上海中学创新素养培育实验项目，立足于为构建创新型国家与建设人力资源强国所需要的人才奠基，注重点面结合实施，开设了众多创新型实验组课程。2013年9月开始，学校和同济大学软件学院联合开设“软件工程”实验组课程，通过在平行班中选拔学生，进行创新人才的早期培育。

施同学、徐同学及唐同学是2017届学生，他们在高中阶段参加了软件工程实验组课程，依托学校的强有力的课程支持，他们通过三个学期的学习和课题研究，完成了课题《便利店的“放大镜”——数据分析可视化系统》。

课题研究将他们的个人成长与科技发展以及创新人才早期培育紧密结合起来，增强他们基于信息科技领域的创新意识，也为他们进入大学后进一步深造奠定了良好的基础。作为该课题的校内指导教师，笔者有幸亲历了课题从无到有的成长过程。

1.课题的缘起：尝试改进校园超市的货品摆放问题

根据学校的课程安排，上述三位同学在高一第一学期开始听由同济大学软件学院教师讲授的专题讲座，内容涉及计算机科学与软件工程基础、嵌入式系统、计算机网络、容错与安全计算、信息安全、数字图像处理、计算机视觉与模式识别、人机交互与界面设计、基于位置信息的移动应用、云计算、物联网等。不同专题的讲座不仅开阔了学生的视野，并为今后的选题奠定了良好的基础。作为校内指导教师，我旁听了所有专题讲座，与同学们一起讨论新技术，受益匪浅。

讲座结束后，三位同学开始着手课题研究的立项工作。万事开头难，课题研究的初期阶段，他们面临的棘手问题是选择什么课题作为研究任务？三位同学在课上分别提出了各种方案参与讨论，但随之又否定了各自的方案。在将近一个月的实验组课上，他们都处于否定课题的循环中，开题工作似乎进入了一个“死胡同”。笔者在听取了他们的课题想法后，给予了他们如下的思考题：你们有没有尝试观察身边是不是有迫切想要解决的问题？

三位同学带着这个思考题，尝试从身边的问题出发，找到需求点。在一次课上，施同学提到学校小超市的货品更换问题。学校里有个标准化的罗森超市，里面放满了各式货品。施同学经常光顾这家便利店，他发现有些货架经常是断货或缺货，有些货架却是很久没有上新货。经过反复讨论和去超市实地观察，三位同学把课题聚焦在学校的小超市，由施同学出任课题组长。他们设想搭建一个软硬件结合的系统，对便利店的所售商品、顾客和时间三个维度进行了解，以此来分析便利店获得良好发展的因素，怎样为师生提供便利服务。

经过半个学期的讨论，与校内外指导老师的不断沟通，三位同学终于在期中考试前确定了课题内容，提交了一份名为《数据分析可视化——以学校罗森超市为例》的开题报告。

2.课题的实施：各尽其能，合作完成项目研究

在课题合作的初期，三位同学的合作出现了一些小问题，经常会有些小摩擦。他们都是班级中的佼佼者，属于有个性有主见的学生。组长施同学对其他两位同学颇有微词，觉得两位同学有消极怠工的情况，私下里找笔者抱怨另外两位同学的不作为。另外，两位同学则认为组长一个人在闷头写代码，他们无事可做。每次校外老师来指导，三个人也没有很好地听取建议，也很少主动交流自己的想法，以至于课题研究在高一第二学期期中考试后处于停滞不前的状态。组长很焦虑，其他两位同学很无奈，指责组长没有组织课题研究的领导力。

笔者默默观察三位同学的课堂表现，分析了他们的合作中存在的问题，给了如下建议：组内分工要明确，组员之间要多沟通。三位同学经过讨论，他们明确了课题研究过程中的分工：施同学热衷于写代码，主攻程序开发。徐同学文笔甚好，主要承担论文的撰写工作。唐同学擅长图片处理及排版，主要负责论文的结构图以及电子元器件的选购等工作。三位同学明确分工后，就着手课题的进一步研究。他们在高一学年结束时，提交了课题的中期报告。他们还充分利用暑假的闲暇时间完善了中期报告。进入高二的学习后，三位同学在校内外指导老师的帮助下，利用称重传感器来检测特定商品区域的顾客数量，用皮尔逊相关系数和关联规则的数据分析方法对这些数据进行商品间的关联性分析和顾客行为的分析。在项目实施过程中，他们还应用物联网概念，通过硬件获得数据和利用软件分析数据，用JAVA语言设计了数据和结果的展现界面，并尝试搭建了实物模型。

软件试验组课程每周只有2节课，短短90分钟难以支撑课题的具体进度。校外指导老师平均2—3周来校一次，跟同学们面对面沟通时间极为有限。为此，笔者建议将课题研究化整为零，多方面多渠道进行。三位同学来自同一个班级，他们经常在课后讨论课题中需要解决的问题。课题小组还申请了网盘和建立QQ群，方便共享资料，让大家有问题可以在线问校内和大学的教师。笔者除了跟踪他们的课题进度，与他们探讨技术实现的可行性，还经常根据他们的课题需求，协助在网上购买传感器等元器件。

在三位同学通力合作下，高二的第一个学期结束时，课题的原创模型终于完成了。他们利用统计数学和数据挖掘工具来对所收集的数据进行分析，通过对硬件设备的研究，组装了一个称重设备，用以记录顾客的体重属性，同时也可以对人数进行统计。原创模型一定程度上起到在“放大镜”下看便利店的作用，便利店可以通过他们的分析平台了解该店的一些数据，并且有相应的分析结果以比较直观的方式展现出来，从而帮助他们做出最优决策。在撰写论文的过程中，他们梳理了论文的结构和课题的创新点，经反复讨论后决定把论文的题目变更为《便利店的“放大镜”——数据分析可视化系统》，以凸显数据分析的创新性。

3.课题的延续：收获满满，为大学的专业选择奠定基础

2016年1月，课题进入结题工作时，时值徐汇区和上海市的各类科技类比赛的报名启动之际。笔者鼓励三位同学走出去，参加比赛，多多历练。他们在紧张的学习之余，反复修改演示讲稿，不厌其烦地测试模型软硬件。笔者至今还记得在课题参加比赛前夕，陪同三位同学利用课后时间在学校创新实验室反复调试软件和测试数据。

《便利店的“放大镜”——数据分析可视化系统》课题参加了徐汇区和上海市的多项比赛。在三位同学共同努力下，该课题进入了2016年上海市青少年创新大赛的终评，并获得了二等奖的好成绩。(www.daowen.com)

为期三个学期的课题研究的学习经历虽然结束了，但他们在高中阶段和软件工程试验组结下的缘分还在继续中。在进入大学之后，由于他们在高中阶段已经接触了自己感兴趣的专业知识，对于课题研究上手较快较早，也为他们进入大学选择专业提供了指导。目前，三位同学已经是高等学府的大三学生了。施同学在清华大学学习汽车工程，徐同学在清华大学的软件学院学习计算机科学，唐同学在上海交通大学学习计算机工程。在他们高考结束后，笔者偶遇课题组长施同学，他当时刚经历了大学的自招面试，便很高兴地跟我分享了面试中所提及的关于课题研究的内容，并深有感慨地说：“只有真正经历了课题研究的完整过程，才能认真思考和回答如何进行课题研究。”

尽管他们课题的最终成果未能投入使用，但这对三位同学来说是一次成长和历练，整个课题研究的过程本身是一段难忘的经历。他们在经历了小组项目合作之后，深刻体会到在实际生活中，需要学会与不同的人共同完成一项任务，合作是必不可少的，分工是一个必须要适应的过程。尤其是他们进入大学、参加社会实习工作，意识到团队精神在现实生活中不可或缺。因此，他们对于高中阶段的软件工程试验组学习经历非常难忘，也非常感谢学校在他们高中学习期间提供的多样的课题研究机会，奠定了他们进入大学后继续课题研究的基础。

作为指导老师，我全程参与并指导了该课题的整个过程。在他们的课题顺利结题之后，我写下了如下评语：

《便利店的“放大镜”——数据分析可视化系统》的灵感来自于对生活的仔细观察和孜孜不倦的探究精神。他们以上海中学校内的罗森超市为例，以探索便利店良好发展为目的，结合理论分析与实地测量，做出了富有现实意义的研究。在课题研究过程中，三位同学齐心协力，充分发扬团队合作精神。作为该课题的组长，施同学自学能力强，做事认真严谨，设计构建了原创模型的代码部分。徐同学勇于担当，认真完成了论文的主体构架内容。唐同学积极配合其他两位同学，做好辅助工作。大家一起讨论课题方案，制成了数据分析可视化系统模型，并认真完成论文撰写。在研究过程中，他们养成了科学的思维方式，并体验到研究的乐趣。

4.大中学合作背景下高中课题项目研究的思考

如果说参与课题研究的学生是一棵棵的小“苗苗”，那么“苗苗”的成长离不开优质培土、养分和用心灌溉。

首先，丰富的试验组课程和实验室资源为“苗苗”们提供“优质培土”。在大中学校合作背景下，上海中学的创新实验组课程根据自身的条件与生源特点，借助数字平台来促进学生基于数字技术的学习、探究与创新，促进学生志趣聚焦、潜能开发，为不同类型、不同潜能学生的数字技术学习与应用创设良好的发展空间。课题研究过程中，让学生尽可能地采用“实地探访、动手实践”的模式，研究效果会更加理想。对于高深的专业知识，高中阶段的学生并没有足够的能力去吸收与消化。学校在课题实施过程中注重实地探访，给他们一个更为直观的课题研究体验，帮助他们作出选择。

其次，大学教师的专业引领为“苗苗”们提供养分。大学提供的专业课程，注重于某一领域前沿或整体概貌的介绍，引导学生在某个专门领域的某一点上去深入学习和探究，具有一定的挑战性。同济大学软件学院提供的专题讲座让学生找到自己感兴趣的课题，不断识别并发挥自己的优势。大学的课程支持带来了全新的科技视角，培养了软件工程的思维，让学生们用现有的软件工具和平台可以解决一些现实问题。

再次，校内指导教师要用心灌溉“苗苗”。对于校内指导教师而言，笔者有以下几点感想与大家分享。

第一，新时期教师不仅要做好本职工作，还要一专多能。如果说班主任在学生的成长过程中起到了很重要的作用，那么课题研究的指导老师在学生创新研究的道路上也至关重要。我们不仅要呵护学生的好奇心，激发学生的创造力，还要不断监督和督促学生如期完成课题。笔者在担任软件工程实验组课题指导教师的同时，还兼任学校科技班和工程班的课题指导工作。因此，笔者把通信方向的课题研究的指导经验及时分享给软件工程实验组的同学，确保了实验组的课题项目如期完成网上课题申报，同时也取得了优异的比赛成绩，让平行班的部分同学也亲历课题研究的整个过程，并且取得一定的成绩。

第二，在课题指导过程中，教师要注重学生在研究过程中合作精神的培养。项目合作往往是很多学生的学习短板，我们在研究性学习的过程中要提倡和鼓励合作项目。每个课题都不尽相同，我们要为学生量身定做一套适合他们课题研究的计划。在课题研究过程中，一般校内外老师无需给学生一个预定的题目，只需在适当的时机适时激发学生的课题研究主动性，放手让学生自己去思考和讨论，由学生来设计课题内容。在小组合作的过程中，大家分工明确，不断交流，激发灵感，碰撞火花，强化团队合作意识，让参与课题研究的每一位同学都能体验整个过程。

第三，校内指导教师还要做好学生与校外教师沟通的桥梁。校内教师对于大学提供的课程的进度和难度要有一定的了解和把控，并且要把学生的学习心得和建议反馈给大学教师，起沟通的桥梁作用。每学期专题讲座结束后，笔者都会要求每一位学生做一份调查问卷，并汇总相关内容。笔者根据学生的课后反馈，与同济大学软件学院的负责教师进行有效沟通，确定下期课程的调整内容。比如在课程宣传方面，笔者提前在学生中做广告，招生广告在新生军训的时候就通过班主任到达学生手中，有意向参加软件工程实验组课题的学生对课程内容等会有较为清晰的了解。比如，在课程设计上及时发现与高中学生现有接受能力脱节的地方，让后续讲座内容及时调整。比如，校内联系教师对于学生反映的难懂的专业术语和英文专用术语或词汇，提醒授课教师在课件上要做双语的解释等。一系列的微调整都是为了让优质的“苗苗”们得到优质培土、养分，得到指导教师的用心灌溉。

我们要让参与主体的学生从解决身边的问题出发，通过相互交流、合作，取得项目研究的切实成效，经历和体验项目研究的整个过程，获得项目研究的经验。整个过程离不开上海中学强有力的学校课程和实验室资源的支持，离不开相关大学教师的专业引领，更离不开校内外指导教师的耐心指导和呵护。

（撰稿：“软件工程”实验组校内指导教师王亚娟）