文/寧磊 青島市實驗高級中學
在科創中“創新”自己
文/寧磊 青島市實驗高級中學
一天中午,有位同學來到我的辦公室與我討論科創開題方案。
“寧老師,這是上次討論的CO2傳感器,您看看能用吧?”
其實上次我只是跟他大致討論了一下怎么去做,沒想到學生真去購買了CO2傳感器。“老師,我對這個題目特別有興趣,您會幫助我嗎?”
望著學生充滿期待的眼神,我微笑著點了點頭,驚訝之余我下定決心:一定要攻克該傳感器的生物學應用問題。我曾聽過一個“STEAM課程與創客”的講座,其中講到了單片機的應用。于是我決定將生物實驗中所使用的傳感器連接到單片機“Arduino”上,通過簡單的編程來控制其輸出,進而影響效應器實現局域物聯網的控制。
如今,我已成功將她購買的CO2傳感器安裝到單片機上,并根據環境中CO2濃度來自動調節生物實驗的處理水平,同時在計算機上記錄CO2濃度的變化。感謝學生給了我創新的力量和責任,讓我真正領會了“教學相長”的含義。
其實在我校“六個百分百”課程體系的實踐過程中,通過一線指導科創實踐,我不僅像如上所述的從學生身上獲得了創新的力量,還掌握了許多一手資料,解決了一些理論與實踐難題,豐富了指導科創的經驗,擴充了知識儲備,我真切地感受到有這樣一個我熱愛的群體是一件多么幸福開心的事。
為培養學生的創新能力與動手實踐能力,我校成立了創新人才培養中心,旨在通過科學創新實踐全面提升學生的創新能力與動手實踐能力,提高學生的綜合素質,展現學生的專長。而中心的成立也為像我這樣的教師發展提供了廣闊空間與優質平臺。
在科創培訓中,我結合自己多年研究的經驗和教訓,為同學們量身打造出一系列科創的“范式”:開題之前深入學生進行指導,啟發學生靈感;“面對面”與學生討論,將學生的想法轉化為具體的科學問題和實驗假說。在科創過程中,我充分放手,充分發揮學生的主體性,主動做學生的顧問,輔助同學們“上陣”,取得了不錯的效果。

以“清道夫魚的仿生學研究”為例,我首先讓同學們對魚進行解剖,獲得大量清道夫魚形態學數據,然后將數據平均之后數字化,利用相關3D打印軟件構建并繪制清道夫魚的三維結構圖,按照圖紙針對多種不同材質、不同硬度、不同孔隙、不同表面結構的原料進行3D打印,然后分別請同學作為志愿者試用,觀察并記錄清理污垢的效率和時間,嘗試找出不同材質、不同硬度、不同孔隙、不同表面結構的原料與清潔效率之間的相關性,找出相關系數,并進行統計檢驗并最終得出結論。在整個探究過程中,學生的積極性被極大地調動,自主創新意識和動手能力得到有效的培養,而對我來說,至少獲得了三份收獲:一是學到了很多新知識,豐富了自己的知識結構;二是通過與學生共同學習增進了師生之間的感情,彼此更加和諧;三是通過這個過程,增強了我對自己的信心,自我的課程領導力有了顯著的提高。
在指導學生的過程中,每當我發現自己知識不足時,就廣泛地查閱資料,尋找相關專家“取經”,我也得到了個人的提升和成長的空間,可以毫不夸張地說,自從我入職以來,在青島實驗高中的每一天都如此的“新穎”,在這所學校工作是那么“激動人心”——這是我感到幸福的地方。