创新是一个民族进步的灵魂,上海中学一直秉承着“储人才,备国家所用”的育人理念,学校一直非常重视学生科技创新能力的培养,开创性地设立“科技班”“工程班”,为学生参与科技创新活动搭建平台,并且引入大学教授、专家来校指导学生做课题、项目,我有幸参与其中,对指导学生做课题与项目也获得了自己的感悟与成长收获。
从进入上中至今,我一直担任科技班课题的指导老师,参与培养了若干届学生。遥想当年,初闻中学生搞科技创新的课题,首先是惊讶。现在连高中生都搞课题了?然后是质疑。作为辛辛苦苦研究生也算是正儿八经搞了科研的,也是试过这滩水深浅的,那么多博士生、研究生三五年都做不出啥,还会延期毕业,高中生又能做出些啥呢?带着这种矛盾的心情参与到了学生课题的指导工作中,经历了几个周期,才感到我们的学生里,还真有一些是能力超群的,在紧张的学习之余,还真搞出点了名堂。
上海中学和许多的大学都建立了合作关系,这对于中学生开阔眼界,打开创新思维的大门是有非常重要的,也是很有意义的,同时也打开了我对指导中学生做课题的视野。为了帮助新高一的同学选定课题,学期初都会邀请许多高校的知名教授来给同学们讲座,讲授自己研究领域的最新前沿成果。化学方向请到的上海交通大学化学系的教授,他的方向刚好与我研究生期间的课题相关,当年还引用过他在外文杂志上发表的文章。还有原交大医学院老院长为大家分享自己的科研之路,行医之路。老教授白发苍苍,典型的上海“老克勒”,还给同学们分享了他的学生,主持人曹可凡当年在准备弃医从艺犹豫不决时给的建议和指导,抛开了枯燥的学术,同学们感受到了大家的风范,科研的魅力……
高一寒假前为同学们选定课题,在教授和同学之间架好桥梁,沟通工作虽是繁琐,但俗话说得好,好的开始是成功的一半。为了给同学们开个好头,老师们也没少花心思,花功夫,选题来源广泛,既有同学们根据自己的兴趣和观察提出的课题,也有与教授讨论之后碰撞出的灵感,充分挖掘了大家的潜力。
紧随的主要工作就是督促同学们多看文献综述,了解课题背景,探索创新点,操练实验技能,制定实验方案。当然,主要的实验工作都会在暑假里面集中完成,我们也是全力做好后勤保障工作。
课题实验部分完成之后,论文的总结与书写,PPT的展示也是非常重要的环节,如何包装自己的课题,能够让评委教师眼前一亮,既有学术含金量,又能快速地让非本方向的教授一下子就抓到课题的重点与核心这些都是对同学们的要求与锻炼。所以在比赛前,我都会让他们一个个模拟答辩,问一些刁钻的问题故意为难他们。至于修改论文,改PPT,这都是课题指导教师重要的工作。
期末的时候我也和这届同学们交流了一下他们这一路做课题的感想,有的谈学术独立与创新,有些谈课题中的成功与挫折:(www.daowen.com)
做课题的经历丰富了人生阅历,找文献、选题、写开题报告、联系教授、学习更新的学科知识、做实验、收集数据、写实验报告、再到写论文、做PPT、应付答辩教授们刁难的问题、填一张张申请表格……这是很多在我们这个年纪的人所不能得到的机遇。当然,我们还可以享受成果的喜悦。能按计划,做出自己想要的结果,无疑是极为让人欣慰的。尽管会有些天,熬夜苦战,去磨完那一点一点的任务,但是到收获成果的时候由衷感到值得,不为自己的人生留下遗憾!
如果同学们能将现在培养出的这种认真仔细,严谨求实的作风带到以后的学习与研究中去,中国未来的科技进步还是大有希望的。
记得2017届科技班的魏洵婧同学凭借研究烟雾的课题脱颖而出,捧回了由中国科协、中国科学院、中国工程院共同主办的第16届“明天小小科学家”的奖杯。全国只有三人获得“明天小小科学家”称号,魏洵婧是其中唯一的上海学生,也是其中唯一的女生。媒体更是给她冠以了“迷上烟雾的女学霸”的称号。为了获取实验数据,魏洵婧走进实验室,拿着电烙铁反复地实验,并不停地拍照记录。在一年半的时间里,她反复调整电烙铁的温度,重复了大量的实验,只为获得稳定、明显的烟,以便观察电烙铁上方气流的形态。从她拍摄的三四百张不同形态的烟雾照片里,有的集中一缕,有的袅袅一片,有的清晰可见,还有的朦胧迷蒙。但科技创新,只有现象的观察和记录是远远不够的,这些烟雾让她又展开了进一步的思考:为什么随着热源温度的变化,热源上方的气流会呈现出多种不同的形态?为什么烟颗粒能形成疏密条纹?为了解释这些现象,魏洵婧以大量颗粒形成的颗粒群为单位进行研究,建立了烟运动数学模型,将颗粒间以气流为媒介产生的相互作用等效为颗粒间的附加压强,并推导出等效附加压强的公式,将这个生活中习以为常的现象引申到了热力学科研层次,这也许就是搞科技创新的同学的不同之处吧,他们不仅善于观察生活,更善于思考。
借用冯校长的话,学校注重引领一批有潜质的学生关注生活中一些值得探讨的问题,让学生用课题探究的方式来激活兴趣、开发潜能、聚焦志趣。就像记者问魏洵婧为什么研究烟,她讲:“只是觉得烟雾的形态很美,又碰巧看到国际青年物理学家锦标赛中有一道题目叫《羽状的烟》,就想研究一下烟的各种形态。”我在组织学生参与课题研究过程中,感受到了高校教授、专家对学生课题指导的耐心、细心,以及对学生在课题探究中闪光点的呵护,让我带着这种心态去更好地指导自己的学生从事课题研究,引导学生更好地成长。
(撰稿:学校科技指导教师胡乐萌)
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