中学生科技创新、学术探究机制如何完善?
中学生如何做好创新探究和展示汇报?
12月19日,2015年杨浦区中学生创新探究学术节活动在杨浦少科站顺利举行。工程与物理、化学、环境科学、生命科学、医药与健康、计算机与数学、社会科学等8个分论坛上,来自全区18所初、高中的158个项目“齐聚一堂”切磋课题探究经验。来自复旦大学、同济大学、中科院光机所等高校、研究院的20余位导师也出席了学术节的主论坛与分论坛。此外,学术节期间,在控江中学和复旦大学第二附属中学还开设了学校分论坛。现场俨然铺成了一片“学术海洋”。
今年是杨浦区高中生“双进入”探究活动的“五周年”。作为杨浦区学生创新教育实践中的一项品牌活动,每年选拔优秀高中生进入院士团队和高校与科学家做“同事”,开展课题探究活动,已坚持了近6年,在每年全区青少年科创课题征集活动中,从起初的几十个科研课题,到现在几百项课题研究,潜移默化地带动了杨浦区中学生参加创新课题研究的积极性,学生的课题研究面广,量大,形成了学术交流的良好氛围。
学术节开幕式以“科创与成长”为主题,往届“双进入”学员代表徐亮和单晶琳分享了从中学时代开始的学术生涯;本届“双进入”学员代表复旦大学附属中学徐紫钦同学交流了自己在项目展示中收获的成长;杨浦少科站项目班主任刘文菊老师结合实例与学生畅谈参加学术交流的意义及如何做好学术交流;高校专家代表复旦大学吴晓峰教授针对中学生如何做好科创项目的展示交流给出了建议。
主论坛上嘉宾共话“双高双进入”
杨浦区中学生创新探究学术节活动时恰逢“十三五”规划和教育综合改革即将启动之际,正处杨浦区基础教育创新试验区第二轮的“创智季”展示活动期间,“学术节”活动的开展是为了更好地总结“双高双进入”培育机制的探索与实践,鼓励更多的有创新潜能的青少年加入到科学探究实践中,为提升杨浦区青少年的科学素养搭建一个中学生学术交流平台。此外,每年一届累计五届的学员科创成果资料集也出现在了展示现场。
在本次学术节主论坛上,杨浦少科站科研团队围绕“双进入”的市级课题《构建区域高中与高校相衔接的创新后备人才培育模式的实践研究》进行了成果汇报,从国内外创新人才培养模式的对照分析、“双进入”活动的价值观理念、五年来的客观实效与调研以及活动实施的特色、管理与方法等方面,向出席主论坛的教育专家及研究者、高校导师、高中校长、学生与家长等嘉宾们总结了“双进入”探究活动实践这几年来的经验。
双进入”探究活动的培育机制对我区中学生科学探究氛围到底有怎样的推进作用呢?与会人员共同就“双进入”活动的机制展开交流与研讨。历届“双进入”活动学员、带教导师、班主任及学员家长代表分享了参加活动的体验与感受。
下面摘取来自主论坛上各方代表的点评发言,与大家分享。
>>>>1、教育专家及研究者谈"双进入"
上海普教所科研与发展中心主任 冯明
高中阶段是孩子抽象思维高速发展的阶段,也是孩子价值观形成的关键阶段,“双进入”探究活动正是一个就培养高中生思维方式的活动,高校带教导师发挥了科学思维培养的榜样和指导作用。其次,“双进入”探究活动也促进了高中生全面科学素养的培养,比如表达能力、坚持而专注的科研品格等。再者,这个活动在培养路径上也有创新,让高中生进入高校科研团队环境中,聚焦在合作机制上,成为人才培育模式的建构与创新。
上海市教委体卫艺科处副处长 丛海鹰
杨浦有特殊的优势,所以”双进入“探究活动具有架起高中和高校的桥梁作用,那其他区县呢?所以可进一步进行活动机制的建立与完善,比如高校的考核机制,对导师的带教如何肯定,像中科院那样要求所有院所为科普做贡献那样;其次,是否可以考虑高中学生某些已有强项的学习项目可以免修,腾出更多的空间时间进行科研探究,像复旦大学带教导师吴晓峰老师所说的“免修制度”等。
上海市教委基教处副处长 焦小峰
“双进入”探究活动是在区域层面上做高校引入的活动,学生做科研的过程也是知识内化和应用的过程,进一步可以思考“双高双进入”项目与高考改革如何契合,是否可以引入综合素质评分中,为学校提供建议,并总结可复制的保障机制。
上海市科技艺术教育中心副主任 王 艳
沪东分院作为上海市青少年科学研究院首个分院,凭借“双高双进入”探究活动成为比较早开展青少年创新人才培养的探索模式,看到这五年来的发展,看得出在活动基础上有不断的思考,始终以培育学生为准的一项活动。因为创新主要考验的是年轻一代的科研条理性,我认为后续发展还可以考虑褚君浩院士提出的“学生科研素养的评价表”机制。
杨浦教育局副局长 吴 巍
“双进入“探究活动首先是学生具有强烈的探究愿望,其次家长对学生的兴趣支持,再者就是学校的支持与探索,也不可缺少高校导师的无私奉献,并给予学生探究的平台。建议这个活动继续保持去功利化,并可做进一步的跟踪研究。
上海市教委教研室副主任 谭轶斌
学生成为创新后备人才的内因主要包括能够把知识模块化、有创新的思维、具有开放性的活力、对新事物的兴趣,外因主要是制造推动作用和“活性”科研氛围等。“双进入”探究活动有几个核心特点:1、课题允许半完成的机制,聚焦科研素养的培育 2、同伴教育,口口相传 3、高中与高校的实质性合作 4、科研热情、精神、能力和人格等素质的培养。建议前期可做一些测评,如学生的潜质、兴趣等。
>>>>2、高校带教导师谈“双进入”
中国科学院上海技术物理研究所 孙硕
【褚君浩院士团队】“双进入”探究活动对我们科研人员也是一种很好的锻炼,从同学们各种稀奇古怪的想法中,我们受到了更多地启发,也让我们了解到了,科学研究工作也许还有另一种解读,另一种思路。通过参与“双进入”活动能够让同学们了解最新的科技发展,在他们的心中播下使用科学的态度去了解世界、解释现象的思想种子,仅此一点,足矣!
复旦大学物理系 朱晓妍
【陶瑞宝院士团队】我认为“双进入”探究活动确实是给那些对科创研究感兴趣的孩子提供了很好的机会,建议学生做课题前,如果能来大学,在大学课堂进行参观和体验,可能效果会更好。最后就是对于学生交的“作业”质量或者来学校参与课题的好坏程度是否能有激励机制对学生进行鼓励。
上理工大学光电信息实验中心 隋国荣
【庄松林院士团队】首先,这个活动打破了现有中学传统教学的桎梏,我认为这个活动有可能是有望解开“钱学森之问”的钥匙之一。学生在“双进入”探究活动的制度和高校导师及项目班主任的管理下,能接受较为全面和系统性的科研训练。这个活动建立起了大学教育和中学教育的桥梁,使得有创意的优秀高中生有机会提前进入高校,结识这些一直工作在科研和工程一线的专家,让他们了解课本知识与未来工程、实践的关系,通过一个个具体的课题,学生对现有知识的认识也发生了改变,会发现科研之美。
上海理工大学环境实践工作站 陶红
“双进入”探究活动是一个重过程的活动,注重学员能力的提升;“双进入”班主任工作对活动的顺利开展很重要,作为校外机构的特长,做好了连接高中与高校的桥梁;建议在选拔上隐蔽“学校”名称,本身“双进入”的选拔与学员出自哪所学校无关,而是选拔真正对科研感兴趣的苗子。建议对学员进行后续跟踪。
复旦大学信息科学与技术学院 吴晓峰
我觉得“双进入”探究活动是一个比较能让学生发挥的科创平台。我曾经是华师大二附中的学生,我当年就是在学校里因为科创特长所以可以免修一些课程,因此,我想是否“双进入”学员也能有这样的机制,让一些科创特长的学生免修某些课程,让学员可以有更多的时间和空间做课题研究。
同济大学物理实践工作站 赵敏
“双进入”探究活动为高中生提前进入科学创新活动提供了一个很好的平台,对提高高中生的科研兴趣具有一定的帮助,建议杨浦区可以在这方面继续加强投入,对学有余力且有一定的业余时间的高中生继续有效支持。建议“双进入”探究活动可以拓宽中学生参与国内、国际科技活动的渠道,使研究类课题与应用类课题并重,都能取得发展。
>>>>3、高中校长谈"双进入"
上海市民星中学校长 姚玉清
这个活动给我们普通高中的学生创建了体验创新、走进科研的机会和平台。我们学校连续三届共3为学生被录取参与了“双进入”探究活动,比如说我们学校的郭森同学,以前不知道做课题是怎么一回事,现在体验了也了解了。“双进入”探究活动重在科研过程的体验,感受科研氛围,比如能在很晚的夜晚在实验室里奋斗,这是一种科研侵润,从学校角度来说,这是搭建了“双高衔接”的平台,给普通高中的学生提供了平等竞争的机会,同时也是补充了学校师资科研指导上的资源。
上海市财大附中副校长 凌岭
我认为“双进入”探究活动给了学生更多的机会,学会研究,学会钻研,拓展了他们的视野。同时还让学生感受到了学术的魅力。这个活动也让学校思考校内科创活动的形式及内容,分层分类,让学生不再感到科创远不可及。我有两个建议,一是定期举行由学生为主的展示或论坛活动,利用新媒体技术开展推介活动。二是形成以学生为主的网络活动平台,带动区域更多学生与学校的参与,可以适当分层。
上海市同济一附中副校长 刘育蓓
我觉得“双进入”这个活动很有意义和价值。一是为学生开展创新实践活动搭建了一个高质量的平台,让学生有机会在专家指导下利用高校实验室资源开展课题研究,使很多可能的想法得以孵化成功,可以极大地激发学生的探究兴趣。二是大大拓展学生的视野,感受、体验真正的学习、研究是如何发生、发展的,是对校内教育一个非常重要的补充。
>>>>4、学员家长谈“双进入”
学员纪彧程的家长 高煜
感谢有院士团队这样的专业机构给孩子学习的机会,也很感动高校导师在忙着国家级课题这么繁忙的同时心中还能有孩子。让我印象最深的是这次十一长假,导师孙硕老师还放弃休息在高校实验室指导孩子的课题,并且得知带教的前一天晚上孙硕老师才回上海。在孩子花大量时间在科研探究上,也曾纠结徘徊,但是是孩子感兴趣的,也是学有余力的,还是非常支持他的,他在”双进入”活动中无论是表达能力还是探究能力都有进步和收获,我也很为他高兴。
学员胡叶琛的家长 叶伟萍
我觉得参加这个活动需要孩子学有余力,且对创新感兴趣,因为一旦参加活动,就会花大量时间在科研探究中,但孩子也能做好时间的把控,成绩也没有掉下来。而且这次的“双进入”探究活动参与经历对孩子现在在美国的学习也很有帮助。
>>>>5、学员谈“双进入”
第二届"双进入"探究活动学员 单晶琳
参加“双进入”探究活动对我来说帮助很大,我从活动中学习到了严谨的科学态度、有逻辑的思考和“科普化”表达高深课题的能力。我现在在美国斯坦福大学的学习过程中,还是沿用这样的科研精神进行学习和实践,当年那一段科研探究的经历对我现在的学习是有助益作用的。
第四届"双进入"探究活动学员 张宇
“双进入”探究活动让我体验到了书本上学不到的知识,让我能够走出课堂,走进高校,与科学家做“同事”。我很喜欢问为什么,所以“双进入”探究活动的科研经历也一直不停地回答了我不断产生的“为什么”,也正是这样一段不断问不断解决的实践经验,才助我不断地接近“真相”,这样的学习方式也是高中课堂学习所不能给我的别样体验。
第五届"双进入"探究活动学员 徐紫钦
去年这个时候,我才刚开始对课题有初步的想法。现在的照明都是固定不变的,很多时候不能满足我们的实际需求,那我是不是可以做一种补光设备来弥补呢?我当时不会想到,就是这样一个生活中的疑问,给我带来了许多改变。今年的三、四月份,我参加了双进入的活动,最终进入了吴晓峰老师的带教团队。在接触到大学实验室和专业的指导后,我才发现,原来研究没那么简单。我现在也高二了,时间非常紧,实验室一待就得要一下午甚至一天。对我来说也是很大的挑战,平时不去实验室也要做很多的准备和调查。但我很享受这其中的乐趣,懂得了钻研和认真。在一次又一次的失败中,我学会了坚持和不馁。我总觉得,科学工作者,或者只是一个小问题的研究者,都应该有一点“固执”和“顽强”的精神。
在学术节的八个分论坛上,158个项目作者进行了现场展示,或关注社会或解决生活问题或设计创新方案,各有特色,与科研探究同伴和高校导师们一起“对话”科研,并得到了高校导师的细致点评。上海市青少年科学研究院沪东分院为参加本次学术节活动的学生设计了一张记录单,引导学生倾听、记录得到的建议与意见,明确项目得到肯定的部分和主要存在的问题,为今后课题的改进与完善作积累。
1、工程与物理1
“工程与物理1”分论坛共有来自我区37名中学生的33项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
新疆学生的歌舞艺术特长人尽皆知,他们在科学探究方面也饶有激情、小有成就。参加本届学术节活动的新疆同学成为了“工程与物理1”分论坛中的一个亮点,来自同济大学第一附属中学艾克拜尔•海来提、艾力夏提•努尔买买提和古再努尔•艾尼娃尔带着自己的研究项目参加了“工程与物理”分论坛的讨论。据了解,他们在新疆时没有参加过类似的中学生学术交流活动,古再努尔•艾尼娃尔只参加过一次提交创意文案的活动,来到上海之后,他们在学校的组织下参加科技创新课程与活动,主动向任课老师寻求帮助,不断推进自己的研究进程。
2、工程与物理2
“工程与物理2”分论坛共有来自我区39名中学生的37项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
汶山地震的惨状给复旦附中的李哲铭同学留下了深刻的难以磨灭的记忆,他利用课余时间反复钻研相关知识,动手制作了能够对地震作出及时反应的“室内地震报警装置“;来自控江民办的项逸菲同学善于观察生活、注重细节,她发现只要有效改进晾衣架就可以获得更高的生活使用空间……“工程与物理2”分论坛现场,奇思妙想的“创意家”们向专家们和同伴们介绍了各自的课题研究,并得到了专家们的指导意见和改进建议。
3、化学
“化学”分论坛共有来自我区11名中学生的10项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
王心怡同学是本届上海理工大学实验室探究基地的“双进入”学员,在实验室历时近半年的科研探究课题得到了导师们一致肯定,同时,也对其提出了改进意见,如数据需要更加严谨,亦可进一步深入、细致的研究。此外,同济一附中的邹泽文同学,可谓是一个 “科技小达人”。去年他就来参加过我们的“双进入”论坛活动,今年他的课题也得到了专家们的认可,关注到了上海水葫芦泛滥的社会问题,从中研制一种新型材料可“废物利用”两全其美。
4、环境科学
“环境科学”分论坛共有来自我区10名中学生的10项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
该论坛上学生围绕环境科学方面的额问题进行了交流,在整组交流结束的时候,李光明老师还特意对所有的同学提出了自己的建议,他说同学在做课题时要注意到不是课题越高大上,所用仪器越精密,试剂越昂贵,就是好课题,建议学生去做那些适合自己的,在自己知识体系范围内的课题。而且做课题时务必把与课题研究有关的内容都吃透搞清,要做到“知其然并知其所以然”。
5、生命科学
“生命科学”分论坛共有来自我区12名中学生的9项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
该分论坛现场,两位教授非常注重学生课题的创新性,并且现场提醒和指导学生挖掘自己课题中的创新点。如第五届“双进入”学员交大附中的陆婷婷同学其讲述的课题研究内容和实验过程在受到了专家们认可的同时,还建议她可以从那些看似不太“正常”和不太理想的数据中去进一步深入挖掘和分析,因为很多新的科学发现就是从那些不正常的实验结果中被找到的。
6、医药与健康
“医药与健康”分论坛共有来自我区11名中学生的11项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
该分论坛现场,大多数学生的课题都是围绕着疾病预防和监测方面的,很多学生都是进入高校的课题组,依据指导教授的指导开始课题的探究。通过分论坛的交流,可以看出很多学生都使用了的实验方法进行探究,接触过当前实验室常用的前沿的生化实验技术,如流式分选,MTT法,Qpcr等等,甚至有一位学生在没有指导教师的情况下,自己开展了对功能饮料作用的探究。两位评审专家对每一位学生都给出了中肯的意见和进一步的指导,也希望学生们首先从“小课题”开始,在展示的过程中严谨细致,对自己做得实验要理解,不为科研而科研。
7、社会科学
“社会科学”分论坛共有来自我区51名中学生的33项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
由于社会科学课题往往需要进行大量的调查实践,中学生们多采用课题组的形式开展研究,因此社会科学分论坛前后共有30多项课题、50余名初高中学生参加,论坛持续了整整一天。然而在用课桌简单布置成的“圆桌”上,同学们不仅将自己的研究经历娓娓道来,对于其他同学的课题也是兴致盎然,大家共同营造出一种平静而又浓厚的学术氛围,教室内不时爆发出热烈的掌声。
传统文化的保存、城市精神的复兴、文学经典中的现代产业链……同学们的课题所关注的早已不仅限于自己的校园生活,转而指向了更为广阔的天地。参与该分论坛的评委老师对此给予了高度肯定,并鼓励同学们不要止步于参赛获奖,更可以将成熟的课题投稿发表,让社会科学研究的价值得到更充分的体现。
8、计算机与数学
“计算机与数学”分论坛共有来自我区18名中学生的17项创新课题与专家们和同伴们进行了学术交流与展示,并接受了专家导师们的指导意见。
该分论坛现场,17位创意无限的科技迷们各展神通借助各类程序语言,多媒体设计软件,移动信号装置等计算机数码载体交流轰动自己或大或小的学术探究成果。引得两位莅临现场的专家频频拍手称赞。
分会中的老面孔杨钧凯同学关于敬老卡的改进项目大受好评,他能结合实际从细微入手,并且通过几年锲而不舍的钻研改进,得到了专家评委们“可以联系社保局投入运用'的高度肯定。此外,孟元琦同学的人流预测、赵奕炜同学的现代模块化家具、倪大卫同学的虚拟化学实验室实验都被赞务实创新。