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2009年12月2日 星期
 
 
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教育如何为培养青少年拔尖创新人才开辟新航道?
科学家导航 高中生翱翔
陶小莫 绘

  核心提示:

  □在顶尖的实验室里钻研,在科学家身边成长,这是一个培养拔尖创新人才的“试验田”。2008年3月,北京市启动了全国首个面向中学生、以培养拔尖创新人才为目的的培养计划——“翱翔计划”。日前,第一批学员结业,他们有哪些收获?

  □基础教育该怎样培养创新人才?建立怎样的培养机制以及相应的考评机制?“翱翔计划”的探索或许能给我们带来一些启发。

  ■本报记者 易鑫

    “老师你听见没有,评委让我以后学有机化学呢。”10月14日,翱翔学员于洋从答辩台上下来后,高兴地跳到基地申报校指导教师李晨面前说。在当天举行的北京青少年翱翔科学论坛化学学科分论坛上,于洋的论文陈述和答辩迎来了雷鸣般的掌声,北师大化学系教授、中国化学会化学教育委员会副主任、曹居东评委的赞赏之情溢于言表:“你刚才的表述很好!思维很清晰,表达很到位,将来有希望做科学家的,就学习有机化学,研究富勒烯吧!”

  日前,第一届北京青少年翱翔科学论坛闭幕。在为期5天的论坛期间,来自物理、化学、生物、信息技术、地理5个学科领域的120名高中生,即“翱翔计划”的第一批学员,面对由科学家、教育专家、名师们组成的评委会,展示了自己的研究成果,交出了一年半时间来“在科学家身边成长”的答卷。

  科学的大门打开了

  北京作为教育发展的首善之区,拥有丰富的科学技术教育资源,如何在现有的教育体制下,走出一条创新教育的路来?

  2007年,15岁的于洋以优异的成绩考入了北京市通州区潞河中学,因为学习无忧,他便开始满满当当地安排起自己的生活。看课外书是一定要的,去学校琴房练竹笛也是他必不可少的功课,打篮球、游泳更是他课余的常规项目。“如果让我规规矩矩学习1个月的话,我会疯的。”这个戴着眼镜、看上去斯斯文文的男孩说。

  于洋没有想到,北京市教委启动的一项计划,会改变他的生活。

  2008年年初,北京市教委以高中课程改革为契机,成立北京青少年科技创新学院,并启动了“翱翔计划”。北京市教委副主任罗洁深信,开发优质人才资源,为培养创新人才提供相应的成长机制已经是当前我们国家,特别是经济发达地区教育改革面临的重大课题,更是基础教育研究的一个重大课题。“北京作为教育发展的首善之区,拥有丰富的科学技术教育资源,怎样率先在创新人才的培养模式、制度建设方面开展研究和实验?”罗洁一直在思考着。

  这个被罗洁称为“半是理想,半是现实”的“翱翔计划”以高中课程改革为依托,定位于高中课改的补充和延伸。“翱翔计划”充分挖掘和利用北京丰富的社会、教育、文化与科技资源,突破现有的常规培养模式,建立让学生“在科学家身边成长”的机制,通过在科学研究过程中的熏陶,激发学生们对科学的兴趣,培养学生们的科学态度、科学素养,逐步养成探索科学、热爱科学的习惯,增强学生的创新精神与实践能力,由此探索创新人才的培养机制,促进创新人才的成长。

  2008年年初,北京市的“翱翔计划”在各个示范高中校开始招生。首批学员是由北京市示范高中各推荐2名学有余力、具有创新潜质的优秀高一学生。于洋毫不犹豫地报名了,他的初衷是“不希望生活太单调”。学习优秀、兴趣广泛、从小就喜欢拆玩具的于洋顺利地通过了学校面试,并经学校推荐,成为第一批翱翔学员中的一员。

  2008年3月,于洋参加了“翱翔计划”的启动仪式。在仪式上,于洋听了北京市科协副主席王渝生的科普报告——《让我们插上科学的翅膀自由地翱翔》,这让他备受鼓舞,听说担任北京青少年科技创新学院名誉院长的是自己久闻大名的陈佳洱院士,他为自己的选择感到激动和自豪。

  一个崭新的科学世界在于洋面前打开了。

  科学家就在我们身边

  跟着科学家在实验室工作,耳濡目染中,学员们树立了科学理想,也逐步开始学会钻研、执著、合作与严谨,创新意识和实践能力得到了有效的提升。

  按照“翱翔计划”的设想,创新人才的培养链条由生源校、基地申报校、高校和科研院所实验室组成。为了充分利用北京市的优质教育资源,北京市教委选择了北京市15所在培养创新人才方面有一定实践经验,并有较高积极性和培养条件的学校作为首批基地申报校,选择北大、清华、中科院等高校的60余个国家级、市级重点实验室承担学员们的科研培养任务。

  经过双向选择,于洋成了化学领域的基地申报校——北京市第五中学的一名学员,对应的实验室是中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院国家重点实验室。

  为了让学员们能真正“在科学家身边成长”,“翱翔计划”在培养方式上提出,以师徒结对为主要培养形式,第一批采取“双导师制”,由高校、科研院所实验室与基地申报校各派一名教师作为指导教师,在实验室里的学习由实验室导师全程指导。

  于洋所在基地申报校的李晨老师和中科院徐玮博士成了于洋的两位指导教师。

  “翱翔学员在基地申报校课程设置中,通过过渡性课程学习实现学科拓展,并在高校、科研院所实验室导师指导下借助科研资源进行体验式学习,这种链条式的培养方式,真正实现了让学生‘在科学家身边成长’。”罗洁说。

  2008年4月,于洋在基地申报校李晨老师的带领下来到了向往已久的中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院国家重点实验室。

  “一进去就懵了,感觉差距太大了,根本不是我想的那么回事儿。徐玮老师讲解时说的仪器名称、术语我都不懂。”于洋说。什么地方都不想比别人差的于洋,开始在五中基地申报校开设的过渡性课程上狠学化学课程,补充实验室具体操作中所需要的基础知识。

  除了“翱翔计划”安排的双导师,作为基地申报校的五中还专门为学员请来了一些专家进行各方面的辅导。北京石油化工研究院副研究员刘逸给学员们作了《DNA分析方法》的讲座,首都师范大学教授杨悦作了题为《中学生如何开展研究活动》的报告,中国医学科学院基础医学研究所邓希贤研究员则教学员们如何撰写科学论文。

  由地理领域基地申报校——北京市京源学校培养的北京市十二中学生孟泽龙从小就想当科学家,想象中科学家是穿着白大褂,不苟言笑的人。当他走进中国地质大学时,他有机会结识了陈鸿汉教授、刘菲教授,他发现科学工作者原来是那么风趣、从容,而有个性。刘菲教授告诉他:“没有人规定你几点来做实验。虽然你不在实验室,但是,你可能一边吃饭、散步、睡觉,一边想问题。一旦想好了,你又有可能钻进实验室就不出来,通宵泡在实验室,抱着仪器等待实验结果。”科学工作者的人格、性格、思维方式都令翱翔学员深深着迷。

  事实上,几乎所有翱翔学员科研精神的培养都经历了这样一个过程。对此,陈佳洱院士说:“中学阶段是一个人的世界观、价值观形成的关键阶段,此时,必须要有正向的、积极的引导,创新学院所提出的让学生‘在科学家身边成长’十分重要,要给中学生创设必要的成长环境和发展平台,摆脱浮夸的思想和习气,坚持要做事,先做人。”

  罗洁认为:“翱翔学员进入高校、科研院所实验室开展研究性学习,亲身体验了科学研究与知识创新的过程,感受了对科研工作者专业素养的要求。在实验室工作的耳濡目染可以促使学员树立科学理想,开始学会钻研、执著、合作与严谨,学员们的创新意识和实践能力得到了有效的提升。”

  激发创新“发火点”

  每个学员都有一个“发火点”,老师的作用只是点拨。在学员这个“发火点”出现的时候,老师点拨一下,学员探求科学的火苗就会燃烧起来。

  “翱翔计划”的目标是培养创新人才,那么,要把翱翔学员从兴趣广泛的高中生培养成具备创新素养的人才,应该从何入手?

  在2008年北京市召开的普通高中课程改革实验工作交流会上,“翱翔计划”地理领域的基地申报校——北京市京源学校副校长曹彦彦《带领学生走进科学生活》的发言给出了回答。她说:“我们的工作思路是带领学生到大自然中找问题,让学生在科学家身边成长,千方百计寻找学生的‘发火点’。”

  怎样才能找到翱翔学员的“发火点”?

  2008年8月,北京师范大学环境遥感与数字城市北京市重点实验室的杨胜天教授带领研究生、本科生、高中生一起去延庆妫水河开展创新实习,研究生和本科生们都有自己的课题,他们分组开展活动。这些翱翔学员们怎么办?杨胜天就让他们跟着各组跑跑看,并不规定他们一定要做什么。

  来自北京市第十中学的学员胡昆是个机灵的男孩,他兴致勃勃地跟着看照相组的工作,照相组是用空中垂直照相的方法统计当地的植被覆盖率。没过一会儿,他发现大学生们搭载照相机的装置容易产生较大误差,于是他试图改进这个装置。当他把这个想法告诉杨胜天教授时,杨胜天努力点燃他的这个“捻儿”:“你把设计方案画出来,然后动手做出来,肯定行。”

  受到鼓舞的胡昆回到实验室后马上动起手来,果然制作出了精度更高的装置,并以此作为自己的结题论文《照相法测量植被覆盖度的一种装置的改进方法》。

  于洋的很多创意也是被老师激发出来的。10月14日,在论文答辩现场,于洋拿出了自己亲手制作的金属氮化物@C80结构模型,把不可见的微观分子变成可见的实物模型,视觉冲击和展示效果极佳。对此,曹居东教授大加赞赏。

  于洋深有体会地说:“我有一些想法,老师和科学家们都积极鼓励我,我才敢把这些想法付诸实践。就像采煤矿一样,首先需要地下有煤,然后要人来开采。我们就是煤矿,‘翱翔计划’的老师们把我们开采出来了。”

  “从实际意义来说,拔尖创新人才是指在各个领域特别是科学、技术和管理领域,有强烈的事业心和社会责任感、有创新精神和能力的学科带头人。从这一意义来说,翱翔学员尚不能和拔尖创新人才挂钩。”北京青少年科技创新学院办公室主任张毅说,“所以我们提出的‘拔尖创新人才培养’,并不是‘对拔尖创新人才的培养’,而是‘对潜在的拔尖创新人才的培养’,或者‘为造就拔尖创新人才而对有创新潜质的青少年的培养’。”

  “事实上,每个翱翔学员都有可培养的创新潜质,都有一个‘发火点’,老师的作用只是点拨。在学员这个‘发火点’出现的时候,老师点拨一下,学员探求科学的火苗就会燃烧起来。”曹彦彦说。

  创新的种子不断传播

  翱翔学员就像一粒粒种子,健康地发芽、成长,并努力去影响身边的同学,充分发挥该项目的辐射和带动作用。

  现在“翱翔计划”的第二批170名学员已经在实验室学习了,第二批学员不再局限于示范高中校,而是面向北京市所有普通高中。除了生源的扩大,在学科领域方面,在物理、化学、生物、信息技术、地理的基础上,还增加了数学领域,基地申报校数量也增加为20所。

  对于学员的选拔,北京青少年科技创新学院已经有了更多的探索。

  “学有余力,这个没有问题,看孩子们的平时成绩,就可以一览无余。并不一定是第一,但至少名列前茅。”参与2009级学员选拔的地理特级教师王能智说:“但什么样的孩子具有创新潜质,并没有固定的答案。”

  为此,“翱翔计划”项目组赴国外学校考察创新人才培养的实践经验和高中教育培养目标。“根据学院提的参考意见,目前我们把标准定为有科学兴趣、科学禀赋和勤奋、顽强的科学作风。在面试的时候,我们会问学生以前曾经研究过什么,如果感兴趣,他们肯定做过研究;如果有禀赋,他们的叙述就会充满想象力;如果科学作风好,他们的叙述就较为严谨。有的孩子说他想过用计算机模拟人的思维,这就很有想象力、创造力。”王能智说。

  于洋在参加翱翔学员的报名时也没有想到自己会被选上:“当时我们班有10个人左右报名,年级一共就选两个,可能是我面试表现比较好吧。”但原本只是“不希望生活太单调”的于洋没有想到,这次历时一年半的参与如此大程度地改变了他。

  “以前的想法太幼稚、太理想化,不能规规矩矩坐下来学习,但经过一次次熬人的实验和等待结果的过程,现在的我可以静下来把自己一些新的想法付诸实践。至于将来,我也有了自己的目标,那就是高考报材料系或者化学系。”于洋说。他的实验室导师徐玮对他一年半来的成长也是赞赏有加:“他很有想法,想到就动手去做,从一开始的急于求成到现在的不怕失败,他已经有了务实而不是功利的态度,今后很适合搞科研。”

  “如今,第一批翱翔学员离开了基地申报校的课堂和高校、科研院所的实验室,开始为高考作准备。这些学员今后不一定会走上科研道路,走上科研道路的也不一定是在翱翔计划学习中所在的领域,但是可以说,这些孩子的创新潜能已经被挖掘出来了。”王能智说,“他们善于观察生活,提出问题,并用于实践,他们的‘发火点’已经被点燃了。”

  2008级翱翔学员李佳育,虽然已经结束了“翱翔计划”的学习,但现在,她会自发地组织同学一起去附近的酒厂做实验,看在实际中有没有应用。“这种活动虽然很累,但让人沉醉其中。”李佳育说,“而且对这样把课堂知识用于实践的活动,感兴趣的人不在少数,参加的同学越来越多了。”

  “‘翱翔计划’是北京市普通高中课程改革的一个特色项目,是不与任何考试评价机制挂钩的实验田。”罗洁说,“希望翱翔学员能像一粒粒种子,健康地发芽、成长,并努力去影响身边的同学,充分发挥该项目的辐射和带动作用。”

  事实上,在北京,所有的翱翔学员都和李佳育一样,正在把创新的种子不断播撒。

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