1.思想啟迪與價值塑造
“崇高的目標造就崇高的品格，偉大的志向造就偉大的心靈”。處在新世紀的青少年同學們不缺物質，缺乏的更是精神動力和理想追求。科學營將安排同學們參觀清華園、對話清華科學家，感受中國頂尖學府底蘊，啟發思想，啟迪理想。
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清華園參觀（圖片來自往屆科學營）：疫情封閉三年後，我們有可能迎來清華的重新開放！作為我國頂尖高等學府，這裡不僅有超越百年的文物建築、流傳甚廣的名人典故，還有清晰篤定的育人理念、務實肯幹的科研氛圍。走進清華園，同學們將感受清華獨有的內涵底蘊和精神氣質。（注：如因學校政策原因無法安排，將改為參訪國家重大科研基地）
國家重大科研基地參訪（備選方案、圖片來自往屆科學營）：重大科研基地是開展重大科研項目的有力支撐，也是國家科研戰略的有力抓手。走進國家重大科研基地，同學們將深入瞭解科研一線，感受科研成果的過程生產，近距離觸碰科研。
對話清華教授（圖片來自往屆科學營）：科學家是“創新”的締造者和親歷者，在這裡同學們將聆聽他們的創新故事與真知灼見，來體會作為一線科學家的使命感、榮耀感與責任感。
2.興趣發掘與知識獲取
非凡的成果，往往始於初始的興趣。科學營每個班課程均涉及豐富的科學領域：天文、物理、化學、生物、機械、電子、創客。通過“學習坊”的形式，讓同學們在動手體驗中增進對知識、原理、應用的理解，建立對自然科學的認知和探索的興趣。
▪ 天文學習坊
來自清華大學天文系的博士學長將和同學們分享宇宙學的有關知識，還將遠程操控天文望遠鏡觀測深空天體，並將畫面適時傳送到教室，使同學們足不出戶便可遙看星河。在2022年暑期的科學營中，同學們通過遠程天文觀測收穫了很多發現：
左上：月球上的哥白尼山與第谷環形山
右上：土星
左下：由上百萬顆恆星組成的疏散星團
右下：M57球狀星團
▪ 物理學習坊
科學史上出現過許多重要和重大的發明，深深地影響和改變了我們的生活。這些發明有的是因為理論上實現了突破，如麥克斯韋發展了電磁學，成功預言了電磁波的存在，使得後來無線電、廣播、雷達、衛星、CT、B超、微波爐、手機……成為現實；也有一些更多的是源於平時細微的觀察和靈感的發現，如愛迪生髮明留聲機的過程：當發現電話傳話器裡的膜板會隨著說話聲引起震動時，愛迪生便反向推測：這種顫動是否也一定能發出原先的說話聲音？！科學營“物理學習坊”，同學們將來重現人類史上的一些偉大發明和發現，感受那些跌宕起伏、激動人心的瞬間和時刻。
▫ 課程：愛迪生留聲機制作（中級班）
當愛迪生最初宣稱發明了留聲機時，人們都認為這是一個魔術。1877年8月，在試驗了100多種材料後，愛迪生成功解決了記錄並保存金屬唱針物理運動的問題，世界上第一臺留聲機誕生了。愛迪生錄製了他的首條聲音記錄“你好，你好”，以及第二條“瑪利有隻小羊羔”。本節課我們將來“複製”發明大王最得意的發明，感受創造帶來的激動。
▫ 課程：投射式光譜儀制作（高級班）
光學是物理學中古老的學科，又是當前科學研究中最活躍的學科之一。從17世紀牛頓《光學》問世提出光的粒子說，到後來光的波動論、光是電磁波、光子的波粒二向性等理論學說的提出，再到1960年世界上第一臺激光器的誕生，人類成功地破解了“光”的奧秘，並對其進行應用。本課程我們將利用光的衍射原理製作光譜分析儀，並用光譜儀對各種光進行分解，分析每種光的波長成分。
▪ 化學學習坊
在提到“化學”時，很多人會把它跟“危險”、“腐蝕”甚至“有害”等字眼兒聯繫到一起。事實真的是這樣嗎？
人類在學會利用“火”時，已經在接觸化學了；當大批煉丹術士處心積慮地嘗試各種材料和方法試圖煉出“靈丹妙藥”時，他們已經開闢了化學實驗的鼻祖。今天，化學已經深深地“嵌入”到我們的生活、改善著我們的生活。科學營化學工作坊，我們就來認識生活中無處不在的化學。
▫ 課程：私家偵探（初級班）
發現儘可能多的證據，是刑偵斷案的重要任務。而化學方法有時會起到奇效，比如藉助化學反應中的發光、顯色現象，偵探可以找到哪怕是很細微的蛛絲馬跡！“私家偵探”課程，同學們就來扮演一回刑偵專家！
▫ 課程：有色金屬（高級班）
勃艮第紅、普魯士藍、土豪金……這些豐富多彩的配色，作為手機的金屬後殼風靡全球。我們常見的金屬大多為銀白色，這麼多“土豪”的顏色是如何產生的？本節課中，同學們將通過金屬之間的置換反應、氧化還原反應，以及嘗試電化學的方法進行試驗。
▪ 生物學習坊
地球上究竟有多少物種？迄今仍然沒有確切的答案。人類目前已經研究記錄過的生物約有180萬種，但估計仍有0.1億-1億種尚不瞭解。自250多年前林奈創立生物分類系統和命名法以來，構建出包括所有生物的“生命之樹”、明確地球上生物間的系統發生關係，便成為分類學家們的目標與渴望。科學營生物學習坊課程的設計，涉及植物、軟體動物、節肢動物等門類，以生物的進化史為線索，以動手解剖為特色，帶領同學們走進生命科學。
▫ 課程：探秘軟體動物（初級班、中級班）
軟體動物（拉丁學名：Granulifusus kiranus）也稱貝類，是除節肢動物外最大的類群，約有10萬種。它們棲息在哪裡？都有哪些形態特徵？最早出現在哪個時期？中間經歷過哪些演變的過程？……帶著這些問題，我們來進行有趣地探索。
▫ 課程：蝦與蟹的PK（高級班）
節肢動物門，Arthropoda，是動物界最大的一門，通稱節肢動物，包括人們熟知的蝦、蟹、蚊、蠅、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣以及已滅絕的三葉蟲等。全世界約有120萬現存種，佔整個現有動物種數的80%。水生動物的進化過程是怎樣的、蝦和螃蟹的特點有哪些？蝦和螃蟹在進化過程中有關係嗎？……這些都是同學們在課堂上要學習和解決的問題。
▪ 機械學習坊
機械工程素有工科類第一專業的美稱。它涵蓋的內容很多，如機械設計、製造、自動化等等。科學營機械學習坊針對同學們階段的不同，安排了齒輪結構與傳動、連桿結構與傳動、滑輪結構等學習內容，帶領同學們認識精巧的機械結構，激發奇妙的設計想法，大開腦洞。
▫ 課程：飲料機制作（初級班）
不少小朋友都喜歡喝飲料，也習慣了從飲料機中接到飲料的情形。飲料機的構造是怎樣的？為什麼飲料可以從機器中出來？帶著對這些問題的思考，本節課同學們將認識大氣壓力並嘗試利用大氣壓力的作用，來製作一款飲料機！抱著自己親手做的飲料機回到家中使用的情形，真的是很拉風！
▫ 課程：框架結構行走機器人（中級班）
近些年來機器人研究成為熱門重點領域，人工智能技術的不斷突破，加快了機器人“進化”的速度：波士頓動力機器人的類智人操作能力讓我們越來越感到吃驚，無人駕駛、工業機器人、物流機器人甚至戰爭機器人正在快速投入應用。我們已不得不思考與機器人之間關係的問題。本節課同學們將在系統瞭解機器人發展過程的同時，結合機械結構設計帶來的運動方式變化，製作獨具“舞步”的機器人。
▫ 課程：橋樑搭建工程車（高級班）
各種工程機械已成為我們重要的幫手：塔吊幫助我們修建起高樓大廈；重型運載車輛和掘進機械，幫助我們開採礦山和打通隧道；壓路機、推土機則幫助我們將公路修建得四通八達……在強大的性能之外，這些機械都有著複雜的結構和設計，高級班機械課程將帶領同學們來認識這些複雜機械中的基本結構單元：滑輪、電控、機構等，並綜合應用進行車輛開發。
▪ 創客坊
創客教育在技術方面以開源電子、數字化加工、編程為特點；在教和學方面繼承了項目教學法、做中學、探究學習等以學習者為中心的教學思想，更加註重通過設計和製作激發學生的思考。科學營創客坊為同學們安排了：
▫ 課程：智能密碼箱（中級班）
各種鎖具，始終在人類歷史的舞臺上發揮著作用，或守護著秘密，或保管著財物。在智能化、數字化唱主角的今天，傳統的“鐵將軍”們也在發生變革。本課程同學們將在認識齒輪、齒條應用的基礎上，利用單片機實現密碼輸入和電磁開關，製作出一個智能型的密碼箱。
▫ 課程：激光豎琴製作（高級班）
激光豎琴（英語：laser harp）是一種電子樂器，同時屬於一種激光表演。它以激光光束取代傳統豎琴的弦，再通過單片機對光源和光電傳感器等元件的控制發出聲音，融合了聲學、光學、電子電路與編程，相信將帶給同學們全新的表演體驗。
3.生活鍛鍊與能力培養
科學營不僅是啟發孩子科學思想的重要活動，更是鍛鍊孩子自立能力的極佳機會。在這裡，全國各地的小夥伴因為共同的愛好相聚在一起，從熟悉營地的環境、學會安排自己作息，到能夠融入大集體、享受營地生活，大家一起收穫成長。
