樂在創(chuàng)新中

田春憶 秦銀銀

2018年對于長沙市長郡芙蓉中學(xué)科技創(chuàng)新教育名師陳水章來說收獲頗豐。1月，他被長沙市教育科學(xué)研究院評為“長沙市創(chuàng)新教育先進(jìn)個(gè)人”；4月，他被芙蓉區(qū)總工會(huì)評為“芙蓉工匠”，成為該區(qū)唯一獲此殊榮的教師；9月，他指導(dǎo)的學(xué)生在第十屆國際發(fā)明展上獲得兩個(gè)金獎(jiǎng)、兩個(gè)銅獎(jiǎng)的好成績；11月，他又被中國發(fā)明協(xié)會(huì)中小學(xué)創(chuàng)造教育分會(huì)評為先進(jìn)工作者……

除此之外，陳水章還在這一年通過自主申請、筆試、面試，獲得由中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)頒發(fā)的青少年科技輔導(dǎo)員專業(yè)水平高級認(rèn)證，成為湖南省通過高級認(rèn)證的四名教師之一。

回首9年青少年科技教育工作的經(jīng)歷，陳水章坦言，從最開始的自制教具到后來逐步將視野放在引領(lǐng)學(xué)生從生活中創(chuàng)新，自己與學(xué)生一起成長了許多，也收獲了許多。

作為生物老師，陳水章一直有個(gè)癖好——自己動(dòng)手制作教具。從1994年參加工作以來，他制作的教具不計(jì)其數(shù)。其中，有用廢舊塑料纖維絲制成的模型鰓，也有借鑒數(shù)學(xué)原理發(fā)明的探究細(xì)胞為什么不能無限生長的裝置；有信手拈來的用于模擬人體神經(jīng)的電纜，也有歷經(jīng)多次改進(jìn)的生男生女機(jī)會(huì)均等探究裝置。它們雖形態(tài)各不相同，但都被打上了“陳氏教具”的烙印：簡單、有趣、生動(dòng)。

“為幫助學(xué)生更好地理解書本知識，能夠用教具演示的，我盡量不照書本說教。”陳水章向記者展示了一個(gè)模型鰓，它是用于向?qū)W生解釋魚為什么離不開水。受洗毛筆時(shí)筆毫?xí)谒猩㈤_的啟發(fā)，陳水章用廢舊電線做成鰓弓和鰓耙，用塑料纖維模擬鰓絲在水中與氣體交換的過程，生動(dòng)地向?qū)W生展示了魚鰓的功能。

“我還有很多‘高大上的寶貝。”介紹完模型鰓，陳水章又興致勃勃地向記者展示了他頗為得意的教具——生男生女機(jī)會(huì)均等探究裝置。

一對夫婦生男孩和生女孩的幾率如何？學(xué)生對這類問題非常感興趣。但如果按照教材上的教法，不僅教學(xué)過程枯燥，而且不便于學(xué)生理解。陳水章想通過自制教具解決這一難題。

在經(jīng)歷了第一代、第二代作品的改進(jìn)后，第三代生男生女機(jī)會(huì)均等探究裝置在陳水章的精心呵護(hù)下誕生了。它由塑料瓶和控制模塊、語音播報(bào)模塊等構(gòu)成。由于女性體內(nèi)的卵細(xì)胞只含X染色體，陳水章在裝置中固定一粒白球作為卵細(xì)胞，然后在塑料瓶中放置數(shù)量相等的黑、白球作為男性精子的X染色體和Y染色體。打開開關(guān)，隨機(jī)搖晃塑料瓶，讓一粒球（精子）掉入卵細(xì)胞處，通過光敏電阻對黑、白反射光線的識別，控制三極管的斷開和導(dǎo)通，從而判斷是生男孩還是生女孩。若掉下來的是白球，裝置就會(huì)發(fā)出語音：“恭喜你生了個(gè)女孩”，若掉下來的是黑球，則播報(bào)“恭喜你生了個(gè)男孩。”該裝置不僅操作簡單，還能自動(dòng)計(jì)數(shù)。

陳水章曾對教過的學(xué)生進(jìn)行回訪，當(dāng)問起他們對哪個(gè)生物實(shí)驗(yàn)記憶深刻時(shí)，大家不約而同地回答是一對夫婦生男孩還是生女孩的探究實(shí)驗(yàn)，尤其是對生男生女機(jī)會(huì)均等探究裝置記憶猶新。

“生物教具的作用在于把微觀的知識宏觀化，把靜態(tài)的知識動(dòng)態(tài)化，把抽象的知識具體化，幫助學(xué)生構(gòu)建概念。它的最終目的不是獲獎(jiǎng)，而是提高教學(xué)效率。”陳水章自制教具的初衷很簡單。

在自制教具方面有了心得后，陳水章逐漸把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新上。2013年，他建立了0°催化科技創(chuàng)新工作室。

激光切割機(jī)、車床、各種各樣的獎(jiǎng)牌、證書……走進(jìn)0°催化科技創(chuàng)新工作室，與創(chuàng)新有關(guān)的物件琳瑯滿目，讓人眼花繚亂。這個(gè)工作室就像機(jī)器貓的四次元口袋一樣，裝滿了新奇多樣的創(chuàng)意寶貝。

之所以將工作室取名為0°催化，是因?yàn)殛愃孪胱寔磉@里學(xué)習(xí)的學(xué)生明白，即使自己在科技創(chuàng)新方面處于0°結(jié)冰狀態(tài)，也能通過他的引導(dǎo)、催化獲得成長。

這個(gè)占地150多平方米的科技創(chuàng)新工作室分為創(chuàng)意催化檢索區(qū)、體驗(yàn)制作提升區(qū)、成果交流感悟區(qū)等三個(gè)區(qū)域。其中體驗(yàn)制作提升區(qū)最重要。在這里，學(xué)生暢所欲言，分別介紹自己的項(xiàng)目，再由其他學(xué)生對其“挑刺”。“這樣一來，每個(gè)項(xiàng)目就是幾十個(gè)腦袋的智慧結(jié)晶。”陳水章介紹，經(jīng)過多次闡述、“挑刺”、修改，項(xiàng)目會(huì)變得越來越完善。

此外，為更好地輔助創(chuàng)新教學(xué)，陳水章還開發(fā)了《少年發(fā)明秀（初級）——技法創(chuàng)新篇》《少年發(fā)明秀（中級）——知識點(diǎn)創(chuàng)新篇》等校本教材。“希望學(xué)生通過學(xué)習(xí)創(chuàng)新技法能打開視野，激活創(chuàng)新思維，知道如何利用課本上的知識聯(lián)系生活去創(chuàng)新。”

在陳水章的帶領(lǐng)下，0°催化科技創(chuàng)新工作室目前共收獲200多枚獎(jiǎng)牌、30多件受權(quán)專利，學(xué)校也因此被評為中國發(fā)明協(xié)會(huì)中小學(xué)創(chuàng)造教育分會(huì)先進(jìn)集體、全國中小學(xué)首批知識產(chǎn)權(quán)教育試點(diǎn)學(xué)校。一項(xiàng)項(xiàng)榮譽(yù)見證了陳水章全年無休的辛勤努力，也見證了他對科技創(chuàng)新教育的一腔熱情。

“俗話說，授人以魚不如授人以漁，我要說，授人以魚或漁，還不如授之以漁場。” 談及未來的計(jì)劃，陳水章告訴記者，0°催化科技創(chuàng)新工作室不久后便會(huì)擴(kuò)建，形成包括人工智能、加工工藝、創(chuàng)客三大板塊的綜合創(chuàng)新基地。

“‘授人以魚也好，‘授人以漁也好，都是以老師為本的課堂。我們的創(chuàng)新課堂立足于為學(xué)生提供‘漁場（平臺），讓他們在‘漁場里更好地‘養(yǎng)魚‘捕魚，老師僅起到引領(lǐng)的作用，真正做到以學(xué)生為本。”

陳水章介紹，在這里，學(xué)生把自己的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)時(shí)能有更多的選擇。比如一個(gè)配件同時(shí)可用激光切割機(jī)、車床或3D打印機(jī)加工完成，學(xué)生可自主選擇最簡便的一種方法。

為讓“漁場”更好地運(yùn)行，百忙之中的陳水章還將自己多年來進(jìn)行科技創(chuàng)新教育的心得、成果編寫成教材供本校學(xué)生及其他學(xué)校使用。

通過一步步“催化”，陳水章希望學(xué)生能在學(xué)校的學(xué)習(xí)中獲得從多個(gè)角度看問題的思維習(xí)慣，這樣在今后的學(xué)習(xí)和工作中，學(xué)生能用創(chuàng)新的思維去解決問題，提高學(xué)習(xí)和工作的效率，提高生活的品質(zhì)。“這也是我們進(jìn)行科技創(chuàng)新教育的最終目標(biāo)。”