這里緣何成為“科技英才”的搖籃
——人大附中朝陽學校科技教育紀實

這里緣何成為“科技英才”的搖籃
——人大附中朝陽學校科技教育紀實

文 | 彭瑞敏

11月7日，由中國科學技術協(xié)會、中國科學院、中國工程院、國家自然科學基金委員會和周凱旋基金會共同主辦的第17屆“明天小小科學家”活動頒獎典禮在北京大學舉行。來自中國人民大學附屬中學朝陽學校（以下簡稱“人大附中朝陽學校”）的劉東澤從全國1156名參評高中學生中脫穎而出，成為15名一等獎獲獎者之一。在此之前，劉東澤還獲得了第32屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽的最高榮譽——中國科協(xié)主席獎，全國僅3人獲此殊榮……

劉東澤能夠在小小年紀就展現出自己的“科技天才”，與他所處的學習環(huán)境關系密切。就像他對自己的輔導老師李雯所說的：“每個獎項都有您的影子”。

作為“朝陽科技示范校”，人大附中朝陽學校的科技特色教育惠及的遠不止劉東澤等幾名獲得國際國內科技大獎的少年，而是全體學生。目前，學校的科技教育已形成以選修課、研究性學習和社團活動為載體的科學創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，走上了融合信息技術，培養(yǎng)數學、物理、化學、生物、DI（頭腦創(chuàng)新思維競賽）等各領域的信息技術創(chuàng)新人才的道路。

科技類校本選修課20多門

人大附中朝陽學校是朝陽區(qū)為引進人大附中優(yōu)質教育資源，與人大附中合辦的一所由小學、初中、高中三個學段構成的公立學校。學校“一校三址”，在校生4000余人。學校秉承人大附中先進的辦學思想，全方位共享人大附中的優(yōu)質教育資源。

學校的科技特色教育，扎根于校本選修課程。該校的校本選修課程開發(fā)，以提高與拓寬學生的人文素養(yǎng)和科學素養(yǎng)為目的，配合學校分步推進的“走班制”改革，在高中、初中的校本選修和國本選修課程中實施學生“自主選擇、走班上課”的形式，深受學生歡迎。

目前，人大附中朝陽學校已經開設的科技類校本選修課有二十多門，包括航模天地、DI創(chuàng)意思維、服裝設計、中學數學競賽思想方法、數列與差分、數學嘉年華、優(yōu)選法與試驗設計初步、風險與決策、應用物理力學知識輔導、實驗物理、物理競賽、物理學家的思想與方法（力學部分）、元大都護城河水運資源開發(fā)與利用、生物學的發(fā)展與分子生物學實驗、奇妙的植物世界、飲食中的生物學、生物與健康生活、微生物與人類社會、實驗化學Ⅰ、實驗化學Ⅱ、C++程序設計、電子控制技術和機器人等。

同時，作為首批開放性科學實踐活動實驗校，人大附中朝陽學校深入領會《北京市初中科學類學科教學改進意見》，倡導“玩中學”“做中學”。充分利用學生日常生活中的科學問題，組織學生開展探究學習活動，激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力，保護和激發(fā)學生的好奇心和求知欲，為學生提供獨立思考和實踐的機會。學生通過觀察、制作等活動體驗科學方法，體驗科學與生活的聯系，激發(fā)學生無限精彩的創(chuàng)意。

科技類社團引導學生創(chuàng)新學習

學校在傳統(tǒng)科技特色活動的基礎上，開發(fā)了豐富多彩的科技教育選修課程與學生社團。在物理、化學、生物等學科教學中不斷滲透科技教育內容，多角度全方位地張揚個性，發(fā)展特長，激發(fā)學生愛科學、學科學的熱情，引導學生以科學的思維方式進行創(chuàng)新學習。

如今，全校共有7個由學生自發(fā)組織、自主挑選指導教師的科技類社團：DI創(chuàng)意思維社團、創(chuàng)意拼接社、模型社、響想社、信息技術社、The Pop and Rock Planet、服裝社，參與人數百余人。

其中，在DI創(chuàng)意思維方面，收獲頗豐。2013年全球DI大賽中，代表中國中學生赴美參賽獲亞洲區(qū)第一名。在2014年DI北京國際邀請賽上，學校初高中共有五支隊伍參賽，從幾百個參賽團中脫穎而出，取得兩個一等獎，再獲2015年代表中國隊參加全球DI大賽的資格。

2016年，高中部的陳鵬宇、劉陶然、王淼、高思寒、王海川、陳瑄琪6名同學在第十一屆DI創(chuàng)新思維中國區(qū)總決賽中榮獲一等獎，入圍全球總決賽。

在指導學生參加DI創(chuàng)新思維競賽的基礎上，學校科技教師將相關的知識講解和技能訓練系統(tǒng)化，對初、高中學生進行創(chuàng)新思維和動手實踐能力的訓練。

教師為學生設置了貼近生活實際的問題情景，鼓勵學生發(fā)現新問題，探索解決問題的方法，啟發(fā)學生通過解決問題來獲得知識與技能。在問題的發(fā)現提出階段培養(yǎng)學生的問題意識和質疑能力；在問題的分析、解決階段學生將已獲得的信息和概念應用于實踐，并學會以個人的積極主動建構作為知識和能力獲取的主要途徑；在問題的結果交流階段，通過展示、討論、評價、反思等，形成思維和智慧的碰撞，進一步提高學生的優(yōu)化意識和評價能力。

這種問題解決創(chuàng)新教學不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維能力，也培養(yǎng)了學生形成創(chuàng)造性的情感、意志等非智力品質，從而成為開發(fā)人的潛能、發(fā)展人的創(chuàng)造性、培養(yǎng)健全人格的新型教育。

另外，人大附中朝陽學校的學子在朝陽區(qū)青少年科技創(chuàng)新大賽、朝陽區(qū)中小學生金鵬科技論壇、北京市普通高中通用技術服裝及其設計展示、北京市王選杯信息學競賽、全國中學生電腦作品大賽、全國信息學奧林匹克競賽、環(huán)球自然日青少年自然科學知識挑戰(zhàn)活動上，也取得了不俗的成績。

科技文化節(jié)每年都有新主題

學校專門成立了“科技教育中心”，每年籌辦全校性的大型科技文化節(jié)，面向學生，鼓勵創(chuàng)新。

其中2015年與國家環(huán)保部聯合舉辦“環(huán)保教育進校園科技節(jié)”活動，以“環(huán)保責任在心中，綠色行動愛家園”為主題，向全國中學生發(fā)起了從自身做起的倡議。科技節(jié)上，孩子們興趣盎然，體現出無限創(chuàng)意。再生紙制作、環(huán)保紙藝服裝制作、撲克牌承重挑戰(zhàn)賽等項目受到學生的青睞。學校以此為契機成立了環(huán)保社團。

2016年小學部以“體驗科學 愉快成長”為主題，以全員參與共同成長為目的，帶領學生參加北京市天文知識競賽、北京市自然知識競賽、朝陽區(qū)拆裝技術比賽、朝陽區(qū)車輛模型比賽、建筑模型比賽、國際愛護動物基金會主題活動，還舉辦了校級科技知識競賽、學校創(chuàng)意體驗活動（智能稱重、紙杯接力、超級建筑師、移動平衡木）、植物樹葉標本制作等為主的科技教育活動。

2017年的科技節(jié)，學校組織了豐富的科技體驗活動，包括DI挑戰(zhàn)賽、環(huán)保時尚秀、節(jié)能環(huán)保創(chuàng)意宣傳畫、環(huán)保征文評比、生物環(huán)保制作評比、水火箭比賽，環(huán)保部專家講座，“環(huán)保”微視大賽等。

成為“明天小小科學家”

在校本選修課、社團和科技節(jié)的共同作用下，人大附中朝陽學校涌現出多名“科技英才”，其中最受矚目的一顆“星”無疑是劉東澤。

8月20日，在中央電視臺的《加油！向未來》第二季第六期節(jié)目中，劉東澤同學在激烈的對決中笑到最后，榮獲本期“科學猜想王”的榮譽稱號，并進軍年度總決賽。

就在此前幾天，劉東澤剛剛拿下了第32屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽的最高榮譽——中國科協(xié)主席獎。此外，他還獲得全國科技創(chuàng)新一等獎、浙江大學專項獎、十佳創(chuàng)意設計特色展板獎等該項大賽的全部獎項。

劉東澤參賽作品是工程類項目“巧妙獲取激光筆光斑坐標的方法”，該項目可以解決遠程會議在線觀眾無法看到投影幕布上激光筆光斑的問題，提出了基于小孔成像原理的激光筆光斑坐標識別方法，從而使遠程觀眾看到激光筆光斑對應位置的鼠標指針。該項目是對現實生活中真實問題的有效解決。

劉東澤說：“制作激光筆的過程中，單就一個簡單的制版過程，我就因溫度、浸泡時長、蝕刻液濃度等等問題而經歷了無數次失敗，無數次重新開始。繁重的課業(yè)負擔下，需要擠時間完成庫房機器人、激光筆等探究實驗。有時作業(yè)很多，寫到了十一點多，想放棄的時候，就想想自己對自己的承諾：不可以找理由停止自己的實驗。于是，洗洗臉，振作精神，投入到科研實驗中……這些過程讓我體會到了擁有執(zhí)著堅強的意志對于科研工作的重要性。這種執(zhí)著與堅持使我成長！”

據指導老師李雯介紹，劉東澤取得這樣的成績并不令人意外，“他對生活中的問題具有較強的敏感性和很強的動手能力；他對電子產品的掌握似乎無師自通，班里同學和老師們任何物品或電子設備出現問題了都會找他，他都能很快修好；在將問題轉化為課題階段，他準確找出了現有研究成果中存在的不足和局限，進而創(chuàng)造性地提出較為巧妙的解決方案；積極主動地利用書籍、網絡和老師等多方資源學習解決問題所需的相關知識；在理論分析和實驗測試階段，表現出嚴謹的科學態(tài)度，在分析推理后找出方案存在的不足，并不斷改進；在制作以及實驗操作過程中，他熟練使用工具和軟件，動手實踐能力強。”

在將問題轉化為課題之后，劉東澤在李雯老師的指導下，不斷嘗試可能的解決方案，找出設計不足并不斷改進，通過一次次的測試驗證方案的可行性。在論文撰寫階段，師生共同梳理整個研究過程，逐步形成了一份原理科學、分析嚴謹、測試詳盡的研究論文。

11月7日，憑借“巧妙獲取激光筆光斑坐標的方法”，劉東澤獲得了第17屆“明天小小科學家”的一等獎。

“科技小英才”呈現井噴之勢

除了劉東澤，人大附中科技學校還有多名同學在自己愛好的科技領域取得了令人稱贊的成績。

初二年級的徐樂瞳是一名航模愛好者。今年2月，徐樂瞳受邀參加航空特技模型國際邀請賽，獲得航空特技模型國際邀請賽全球青少年組個人冠軍；他還獲得了全球青少年組個人冠軍、全球成人組個人亞軍。在他獲得的眾多榮譽中，還有來自德國、澳大利亞、蒙古、捷克等國家的獎杯，可以說是一名不折不扣的“航模達人”。

高二年級的馬政旭，自從2010年第一次見到中國第一朵巨魔芋（Amorphophallus titanum），便與天南星科（Araceae）植物結下了不解之緣。在隨后的幾年里，每個寒暑假他都會來到中國天南星屬（Arisaema）最集中分布地區(qū)之一的云南麗江進行天南星的研究。

除了收集和種植天南星，馬政旭在文獻研究上也下了苦功。他先是深入研究了五十年前的《中國植物志》的天南星科部分，掌握了所有專業(yè)術語和形態(tài)特征；在意識到五十年前研究的局限與落后之后，他轉向研讀近十年出版的《Flora of China》，并且下載、閱讀了大量中英文文獻。馬政旭還與八十多歲的天南星科專家李恒保持郵件往來，共同探討相關知識。

功夫不負苦心人，憑借自己在植物學領域的研究成績，今年7月，馬政旭獲邀參加在美國舉行的“第十二屆國際天南星科植物學大會（中文名稱）”，與來自中國、美國、德國、法國、英國、奧地利、馬來西亞、泰國以及哥倫比亞等60多個國家的植物學家進行了交流。在大會上，馬政旭被安排了30分鐘的學術演講，在報告會后接受世界著名植物學家的提問并與之交流，他的論文還獲得了“最佳論文獎”。

還有來自初二年級的方赫和王熠晨，兩人參加了“2017環(huán)球自然日青少年自然科學知識挑戰(zhàn)活動全球總決賽”。比賽中，兩人圍繞比賽的年度主題“物質世界的真相：大小、尺寸和規(guī)模”，基于宏觀、微觀的不同維度來觀察、剖析自然界的霧霾現象，進而進一步探析自然界的復雜性與多變性，準確地表達出自己對于物質世界的深刻理解，并就霧霾現象提出倡議，表現出當代學生應有的社會責任感。他們的答卷，兼具科學精神與人文關懷，獲得了評委的一致好評，最終榮獲總決賽一等獎的殊 榮。

對于人大附中朝陽學校所取得的成績，北京市朝陽區(qū)教工委書記周煒評價：“（這樣的成績）其他市級示范校都是努力幾十年的結果，然而我們人大附中朝陽學校則只用了短短幾年的時間。可以看出，人大附中朝陽學校的到來對我們整體的教育有很大的提高。”

嵇玲