樂在創新中
——訪長沙市長郡芙蓉中學陳水章

文本刊記者 田春憶 秦銀銀

2018年對于長沙市長郡芙蓉中學科技創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研究院評為“長沙市創新教育先進個人”；4月，他被芙蓉區總工會評為“芙蓉工匠”，成為該區唯一獲此殊榮的教師；9月，他指導的學生在第十屆國際發明展上獲得兩個金獎、兩個銅獎的好成績；11月，他又被中國發明協會中小學創造教育分會評為先進工作者……

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員協會頒發的青少年科技輔導員專業水平高級認證，成為湖南省通過高級認證的四名教師之一。

回首9年青少年科技教育工作的經歷，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學生從生活中創新，自己與學生一起成長了許多，也收獲了許多。

陳氏教具

作為生物老師，陳水章一直有個癖好——自己動手制作教具。從1994年參加工作以來，他制作的教具不計其數。其中，有用廢舊塑料纖維絲制成的模型鰓，也有借鑒數學原理發明的探究細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的電纜，也有歷經多次改進的生男生女機會均等探究裝置。它們雖形態各不相同，但都被打上了“陳氏教具”的烙印：簡單、有趣、生動。

“為幫助學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模型鰓，它是用于向學生解釋魚為什么離不開水。受洗毛筆時筆毫會在水中散開的啟發，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，生動地向學生展示了魚鰓的功能。

陳水章發明的教具——模型鰓

“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——生男生女機會均等探究裝置。

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

在經歷了第一代、第二代作品的改進后，第三代生男生女機會均等探究裝置在陳水章的精心呵護下誕生了。它由塑料瓶和控制模塊、語音播報模塊等構成。由于女性體內的卵細胞只含X染色體，陳水章在裝置中固定一粒白球作為卵細胞，然后在塑料瓶中放置數量相等的黑、白球作為男性精子的X染色體和Y染色體。打開開關，隨機搖晃塑料瓶，讓一粒球（精子）掉入卵細胞處，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，裝置就會發出語音：“恭喜你生了個女孩”，若掉下來的是黑球，則播報“恭喜你生了個男孩。”該裝置不僅操作簡單，還能自動計數。

陳水章曾對教過的學生進行回訪，當問起他們對哪個生物實驗記憶深刻時，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驗，尤其是對生男生女機會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，把靜態的知識動態化，把抽象的知識具體化，幫助學生構建概念。它的最終目的不是獲獎，而是提高教學效率。”陳水章自制教具的初衷很簡單。

0 °催化

在自制教具方面有了心得后，陳水章逐漸把重點放在引導學生進行科技創新上。2013年，他建立了0°催化科技創新工作室。

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

之所以將工作室取名為0°催化，是因為陳水章想讓來這里學習的學生明白，即使自己在科技創新方面處于0°結冰狀態，也能通過他的引導、催化獲得成長。

這個占地150多平方米的科技創新工作室分為創意催化檢索區、體驗制作提升區、成果交流感悟區等三個區域。其中體驗制作提升區最重要。在這里，學生暢所欲言，分別介紹自己的項目，再由其他學生對其“挑刺”。“這樣一來，每個項目就是幾十個腦袋的智慧結晶。”陳水章介紹，經過多次闡述、“挑刺”、修改，項目會變得越來越完善。

陳水章帶記者參觀體驗制作提升區

此外，為更好地輔助創新教學，陳水章還開發了《少年發明秀（初級）——技法創新篇》《少年發明秀（中級）——知識點創新篇》等校本教材。“希望學生通過學習創新技法能打開視野，激活創新思維，知道如何利用課本上的知識聯系生活去創新。”

在陳水章的帶領下，0°催化科技創新工作室目前共收獲200多枚獎牌、30多件受權專利，學校也因此被評為中國發明協會中小學創造教育分會先進集體、全國中小學首批知識產權教育試點學校。一項項榮譽見證了陳水章全年無休的辛勤努力，也見證了他對科技創新教育的一腔熱情。

授之“漁場”

“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。”談及未來的計劃，陳水章告訴記者，0°催化科技創新工作室不久后便會擴建，形成包括人工智能、加工工藝、創客三大板塊的綜合創新基地。

“‘授人以魚’也好，‘授人以漁’也好，都是以老師為本的課堂。我們的創新課堂立足于為學生提供‘漁場’（平臺），讓他們在‘漁場’里更好地‘養魚’‘捕魚’，老師僅起到引領的作用，真正做到以學生為本。”

陳水章介紹，在這里，學生把自己的想法變為現實時能有更多的選擇。比如一個配件同時可用激光切割機、車床或3D打印機加工完成，學生可自主選擇最簡便的一種方法。

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

陳水章參與編寫的各種教輔資料

通過一步步“催化”，陳水章希望學生能在學校的學習中獲得從多個角度看問題的思維習慣，這樣在今后的學習和工作中，學生能用創新的思維去解決問題，提高學習和工作的效率，提高生活的品質。“這也是我們進行科技創新教育的最終目標。”