向心力由重力和有机玻璃方框对小球的支撑力提供。当转速加快，小球受到的向心力小于作圆周运动所需的向心力时，就会远离圆心，沿抛物线上升，从而稳稳地保持在平台上。 套 1 52 缓慢的气泡 规格:700×700×1000 在装有高密度、高粘滞性的有机硅油的圆筒中，气泡上升时受到很大阻力。随着气泡的上升，气泡承受的压力递减，气泡的体积逐渐增大，上升速度也会越来越快。在装水的圆筒中，气泡上升速度快，运动不规则。 套 1 53 画五星 规格:700×700×1000 人们早已熟悉了对着镜子梳头、洗脸，但看着镜子中的图画对实物进行描画却不容易。因为眼睛所接受的信息与实物是左右颠倒的。人大约需要两、三个星期才能适应这种变化。 套 1 54 错觉画 规格:700×700×1000 展示错觉画的种类以及错觉产生的原因 套 1 55 大象穿鼠洞 规格:700×700×1000 箱子中安装了两块平面镜，平面镜的反射作用扩大了可视空间，使人产生了通道特别狭窄的错觉。 套 1 56 盲点测试 规格:700×700×1000 眼睛内部视神经丛与视网膜相连接处，没有光敏细胞，因而人眼存在着生理盲点。 套 1 57 梯形窗 规格:700×700×1000 近大远小的透视基本原理和人的习惯性思维及单眼立体视觉较差造成的错觉。 套 1 58 普氏摆 规格:700×700×1000 视觉错觉。展示斜棱镜的成像特点。由于斜棱镜改变了光路，因此物体的像产生偏移。 套 1 59 忽多忽少的小人 规格:700×700×1000 采用特殊的排列、切割的方法，将某一特定小人的脚、腿、腰、胸、颈、头等部分移位添加到其他小人身上，从而产生这种奇异的幻觉。这种方法已经产生了150年 套 1 60 装箱游戏 规格:700×700×1000 动手动脑，提高空间感。当你要把很多东西装箱时，你需要很好的空间感。不然，你就得多垒好几层。 套 1 61 疯狂的立方体 规格:700×700×1000 用这七块积木组成3×3×3立方体的方法大约有240种。这是一种动脑动手的智趣游戏，可以培养和开发儿童的智力。 套 1 62 搭建金字塔   规格:700×700×1000 这是一种动脑动手的智趣游戏，可以培养和开发儿童的智力。 套 1

项目成果具有很强的技术先进性和市场推广潜力，受到专家高度评价。

本发明（专利号ZL 201510665184.8，2018/9/21授权）涉及一种基于HOOK 的云存储应用加密数据包破解方法，分析云存储客户端程序，找到需要设置HOOK 点的函数，通过获取并且修改API传入的参数，进而返回结果，获取云存储客户端与服务器进行通信的数据明文。本发明适用各种语言实现的云存储客户端，对于认证的方式没有特殊要求，具有广泛的兼容性；不受用户网络环境的影响，无需在客户端和服务器之间增加代理服务器、不受客户端Certification pinning 安全技术的限制，具有广泛的适用性。

一种云数据隐私保护安全重加密方法，包括数据拥有者把明文数据进行加密后放置到云端，云服务 提供商对密文进行存储和相关操作；数据使用者得到访问授权后，对数据进行请求，云服务提供商得到 数据请求后反馈给数据拥有者；数据拥有者获得数据使用者的数据请求信息参数，产生重加密密钥，并 发送给云服务提供商；云服务提供商用重加密密钥加密数据拥有者放置在云端的密文数据，得到重加密 密文；数据使用者从云平台上下载重加密密文，根据自己的私钥解密重加密密文，得到所需的明

区块链是实现智慧城市、智慧医疗、电子政务等的核心前沿技术，具有可追溯性、可验证性特点，为生产生活提供强公信力、高透明度、弱中心化的统一数据平台。然而现有的区块链平台存在查询效率低、数据可搜索性差、以及应用开发接口的易用性差等问题。 针对上述问题，项目结合分布式数据库技术，设计实现关系型区块链数据库系统。具体的，如下图所示，项目针对区块链数据的底层存储结构，设计高效的数据转换方法，实现区块链数据的关系模式存储；项目研究关系型交易的链上事务管理机制，构建支持 SQL 的区块链应用开发平台；项目创新区块链数据共享方法，基于分布式关系型数据库的访问控制与事务管理机制，实现负载均衡的区块链数据共享。面向智慧城市、智慧医疗、电子政务等场景，将上述技术突破融入联盟链结构，增强联盟链数据的易用性、可搜索性和数据共享的效率，建立支持 SQL 的区块链数据库系统。目前系统仍处在研发阶段，预计 2021 年底完成研发。 主要技术指标 （1）支持 TPC-C、TPC-H 等数据库主流测试； （2）数据读取效率相较传统关系型数据库损失小于 15%； （3）数据库写效率相较传统关系型数据库损失小于 50%。

一种面向云存储的数据分类加密方法，属于计算机存储安全领 域，解决现有数据加密方法不识别数据内容，对所有数据采用单一加 密算法，导致存在的计算量大，效率低下的问题。本发明顺序包括： (1)构建安全特征库步骤、(2)数据分类步骤、(3)数据按类加密步骤和(4) 数据存储步骤。本发明只对涉及隐私需要高安全保护的那部分数据采 用高安全性的加密算法，而对于占大部分的一般数据采用安全性较低、 计算复杂度较低的加密算法，在对隐私数

1.项目系统的web端、移动端的研发，完成系统实时数据采集模块、海量数据管理模块、业务应用模块、可视化展示模块及移动App模块的开发。2.实现设备记录数据百亿条规模的存储、分析，支持B/S模式，支持移动端系统。3.系统达到在 200 用户并发下平均响应时间不高于5秒的性能指标。

团队以深地工程地质灾害预警与防控为切入点，将微震监测、智能云与新型支护技术相融合，打造了一套从底层算法到顶层智能物联网算法完整的解决方案，最终实现了 “精准监测”到“云端预警”再到“智能防控”。  一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 李想 环工院/土木水利 2020.09-2023.06 曾俊 环工院/建筑与土木工程 2019.09-2022.06 马佳骥 环工院/地质工程 2019.09-2022.06 吉翔 环工院/土木水利 2020.09-2023.06 卢向前 环工院/地质资源与地质工程 2020.09-2023.06 喻妮 环工院/土木工程 2020.09-2023.06 代坤坤 环工院/土木工程 2021.09-2025.06 文倩 商学院/应用经济学 2019.09-2022.06 彭丰 环工院/土木工程 2020.09-2024.06 李超飞 环工院/地质工程 2020.09-2024.06 宋涛 环工院/地质工程 2017.09-2023.06 张航 环工院/土木工程 2016.09-2022.12 邓叶林 环工院/土木工程 2019.09-2022.06 马俊杰 环工院/地质工程 2019.09-2022.06 朱玥 商学院/应用经济学 2021.09-2023.06 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 马春驰 环工院/ 无/副教授 隧道与地下工程 李天斌 环工院/ 院长/教授 隧道与地下工程 朱星 环工院 无/副教授 边坡工程 崔圣华 环工院 无/讲师 地质工程 杨晓轩 环工院 无/助教 无 赵伟华 环工院 系主任/副教授 边坡工程 四、项目简介 团队以深地工程地质灾害预警与防控为切入点，将微震监测、智能云与新型支护技术相融合，打造了一套从底层算法到顶层智能物联网算法完整的解决方案，最终实现了 “精准监测”到“云端预警”再到“智能防控”。 根据国家西部大开发、扶贫开发、川藏铁路、国防重大专项深地工程项目等重大战略相继开设，未来将有超过5.2万亿元的市场容量。①自主研发一套以传感器—采集站—便携检测仪—云平台为一体的高精度的微震监测系统。②基于智能云构架+MOC多输出技术+BIM，研发了深地灾害智能预警与防控云平台。 ③自主研发了深地灾害新型支护装置。已完成智能预警与防控云平台的研发设计，以及四个核心设备+三种新型支护装置的小规模生产，具有专业背景的数据分析团队已通过云平台远程处理监测数据。本项目正对硬件产品进行投入生产，计划于2023年完成软硬件的升级，2024年上线深地工程地质灾害大数据云平台，2025年实现掌上云技术。学生团队已发表30篇高水平论文，申请发明专利18项，新型实用专利12项，软件著作权5项，获10余项国家、省部级创新创业类竞赛奖励。依托学校平台已完成或参与国家、省部级项目10余项，合同总价值超千万元，并获得央视报道，引起了国内外社会的高度关注。

针对传统的信息安全领域老三件(防火墙、VPN、IDS)已无法满足移动互联网环境、特别是移动云计算环境和云计算环境中的信息安全要求，在系统、全面地分析了移动互联网环境、移动云计算环境和云计算环境中数据安全保护可能存在的各种安全隐患之后，立足于“数据主动防止泄漏”的创新理念，认为“当对用户数据和用户应用数据以密文形式进行存储、传输和访问时，能最大程度地保护信息安全”。为此，项目组围绕这一理念系统地展开移动云计算环境下数据主动防止泄漏的关键技术和技术实现架构的研究，围绕密文的存储、传输和访问针对性地研发出动态透明加密技术、双向双因子认证技术、密文检索调度技术、基于可信计算的密文存储技术，以及面向数据主动防止泄漏的支撑平台研发。支撑平台通过在客户端与云端之间架构数据安全管理层，构筑防止数据泄漏的 3 层防御体系，通过利用所研发的动态透明加密技术对所产生的敏感信息和重要文件实现可选透明加密和强制透明加密，从而实现从源头上确保信息的安全性，实现“事前‘预防’”；通过利用所研发的双向双因子认证技术、密文的可信存储技术、密文的透明调度和访问技术以及外发文件的安全控制管理技术，避免越权访问事件和系统管理人员主动泄密事件的发生，实现“事中‘控制’”；通过综合利用审计追踪技术，对访问日志、用户操作进行监控跟踪，实现“事后‘追踪’”，最终实现数据主动防止泄漏的多级、立体化安全防御。这一技术架构能同时兼顾隐私保护、防止信息泄密的技术要求。 创新要点： (1)动态透明加密技术。在传统强制透明加密技术基础上，实现了可选、动态透明加密； (2)双向双因子认证技术。面向终端设备的物理特征，实现用户与终端、终端与终端之间的多重双向认证; (3)密文检索技术； (4)面向云存储的可信程序操作文件备份技术; (5)通过研究创新、现有技术改进和综合应用多项信息安全技术构筑了一个“事前预防、事中控制、事后追踪”的多级、立体的数据主动防止泄漏安全防御体系。 效益分析： 该技术适用于信息隐私保护和防止信息泄密的多数应用场合；适用于对传统信息安全保护软件、信息安全软件产品的升级改造；适用于传统信息管理系统在向云计算环境、移动互联网环境移植时，同样能保护信息全生命周期的安全。 应用情况： 全部或局部地通过与数家高科技公司合作，改造、升级了若干件软件产品，为公司创造了一定规模的经济效益。

单分子磁体是一类具有强易轴各向异性的分子纳米磁体，可以在特定温度以下表现出磁滞等类似磁体的行为，是一种超顺磁态。分子中仅含有一个金属离子的单分子磁体通常被称为单离子磁体，近20年来，人们通常可以使用各向异性很强的稀土离子来构筑单离子磁体。稀土离子配合物往往具有较低的对称性，因此很难从几何结构上确定稀土离子的磁各向异性轴和4f电子云的结构。 北京大学化学与分子工程学院高松教授，王炳武副教授和蒋尚达副研究员等近些年设计合成了大量稀土单离子磁体，并发展了多种方法研究稀土离子的磁轴取向。2010年该课题组报道了基于双酮配体的稀土镝单离子磁体（Angew. Chem., Int. Ed., 2010, 49, 7448）。经过系统研究，蒋尚达副研究员发现在某些特殊对称性下，晶体和分子的磁各向异性轴严格重合，通过单晶转动实验确定晶体的磁化率张量，进而求得晶体和分子的各向异性轴（Jiang SD., Wang BW., Gao S. (2014) Advances in Lanthanide Single-Ion Magnets. In: Gao S. (eds) Molecular Nanomagnets and Related Phenomena. Structure and Bonding, vol 164. Springer, Berlin, Heidelberg）。2015年，蒋尚达和高松教授通过该方法首次确定了双酮类稀土单离子磁体的磁易轴取向，结果显示实验结果与量子化学从头算以及晶体场分析的结果非常接近，该工作发表在英国皇家化学会的旗舰杂志《化学科学》上（Chem. Sci., 2015, 6, 4587）。