小部分并不总是学习最好的那一部分尖子学生。学生的创新能力与学科成绩并不相关。学生的爱好不经过尝试可能自己都无法察觉,所以“学校的任务不是急着去挑选,而是创设平台”。
高中新实验室的两大特征是入口低和空间广,在从兴趣出发的基础上,让学生选择自己所喜欢的方向钻研下去。延安中学的“智慧墙”项目,将一个个物理或者数学理论转化为小实验设备,设计在一块小塑料板上,沿着教室外墙一路挂过去,让原本封闭的实验室走向学生,“我们的目的是让学生触手可及。”郭雄校长说。在国家教材中规定高中阶段学生做的物理实验是18个,上海地方规定是38个,延安中学的计划是增加到150个,外加50个数学实验。
七宝中学科技基础入门实验覆盖光学、磁学、力热学、生命科学、材料化学、机器人等14个模块,全体学生高一上学期每周1课时实验课雷打不动。到高一下半学期,进入第二个层次——科技课程拓展,重点实施经典实验和跨学科实验教学,结合专家科技讲座、研究机构访问等多种形式发现可深入培养的目标学生。第三个阶段是学校高二高三年级以研究小组形式开展课题研究。这些学生数量不多,但都可以称得上是创新人才,是每年各大高校自主招生争抢的热门。仇忠海对七宝中学的实验室颇感自豪:“我们学校的实验室设备,只要现在大学里面有的,我们绝对不会比他们差。”
通过这样一个动手实验的过程,许多学生找到了自己以前听都没听说过的研究方向。七宝中学地空平台主任刘英华对此深有感触。作为高中小学科的地理,如今却吸引了大量学生,不少学生还把地理作为自己未来的专业方向,“这在原来是不可想象的。”刘英华说。
高二学生叶骁宇研究的课题是微生物基因测序,他说这些内容高中课本里面根本没有,完全靠自己查资料自学,“以前只会写作文,但是搞了实验就要学习写论文。作文可以畅所欲言,但是论文要有理有据,有标注,有结论,有图表和实验数据。这是一种理性思维的锻炼。”通过做实验,延安中学唐晓天同学则对科学的严谨有了更深的认识,“你看我们很多摩擦力机器人走起路来一瘸一拐的,这是因为大家划板子时,看起来都是划在尺的刻度线上,但差一点点做出来就走样了。”
即使是课堂知识,学生通过自己动手印象也会深刻许多。“力的合成”是高一物理中一个教学难点。“学生普遍对这个抽象的力学概念感到很难理解。”蔡文学介绍,现在通过学校提供的实验包里的“小车过河”实验就可以形象地演示这个物理概念,学生就容易弄明白了。“在高考实验项目里,学生只是死记硬背,最容易出错的就是实验次序,如果能自己动手拿雪弗板做一个标准天平,他们怎么可能还会把砝码的位置给搞错呢?”
事实上,经历过创新实验的学生,在能力上都会有一个很大的提高。“我们这里实验做得好的学生,都是大学自主招生的热门人选。”仇忠海说。即使是最普通的学生,历经实验室的熏陶,他们在面对考官时都会条理清晰地介绍自己的研究项目,用一个个自己的研究故事,扎实而有条理地打动考官,在自主招生中占据主动。
这种主动更可以延续到大学学习。周国亮老师开设了分析化学实验课程,就是让学生学习各种仪器怎么操作。“听上去很简单,这却是进行科学研究最基本的一步。以前我们学生在高中根本没机会接触这些设备,到了大学才从仪器的操作规范、操作方法学起。而现在我们的学生在高中就已经学会了仪器的操作和使用,养成了很好的实验室操作规范,他们进入大学很快就能开展研究工作,在同学中脱颖而出。”
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