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上海市青少年科学创新实践工作站迎来新一期开班潮

归档日期:11-27       文本归类:化学估算      文章编辑:爱尚语录

  在过去的3年里,由上海市教育委员会、上海市科学技术委员会合力打造的“上海市青少年科学创新实践工作站”,致力将科学教育引入综合素质评价体系,紧紧抓住科学教育“窗口期”,通过整合高校、科研院所等多方资源,打造出30家高中实践工作站和100余个实践点,为10925名高中生提供了走近科学、规范学术、实现创想、发展兴趣的平台,让他们在精妙课程和专业项目中涵养科学精神和人文情怀,提升自身综合素养,明晰未来专业学习发展的方向。

  上海市科技艺术教育中心,积极承担创新实践工作站的组织运筹工作,发挥自身的优势,整合高校院所和社会资源,在科技创新人才培养、引导综合素质评价和丰富学生暑期生活等方面起到了穿针引线、加力助推的作用,体现了校外教育机构的责任担当和有效作为。

  2019年暑期,对有志于科创的中学生来说,并不寂寞:上海市青少年科学创新实践工作站迎来新一期的“开班季”,3000余名青少年走进大学、科研院所,在探索科学世界的过程中激发创新动能、提升综合素质,力争成为未来上海乃至全国科技创新的“主力军”。

  “信息激素如何用于棉花虫害防治”“有些果实为什么鸟儿不吃”“红景天、紫杉醇、芹菜甲素等药物成分的合成”……日前,上海中医药大学创新中药研究院院长、中国科学院上海有机所林国强院士为上海中医药大学中医药科学创新实践工作站第四期120名高中生带来题为“手性与自然”的主题报告,用生动的实例深入浅出地介绍了中医药与手性化学的世界,让现场师生充分领略了中医药科学和有机化学的魅力。

  在上海市青少年科学创新实践工作站,像林国强院士一样的“大牌”教授还有很多,他们来自于生物学、医学、化学、计算机、天文、工程光学等10大领域,在他们的引导下,科创不再是课程读本中晦涩难懂的方程式和死记硬背的理论点,而是一场场生动的学术报告和一项项有趣的实践课题,在青少年心中播撒求索、创新的“种子”,培养献身科学的意识,使他们树立更远大的理想。

  “我被控制变量等实验思想深深吸引,还自学了大学物理和数学,在实践的过程中,每一步都是挑战,在逐渐获得查找、阅读文献的技能时我‘心花怒放’,这一路的收获是学习方法、是科研精神。”来自上海交通大学附属中学的学员裘文韬感言道,他的“心花怒放”与工作站的学习经历是分不开的。在上海工程技术大学纺织科学与工程实践工作站老师的指导下,裘文韬模仿Cus和PANI的制备及其复合材料的制备,学习了对红外谱图、紫外谱图、热失重曲线等的数据分析,对复合材料织物的电磁屏蔽效进行表征,这些“遥不可及”的知识如今已成为他的专业技能。

  在完成专业项目的过程中,“心花怒放”的学生还有很多,其中就有上海大学附属中学的周致君。作为两届上海市青少年科学研究院优秀小研究员获得者、两届上海市青少年科学研究院学生理事会干部,她已先后完成了对老年人过度节俭的调查与研究、小区空闲车位分时租赁系统的项目研究等多个科创项目,一路走来,科创之路逐渐明晰,收获丰盛。

  日前,华东师范大学地理科学实践工作站将“课堂”搬到了崇明东滩国际湿地公园,通过野外实践考察培养同学们全面的地学思维,将全新的地理学知识“活”在学生眼前。

  而在中科院上海光机所物理学实践工作站,同学们则在科学家的带领下近距离参观了“神光”激光装置,通过巨幅玻璃俯瞰装置全貌,领略国之重器的魅力与风采。此外,该站还创新了课堂形式,设置了“青春秀”“活力秀”“科学秀”三大任务,以定向挑战赛的形式让同学们完成了兼具科学性和趣味性的基础课学习,学员们纷纷为这样的“活”学形式“点赞”。

  其实,实地调研、科学考察等只是上海市青少年科学创新实践工作站精妙课程的“惊鸿一瞥”。单就上海工程技术大学纺织科学与工程实践工作站来说,就组建了13个课题团队,专门为高中生设计了以“理论+方法教学+集中实践”为主要形式的一系列课程,而今年7月1日开学的上海产业技术研究院机械工程实践工作站也制定了10个研究课题包供学员们选择,丰富有趣的课程让学生在“玩”中学,逐步拓宽他们的科学视域,训练思维方式,丰富学习经历。

  上海市教育委员会副主任倪闽景在评价上海市青少年科学创新实践工作站项目时指出,“调研发现中小学阶段有过科技创新经历的孩子在进入大学选择科技相关专业的比例很高,科学教育有‘窗口期’,高校阶段再培养科学素养已显得落后。”

  鉴于此,为紧紧抓住科学教育“窗口期”,上海市青少年科学创新实践工作站不断努力构建更完备的小学、初中、高中青少年科学教育体系。今年7月7日,“上海植物园青少年科学创新实践工作站(初中)”在上海植物园举办开学典礼,标志着初中生也能在科创“战队”中获取能量。

  上海市青少年科学创新实践工作站,为青少年科创达人的脱颖而出提供了肥沃的土壤,他们在这里增长知识才干,提高综合素养,积蓄未来能量。

  上海市青少年科学创新实践工作站,对引导学生认知人生使命,增强责任意识,运用知识技能,破解社会关切起到了催化作用。

  王开典:华东师大二附中学生,上海工程技术大学交通运输工程实践站学员科创格言:事非经过不知难。科研来不得半点马虎,科学也容不下半点虚假;科研中有做人的道理,做人要像做科研一样严谨。

  站点故事:王开典起初对选什么课题,做什么实验感到茫然。而王安斌教授关于如何做好科学研究的讲座为他启航,他决定把已学书本知识学以致用,做对社会有用的选题。于是,他开始了对轨道交通噪音的数据分析。

  采集数据容易,分析数据却不是一件易事。在实践站肖曼琳老师的悉心指导下,王开典首先学习并掌握了数据分析软件MATLAB的使用。解决了技术问题后,他便立刻与另外两名课题组成员展开现场采集数据的工作,分别在地铁站闸机口处、站台边,地铁出站启动、进站制动时,站台人多、人少时,收集噪音数据。

  准备用软件进行分析之时,他突然发现采集样本不全,没有考虑到地铁在地面运行、在轻轨架空运行时的噪音,于是就再出发,到有地面运行的地铁轨道边、到轻轨站头、到轻轨穿越的城区人口密集的居民楼附近,补充采集样本。正是由于他一丝不苟的严谨态度,小组最终交出了令人满意的分析结果。

  导师评价:王开典同学积极主动参与科研调研,了解专业知识,努力从多方面拓宽自己的眼界。俗话说:“不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海,科研学习的道路没有捷径可以走,必须脚踏实地,持之以恒,锲而不舍才能学有所获!”希望开典能用这句话来勉励自己,能在未来的求学道路上走得更好,走得更远!(上海城市轨道交通学院信号控制系导师肖曼琳)

  科创格言:真正的失败不是你没有做成事,而是你甘心于失败。不要畏惧失败,不要轻言放弃,要相信,办法总比困难多,只要付诸努力和汗水,一定能收获成功的喜悦。站点故事:传统的导盲拐杖需要不停地挥

  动来进行试探,等拐杖触碰到障碍物才能绕开,并且对于行驶中的汽车、自行车无法做到提前感应,因此存在很大的危险性。当李雨隆在马路上看到有盲人艰难探路的情景,他暗自下定决心:“我要发明一种使用更便捷,有着更多功能,且能有效帮助盲人避开潜在危险的电子导盲拐杖。”经过几个月的学习和研究,他最终发明了超声波电子导盲拐杖。

  上海交通大学机械工程实践工作站不仅为李雨隆提供了在实践中需要的器材,还兼有理论知识的配套辅导。他在跟随工作站的曲老师学习慧鱼模型的搭建和程序编写的过程中设想:是否能用慧鱼模型研发电子导盲拐杖?经过查阅相关资料,他发现比起慧鱼模型自带的控制器,超声波传感器更能达到预期效果。这意味着他需要学习难度更高的超声波传感器的使用方法。在得到老师的肯定后,他毅然开始操练起arduino传感设备。将慧鱼模型跟arduino单片机结合,李雨隆构思了把传感器置于导盲拐杖前方,并在拐杖顶部加上开关对其进行控制的设计草图,并将想法付诸于行动。在老师和自己的共同努力下,李雨隆如期完成了电子导盲拐杖的搭建和程序的编写,实现了在设定的距离和范围内感知障碍物,电机启动带动底部小轮,引导拐杖使用者避开障碍物和潜在危险的功能。

  导师评价:李雨隆头脑灵活善于思考,有较浓厚的科学研究兴趣、能够从多角度发现和分析问题,勇于提出自己的观点并尝试,具有良好的科学态度,较强的自主探究能力,具备研究潜质。(上海交通大学机械工程实践工作站导师曲凌)

  上海市青少年科学创新实践工作站,为学生多渠道增智,打开创智窗口,立体化站位,拓宽专业视野提供了“利器”。

  科创格言:我特别喜欢狄德罗的一句话:真理喜欢批评,因为经过批评,真理就会取胜;谬误害怕批评,因为经过批评,谬误就要失败。

  站点故事:在学习生物遗传方面的计算时,往往能找到清晰恒定的规律,但是由于数据较多,计算较为繁复,量也比较大,很难理清。黄心怡在上海应用技术大学数学实践工作站,尝试用数学编程借助计算机研究“若采用遗传基因结合培育植物后代的基因型分布情况”,最终总结出用一个模型只修改部分便能沿用之于其他问题的解决方案。

  矩阵运算对于高中生而言具有极大的挑战性。来到上海应用技术大学数学实践工作站后,她在导师的指导下开始接触数学模型,学习使用专业矩阵软件MATLAB。当黄心怡编写一个连续迭代的程序步骤时,她发现直接用矩阵计算很复杂,翻阅了一些书籍都没能找到简化计算的方法。在老师的帮助下,渐渐学会了采用矩阵对角化的方法。“这次经历激发起我对数学的兴趣,驱使自己在往后的学习中,对数学怀有更强信心与不竭动力。”

  这段经历同样帮助她确立了未来的学习方向,即走理工路、走科研路,为未来各自然学科的学习打下坚实的数学基础。

  导师评价:黄心怡同学学习勤奋努力,听课认真,接受能力强。对于不懂的问题,会虚心向老师求教,网上的报告也都认真完成填写。性格活泼外向善于结交朋友,和工作站中的其他同学共同进步。(上海应用技术大学徐小明副教授)

  站点故事:童年时,华孟瑞喜欢仰望苍穹,家里有一台天文望远镜,平时他会观测美丽的星空,也会读《基础天文学》《天文爱好者》等书刊,向往着自己有朝一日能够探索那片神秘浩瀚的宇宙。进入高中后,他加入学校天文社担任器材部部长,开启了一段与天文的缘分。在中科院上海天文台实践工作站,他更是在老师的指导下开展了潮汐现象研究,以科研的方式加深了天文之缘。从原本只了解浅显的潮汐知识,到现在能完成复杂的公式推导,还做出了与之相关的科研课题,工作站的这段经历让华孟瑞获益匪浅。

  “我先学习了潮汐的相关知识,完成了引潮力公式的推导,随后便对引潮力影响下海洋形状以及黑洞对恒星的潮汐瓦解现象进行了研究。”华孟瑞和组员们合力探索,通过作图绘制了地月系统草图,并运用数学知识推导出引潮力计算公式,对地月之间引潮力进行计算,进一步运用作图来体现黑洞与恒星间的关系,最后通过公式总结出不同类型黑洞对于恒星影响不同的原因。

  “有的公式可以一步步推出来,但有些理解不了。多亏了老师的耐心指导,让我慢慢克服了困难。”通过课题研究,还增强了他的自主学习能力和逻辑思维能力,“由于课题研究的每一个阶段,老师都会要求我们完成一定的任务,所以我在这一过程中养成了严格的时间观念,这对我以后的工作、学习都是有很多益处的。我希望自己两年后能够顺利进入大学的天文专业学习,继续在天文领域里深造。”

  导师评价:华孟瑞同学在课堂上认真听讲,积极提问,喜欢进一步探究,课后自学了很多相关的物理知识。在准备论文时,华孟瑞同学细心阅读很多背景资料,通过计算机编程,计算并比较了太阳和月球对地球产生的潮汐力大小,而且通过构建的简单地球海洋模型,重构了月球潮汐力对海水形态的变化,各方面能力都得到了锻炼和提升。(上海天文台副研究员李兆聿)

  上海市青少年科学创新实践工作站,是学生知识建构,强化思维磨砺,勇于创新,探索求解良方的大熔炉。

  科创格言:在遇见问题之后,要耐心地思考问题产生的原因,而不是只知道反复地尝试,分析问题是解决问题的第一步,也是最重要的一步。

  站点故事:LED照明技术有着发光效率低、实际寿命远低于理论寿命的天然缺陷,因而遭到新型照明技术的挑战。蔡凌云在中科院上海光机所物理学实践工作站导师的指导下,通过陶瓷制作工艺将荧光粉均匀烧结在陶瓷片中,自己动手制作了新一代激光显示与照明技术“心脏”荧光陶瓷,解决当前LED照明技术发光效率低、实际寿命远低于理论寿命的问题。

  在工作站导师的指导下,他学习研究了荧光陶瓷的用途、发展前景、工作原理及制作方法,并亲身实践,运用陶瓷制作工艺将荧光粉均匀烧结在陶瓷片中,顺利做出了荧光陶瓷成品。通过学习科学的研究技巧和思考方法,不断分析琢磨解决问题的关键,蔡凌云在课题研究的过程中可谓一帆风顺,几乎没有碰到什么困难。

  此次工作站为他提供了零距离体验科研的宝贵机会,更是在他心中植埋了科学基因。“这正是我所向往的,这次工作站经历坚定了我未来从事科研的信心。”

  导师评价:凌云同学开题调研全面,思路清晰;研究实践过程认真、严谨,积极与老师交流互动,动手能力强,善于思考,创新意识强;整个研究工作结果完整,充分展现了个人动手能力,独立思考能力、创新意识以及学习主动性。(中科院激光与红外实验室副主任、研究员姜本学)

  科创格言:在自然科学中,创立方法,研究某种重要的实验条件,往往要比发现个别事实更有价值。

  站点故事:在生物实验室里,果蝇因其个体小、成活率高、繁殖速度快、染色体大、性状明显,是一种常用的动物实验材料。了解不同成分的培养基对于果蝇生长发育的影响,总结出快速培养优质果蝇的培养基成分的最佳方案,这是朱诚佳的课题。

  朱诚佳说,初次做果蝇转接时,第一次接触,她滴时格外小心,既担心太多杀死果蝇,又怕滴太少果蝇在完成转接前就醒来,转接时还必须注意不能使太大力以致伤害果蝇。

  在工作站老师的帮助和指导下,她查阅相关资料,制定了各种培养基的配制方案,选用了玉米粉、豆渣、苹果皮及香蕉皮四种不同成分的培养基进行实验,从中找出了最适合果蝇生长的培养基配方。她在完成课业任务之余全身心投入到生物研究中,将一次次培养基制备视作考前的解压方式,做到了学习、实验两不误。她细心观察不同培养基中果蝇每天的生长情况并做了详细的数据记录。每一次操作逐渐得心应手了起来,她也在此过程中“点亮”了科研新技能。

  导师评价:遗传学课题的研究结果往往不能在短时间内获得,对课题的材料—果蝇的培养就非常考验一个人的毅力,需要付出很多时间和精力。朱诚佳同学利用不同材料制作果蝇培养基,从中找出了更适合果蝇生长的培养基,在结题阶段出色的完成了结题报告和小论文的撰写,并在最后优秀学员评选阶段进行了精彩的结果汇报,为本次课题研究画上了完美的句号。(华东师范大学生物学实践工作站导师牛延宁)

  暑期,是学生获得调整休憩的时光,也是开展科技艺术教育的良辰。上海市科技艺术教育中心主任陆晔认为,科艺中心作为校外教育的重要阵地,在提供创新人才培养的天地,提供学生综合素质评价的渠道和提供丰富学生暑期生活的资源等方面,具有明显的优势,今年暑期推出和组织参与的近20项科技类的活动,犹如一盘“暑期活动大餐”。

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