北京近万名初中生参加开放性科学实践活动

 来源:互联网    要点:科学实践  
编辑点评: 自己动手测量声速,观察溶液表面神奇的张力,自组显微镜,动手做航模……11月1日,来自北京市的近万名初中生分别走进本市大学、科研院所和企业等资源单位,参加北京市从新学期刚刚实施的初中开放性科学实践活动。昨天和今天,全市共有8890名初中生到各资源单位参加此项活动。

自己动手测量声速,观察溶液表面神奇的张力,自组显微镜,动手做航模……11月1日,来自北京市的近万名初中生分别走进本市大学、科研院所和企业等资源单位,参加北京市从新学期刚刚实施的初中开放性科学实践活动。昨天和今天,全市共有8890名初中生到各资源单位参加此项活动。

“大学实验今天我来做”

11月1日,早晨八点,来自北京市9所学校的9名初一学生便“如约”来到北京科技大学物理实验中心,今天他们要在大学老师的指导下亲自动手测量声速。

在这节实验课中,北京科技大学配备了两名老师,都是该校本专业在读硕士研究生,一名负责主讲,一名担任助教。在每名学生的实验桌上都配备了信号发生器、示波器和声速测量仪。

负责主讲的刘尚通过许多生活中的实例先给同学们讲述了什么是声源,声波怎样传播,波长和频率究竟是什么,声音的传播速度和哪些因素有关,然后他和助教钱志恒分别带着同学们熟悉面前的三台实验仪器的工作原理和操作使用技巧。

刚开始,有些同学感觉还较生疏,但动手操作了几次后便逐渐“上手”了。通过老师的讲解,这些同学要在基本理解声速的计算公式和影响因素的基础上,自己通过信号发生器输出一个4万赫兹的声波信号,然后调节示波器并观察屏幕上得到的波形,再调节声速测量仪的鼓轮,在实验报告中用语言文字描述波形的变化过程,并记下相应的刻度读数。最后根据公式计算出声速,看看自己亲手测量的声速和理论上声速(340米/秒)有无差距。

9名同学的测量数据各不相同,有的还相差很大,但每一名同学都相信自己的实验结果是正确的。

在实验过程中,来自北方交大附中初一(4)班的申齐凯同学早早地完成了实验报告,他的测量结果约为360米/秒。此时,他向老师提出了一个问题:“既然声音的传播速度和温度有关,现在室内温度比理论上的‘常温’要高,这样我的测量结果应该是正确的。那在高原和寒冷的地方再做同样的实验,数据肯定要小。”

“到大学实验室里,通过动手实验学习,这种形式特别好。”申齐凯同学告诉记者,他虽然是第一次接触声波、波长、频率这些抽象的专业名词,但是通过实验老师的讲解和自己动手实验,感觉还是能理解的。“而且整个实验过程还特别好玩儿,一点儿也不感到枯燥。”

当北京市教委主任线联平来到实验室,同学们的实验基本上已做完了。“这个实验你理解了吗?能不能给我讲一下这些仪器的工作原理和你的这个实验过程?”他问来自北京海淀外国语实验学校初一(6)班的袁艺菲同学。

袁艺菲同学马上讲了她的整个实验过程,还一边指着面前的三台实验仪器,给线联平主任当场演示了一遍。“我感觉基本上懂了。”袁艺菲同学十分兴奋地说。

“这些学生都很爱动手,看来很喜欢这样的实验。”负责主讲的刘尚对这节课上孩子们的整体表现十分满意。

当日,来自本市各区县的150名初一学生在这里亲身体验了一番这些大学实验课的神奇和魅力。

 

穿越资源边界 社区也成学生科学实验场


11月1日上午8点半,距离开课还有1个小时的时间,在丰台社区学院授课点已经有10多名学生提前进入教室。9点半,来自中央民族大学附属中学丰台实验学校、北京十中、丰台八中等中学的学生已全部到齐,实践课准时开始。

“谁看过香港电影《保持通话》?身为工程师的女主角在被绑匪绑架后,对外求救就是通过自己拼装一部被摔坏了的电话机……”老师通过简单的导入,正式开始了“星星点灯”手控彩灯制作课。从简单的电路原理,到如何设计所需电路,再到面包板上安装芯片,连接电阻、导线、发光二极管,在老师和助教的指导下,学生把手中的自控彩灯“玩”出了很多花样。

“我们刚接触物理课,还没有学到电路图等相关知识,在平时的生活中也很少去了解彩灯的原理,更没有动手做过,这是一个很好的机会。”丽泽中学初一(2)班的毕灵同学告诉记者。因为特别喜欢电子技术,小学五年级时毕灵就参加了学校的电子技术小组,成为组里仅有的两名女生之一。令她有些遗憾的是,升入初中之后因为学校没有相关的社团,多年来的爱好就被暂时“搁浅”了。当看到能够通过网上选课,到校外继续搞电子制作时,她特别开心。“这不但是我个人兴趣爱好的延续,也是课堂知识的延伸。它把将来要学的电路知识以更加生动、形象的方式展示出来。最关键的是,回家后还能用学到的知识、技术自己制作彩灯。”

据友高教育负责人介绍,这节课锻炼学生动手动脑和分析解决问题的能力,帮助学生体验知识的生成过程,并指导他们将知识应用到生活中去。“在插拔集成电路时要非常小心,要将所有集成电路的引脚对准小孔,均匀用力插入。需要学生有耐心,要养成科学严谨的态度”。

在本市推出的初中开放性科学实践活动中,像这样打破部门壁垒,穿越资源边界,为学生提供尽可能丰富的科学实践资源已成常态。在北京现代职业学校,北京卫青文化创意公司负责人李杨介绍,今天到现场授课的教师既有来自资源单位教研团队的教师,也有作为开放性科学实践活动基地的北京现代职业学校提供的专业教师,同时还有中国人民公安大学的讲师。

精品课程为初中生“量身定制”

在北京科技大学,今天这些初中生所做的实验其实都是北科大本科生们要做的实验,而实验材料都是本科生实验教程的“精编版”。

负责主讲的刘尚告诉记者,学校为了保证开放性科学实践活动顺利实施,每一个实验都对原来本科生用的实验教程进行了精心编排加工,去掉了比较复杂、初中生难以理解、把握的因素,使整个实验过程简化了,“这样比较符合初中学生的年龄特点,只要他们大致有个印象,会动手,能根据实验过程进行观察、分析,这节课的目的就算是达到了。”

自从本市初中开放性科学实践活动推出后,有些家长对于资源单位能提供什么样的实践活动尚存在一丝担心。但在两天来的开放性科学实践活动中,资源单位为初中生“量身定制”的这些精品实验课程让他们从动手实践中体验到科学的魅力。

在北京现代职业学校活动现场,唐云祁就是中国人民公安大学负责为学生们讲解“科学探案”系列课程的讲师之一。他告诉记者,同学们在课堂上的表现活跃而热烈,对他提出的各种问题都十分积极地反馈和回应,且“比他想象得要聪明、领悟知识十分到位、一点就通”。

据唐云祁介绍,“指尖的奥秘”是中国人民公安大学的精选课程之一,开设的初衷是想将关于指纹的科学和深层知识传递给学生,并激发他们的兴趣。课程内容先是观察自己指纹的“斗”,再从5个不同的指纹中找出自己的指纹,然后应用到具体的案例中。“观察‘手斗’、找指纹,这其实就是专家检验指纹的一个缩影,这不仅可以拓宽学生的知识面,也可以培养他们观察问题和解决问题的能力。老师起到的作用仅仅是引导,对学生兴趣的引领……”唐老师告诉记者。

据悉,中国人民公安大学刑事科学技术学院从2008年就开始承担一些对口中小学的课程项目,包括“指尖的奥秘”在内的课堂上所呈现出的犯罪案例都是真实的。

而在资源单位中电网信息技术有限公司,这个以专业电子工程师技能培训见长的高科技公司,联合意大利电子开发板制造商Arduino、科技教育合作伙伴北京四维仲学等共同为学生推出系列课程:“科技萌工场”。

据该公司负责人介绍,本学期开设的两门课是基于Arduino开发套件的课程,基本内容是学生利用开发板和电子元件制作出一些科技产品的简单原型,并同时理解计算机语言是如何驱使这些器件产生我们希望的功能的。具体课程为两“自制鼠标”和“芝麻开门”。“自制鼠标”是让同学们跟随老师,利用电子开发套件自己制作出一个能使用的鼠标,并在实验中使用自己制作的鼠标体验小游戏。“芝麻开门”则是让同学们学习到传感器与微控制器的作用,从而理解现实生活中旋转门的工作原理,并且独立制作出一套简易的旋转门产品原型。在教学环境方面,以保证学生的教学安全为第一任务,所有实验环境杜绝学生接触到强电,并且用木质盒子罩住所有地面插销,防止学生不小心踢到。同时为每位同学佩戴防静电手环,让同学能够更安全、舒适的体验实验过程。

学生:这样的课“很接地气”


在北京现代职业学校《指尖的奥秘》实践课堂上,北京市第二十中学的初一学生冯博然表现得异常兴奋,总是情不自禁地“抢答”老师的问题,做任务时也特别积极踊跃。说起选课的过程来他觉得自己和这堂课“尤其有缘分”,“这堂课在列表的最后,看到还剩一个名额我就赶紧选了。”冯博然告诉现代教育报记者,老师讲解得十分深入、细致,通过课程,他学到了如何通过指纹找出具体的犯罪嫌疑人、指纹的学名是指头乳突花纹、指纹在日常生活中的用处等等。

“平时学校里的课很无聊乏味,但这堂课特别有意思,我很喜欢,但是一个人只能选两项……”冯博然不无遗憾地说。整堂课程2个小时下来,冯博然不仅没有感觉到累,脑子里还“冒”出了很多点子,“以后长大了要是有能力就去开发一些指纹的项目。”这个一米八多的小伙子野心勃勃。

张羽是西城区宣武外国语实验中学初一(1)班的学生,在《指尖的奥秘》课堂任务卡上的“创意”一栏,张羽画出了她的独特想法:一位妈妈通过指纹扫码识别系统顺利地找到了她走丢的女儿。张羽平时就很爱看福尔摩斯等系列的侦探小说,选这堂课也是兴趣使然。虽刚上初一,但张羽很有主见,“选课和上课都是我自己做主的,爸爸妈妈没有插手。”张羽对课程的评价是“能讲的都讲了,特别精彩”,平时对指纹没有特别了解的她经过这堂课后也知道怎么取指纹了,“指纹也是一门艺术,”张羽笑着对记者说道。

周永新是和选了同时间同地点的同学们一起坐车从人大附中赶到北京现代职业学校来的。考虑到课程内容的实用性,她选的开放性实践课程是《逃离十万火急》,“收获很大,不仅学到了关于火灾的基本常识,还学到了灭火的必备器材、火灾现场如何正确逃生等,课堂上所教的制作简易防烟面具也锻炼了我的动手实践能力。”周永新觉得课程内容很“接地气”,日常生活中随时可能会用到。她对老师的评价是“丰富、全面、耐心、幽默”,对她来说,这次课程是一次“难得又不错”的体验。

在北京友高教育科技有限公司北师大校区,今天全市近百位初一学生来到这里,体验丰富有趣的“创E学堂”。流光溢彩、星星点灯、清凉世界等电子电路类课程,让孩子们玩得乐不思蜀。

在沈小彬老师的课堂上,同学们正在研究老师展示的自制彩灯。“同学们,你们打开开关看看有什么现象?”“你再试试用手电筒照亮这盏灯,会发生什么?”按照老师的提示,五颜六色的彩灯伴随着音乐声不停地闪烁起来。“太神奇了!”“想知道怎么用简单电路控制彩灯吗?自己动手做一做,可能会收获天安门城楼节庆照明的效果呢!”老师一席话,把孩子们的好奇心瞬间激活。

在另一间教室里,成皓老师的《星星点灯》一课也牢牢抓住孩子们的好奇心。“晚上放学回家,楼道里漆黑一片,这时候你大喊一声,楼道里的灯就亮了。”“老师,这是声控灯。”“没错。但是你们有没有注意到,声控灯只在晚上受声音控制。为什么?”成老师的问题让学生犯难。“这里用到了一个重要电子元器件——光敏电阻。”

随后,在成老师的演绎下,学生自己动手组装声控灯电路。“老师,我接通电路,LED灯怎么不亮啊?”看了看学生连接的电路,成老师说:“好好回忆一下刚才老师的问题,什么情况下声控灯才开始工作?”“啊!天黑的情况下。”“那你怎么模拟天黑的环境?”“明白了!我用手捂住光敏电阻……”问题解决后,成老师再次发问:“为了方便,我们通常要让声控灯的照明持续一段时间。怎样设计一个延迟电路呢……”整堂课,成老师通过一个又一个生活现象,引导学生发现问题、认真思考、大胆操作,一步步探究未知世界。

“仅仅一节课,就看到了自己的作品,这种感觉太棒了。” 一大早从昌平赶来的方思彤同学觉得,“在这里学习跟学校完全不一样,没有课堂上拘谨的气氛,活动也是开放的,我们有什么问题都可以随时和老师、同学交流,说错了也没有心理负担,很轻松。”

“太有趣了!小夜灯、延时灯的制作居然这么简单,我们生活中的楼道灯、路灯都是这个原理,回家我一定要再试着做一做。”课后,密云七中的王嘉豪同学迫不及待地跟家人交流起来。

家长:“我和孩子都对这样的实验充满期待”

在北京科技大学活动现场,来自昌平区的学生家长刘女士告诉记者,孩子本来想选3 D打印实验,“可是这个实验选的人太多了,我们都没有选上。”这次孩子在北科大完成自组显微镜实验后,下一个实验她们已选好了在北京五中分校设置的“‘锁’不住的秘密实验”。“我和孩子都对这样的科学实验充满了期待!”刘女士说。

而在丰台区社区学院现场,家长王女士告诉记者,这种大规模网上选课对于孩子来说还算新事物,孩子可以根据自己的兴趣自愿选择“不带书本的课程”,不但能够在生活体验中学知识练能力,也为家长也能省去了部分报课外辅导班的费用。另一名家长也补充说:“我儿子平时学习成绩处于中游水平,也没有突出的爱好特长,通过这种开放性的科学实践教育,可以帮助孩子发现兴趣,培养特长。

在北京友高教育科技有限公司北师大校区活动现场,陪孩子上课的金女士很赞赏这种授课模式。她觉得现在很多孩子存在理论知识学得多,动手能力弱,自信心不足,信仰不够的情况。“这样的学习跳出了学校教育的局限,从更宏观、更长远的角度设计学生未来的发展,对孩子核心素养的提升大有裨益。”

“如果再增加一些文科类课程就更好了。”李晓圃同学的家长认为,初一年级的孩子正处于青春期,科技类课程能锻炼孩子的思维能力,美学、伦理学知识有助于他们形成正确的价值观,多维度的课程开发可以促进孩子们全方位的发展。

在北京中科航天人才服务有限公司活动现场,一早就跟随儿子来上课的程家豪妈妈一直坐在教室外等儿子下课,她希望今后能够多开展这种课程,最好每周一次,“这门课打开了孩子航模兴趣的大门,如果今后能有更进一步提高的课程就更好了。”与程家豪妈妈有相同想法的还有家住昌平的杨女士,一早她就和丈夫带着儿子来上3D打印课了,“与其在家呆着,不如带着孩子来上课,他既学到知识了,我们俩也当出来玩了。”

实践活动课渗透核心价值观


在11月1日的全市开放性科学实践活动中,众多资源在设计实践活动或实验时,也十分注重将核心价值观悄然融入实践活动的各个环节。

在北京景山学校远洋分校,学生们要在不同的实验室,分别完成“三伏贴与中药温度”“桑菊饮料防感冒”“抗疟神药青蒿素”“油水混溶不再难”“细胞的缤纷世界”“水火烫伤紫草膏”“抗菌消炎金银花组培”7个与中医药有关的科学实践活动。

也许是占了地利的优势,当记者走进“油水混溶不再难”实验室时,来自同文中学的30名同学正翘首以盼这种全新的体验模式。而他们的主讲老师,则是来自北京市中医研究所的副所长李萍。

在知识讲解部分,李所长从学生们熟悉的百合花入手,通过菜肴、诗歌以及小时候的小故事引出本次科学实践活动的两大主角:百合和生地黄,并且要用它们为主要原料制作一款护手霜。一听说自己也能做护手霜,同学们一下子显得有些兴奋,在李所长和其他几位助教老师的帮助下,他们开始称重,并按一定比例加入蒸馏水进行煎煮。

由于煎煮的时间需要长达30分钟,利用这段时间,李所长才向同学们道出今天活动的核心所在。原来,制作护手霜需要用到“水相”和“油相”两类物质相溶,而大家的生活经验是油水不溶,实践现场在烧杯中加入水再加进几滴食用油,食用油完全漂浮在水面上就是明证。“现在,你们往烧杯中滴入几滴神秘液体,看看会发生什么现象?”在李所长的指导下,同学们惊奇地发现,原来的油珠竟然不见了。在一片惊讶声中,李所长揭开了谜底:“发生油水混溶的原因,是在烧杯中添加了表面活性剂,这种活性剂由于同时具有亲水基团和亲油基团,所以能将油和水混匀在一起。”

明白了油水混溶的道理,接下来,同学们按照李所长给定的油相物质和水相物质进行称重、加热、搅拌,当所有物质变成浅咖啡色的膏状时,就宣告大功告成了。第一组完成实践活动的余远程同学直呼“很神奇,既锻炼了自己的动手能力,又开阔了自己的眼界。”和他同组的女生李晶晶则表示,要将护手霜送给自己的父母用,表达自己的一份爱心。在记者的随机采访中,除李晶晶外,还有好几名同学也有同样的想法,郑佳佳甚至说,妈妈经常洗碗,一定很需要护手霜,将自己的劳动成果送给妈妈,妈妈一定非常高兴。看到各组陆续完成自己的作品,记者也忍不住上前试一试,护手霜抹在手上很是滋润,还伴着一股香甜的味儿。

李所长看到同学们的表现很欣慰,她说,尽早让孩子们接触中医药,了解中医药的科学性,不仅可以体会祖国医学的博大精深,也可以为他们播下将来喜爱中医药的种子。现在所开设的实践活动,涉及到的是集生物、物理、化学于一体综合性课程,可以全面对接学生的生活。

北京市中医科技开发公司作为资源单位,为这次科学实践活动做足了准备。据公司的李泊宁介绍,选择中医类科学实践的学生从现在起至明年2月,已经有超过1万名学生报名,他们会根据今天实践活动的反馈意见,及时作出调整。

市教委:孩子实际获得是这门课评价标准


据北京市教委负责人介绍,开放性科学实践活动的整体设计思路是整合广义的教育资源,这体现了政府对基础教育治理方式的变革。 “对孩子来说,家庭教育、学校教育和社会教育是没有明显边界的,因此,集中家庭、学校、社会的力量,才能更好地为孩子成长服务。”

“孩子上完课高兴不高兴,下次还来不来,是我们评价这类实践课程质量的标准。”这位负责人表示,这类活动鼓励孩子们走出校园,让不同学校的孩子因为兴趣爱好聚集在一起,通过动手参与不同领域的研究、体验不同老师的教学、和不同孩子进行交流,生成自身的创造力,这种能力是老师给予不了的。 

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