娄维义:课题研究是培养学生研究能力的最佳渠道

本文发布于:
2016-09-29
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  长期以来,娄维义专注于创新教育研究。在他看来,创新教育要从尊重人才成长的规律出发,注重发现和发展学生兴趣、发掘学生创新潜质、促进学生个性发展,立足培育学生的创新素养。让创新的“种子”适时发芽、发育成科学的苗子,真正实现“以学生发展为本”。

  本着这种创新教育理念,在实践中不断探索。娄维义的工作也得到国际认可。近年来,他分别荣获“伊斯特曼柯达国际科学与工程大赛指导教师奖”、美国科学服务社和“英特尔国际科学与工程大奖赛”颁发的“国际大赛指导教师表彰证书”,并成为荣获斯坦福大学工学院“弗雷德里克·特曼工程学术奖”首位中国大陆教师。

  娄维义所指导的近百名学生在国内外大赛中获奖,其中,所指导的5 名同学连续参加第四届、第五届、第六届、第七届“明天小小科学家”奖励活动,2 人获得一等奖,1 人获得二等奖,2 人获得三等奖。

要发现学生的兴趣

  从2001 年至今,娄维义在华东师范大学主要做了一件事情,就是在业余时间指导学生做小课题研究。娄维义说,从第一届学生邹昊参加“明天小小科学家”奖励活动至今已有十几年时间。与其说培养学生的兴趣,不如说是发现学生兴趣。

  娄维义认为,学生的学习兴趣是很多因素决定的,作为老师要做的是给予学生合适的环境,让学生们弄清喜好什么、弄清自己是谁。因此,他会在课堂上尽可能多地介绍生命科学经典故事、科学家的故事、最新科学报道、生命科学相关企业发展动态等,让学生们认识生命科学、了解生命科学,从而发现是否对这门学科有所偏好。

  在娄维义看来,“明天小小科学家”奖励活动的意义重大,一方面让学生找到了自己喜欢的领域;另一方面培养孩子的研究能力,更重要的是打造了全国一流创新潜质的学生在一起交流提升的平台,这些学生在准备比赛之前,关注生活、关注社会,发现问题,查阅文献确立课题,培养了孩子们甄别信息、选择判断的能力,尤其是他们的问题意识大大提升。另外,他们在研究中学会了科学的研究方法,提高了动手操作能力,无疑也培养了创新能力。

创新人格得以升华

  娄维义说,参加“明天小小科学家”奖励活动十多年来,发生了很多感人的故事,可以说,每个学生课题研究的背后都有难忘的故事。让他记忆犹新的是曾到过北极科考的吴眉同学,她研究的课题是北极罂粟环境的适应性。

  2012 年,吴眉同学作为首批上海中学生赴北极斯瓦尔巴德群岛进行科学探险的成员之一,娄维义鼓励她去北极之前先了解在北极是否可以寻找到感兴趣的东西加以研究。她反复查阅文献试图寻找科研小课题,当她浏览北极风光图片的时候,一边是皑皑白雪,一边裸露的土地上一种漂亮的黄花植物引起了她的好奇。

  接着吴眉大胆提出假设,这种花朵会不会把太阳光的能量反射到中心,聚积热量,以保证种子尽快地成熟。这引起了她极大的研究兴趣,提出了系列问题:它的花型真的符合抛物面吗?有人精确地算过吗?子房是否处在抛物面的焦点上?它还有什么对极地环境适应机制和策略?吴眉通过查阅文献,发现至今没有人对其进行更深入的解剖学研究,于是她开始课题研究。

  北极采样回来后,吴眉查到了植物组织学一些研究方法比如石蜡切片、冰冻切片、徒手切片。然而,石蜡切片实验很久没人做了,有些器材不全,她焦急不已。此时,娄维义跟她建议,先做一下徒手切片,做个临时装片先看起来再说,接下来就是徒手切片的技能练习。

  娄维义看到她做得越来越精细、效果越来越好,暗自高兴,这孩子动手能力还不错。做着做着吴眉干脆用手撕开叶片进行观察,没想到这个办法很灵。后来她分别在生物解剖镜、生物显微镜、扫描电镜下观察花的细微结构。运用Photoshop 对组织长度,面积百分比等进行精确计算;运用Excel 分析数据,并对花朵形状进行数据拟合得到花朵抛物面图;还运用生物解剖学、数学等学科的研究方法,对生长在不同环境下的同属植物进行比较研究。

  跨学科的研究方法,使吴眉对斯瓦尔巴德罂粟的环境适应性研究有了全新的视角。吴眉得到了如下结果:罂粟叶子镶嵌排列,利于捕捉热量。叶片较厚,叶脉均隐于叶肉,适应低温环境下物质顺利运输。全株密布表皮毛,缓冲外界环境的剧烈变化对植物体的影响。花托部位的表皮毛密度尤其大,对子房起到一定保护作用。扫描电镜下显示的花柄表面扭曲,有利向着太阳旋转。花柄的外皮层的厚角组织中有大量细胞间隙,其作用可能是储藏空气,起到保温的作用。通过拟合,花型近似抛物面,焦点靠近子房上部。这种结构可以将阳光的热量汇集到花朵的中心,帮助果实正常发育。

  娄维义说:“整个过程中她收获了很多。学生在课题研究的过程中,通过选题学会了思考、通过研究学会了做事、通过论文撰写和比赛交流学会了表达,不仅能力提升,更重要的是创新人格得以升华。”

培养学生合作意识和协作能力

  在娄维义指导参加“明天小小科学家”奖励活动获奖的学生中,邹昊同学的“生物眼电开关控制系统的探究”,试图开发一个让像霍金那样手脚不能活动的肢体残障人士用眨眼信号控制电器的装置;白雪霏同学对南蛇藤提取物产生了极大兴趣……这些同学都取得了好成绩,并成功实践了娄维义所提出的创新教育理念。

  娄维义认为,课题研究是培养学生研究能力的最佳渠道,为素质教育找到了突破口和落脚点。学生们通过研究培养社会责任感,实现了志趣转化,提升了问题意识和创新意识。

  因此,娄维义提出:“学校教育,育人为本,德智体美,德育为先”,在把“传道”(即品德教育)融化于“授业”(即传授知识)过程中,以融入式教育方式,把德育为先的理念融入课堂教学、课题指导和科技活动的教育过程中,使学生获得的不仅是知识,更是智慧、德行和素养。

  就“明天小小科学家”奖励活动,娄维义说,活动中没有设置社会科学类别,是否可以取消此限制,让热衷社会科学的孩子也能够得到展示和提升的机会。另外,活动中只允许个人项目参加比赛,是否可以让集体项目的孩子也能够集体参加,因为未来的科学研究一定是多人共同协作完成,因此,作为教育者来说,更应该关注学生合作意识和协作能力的培养。

  教师感言:“明天小小科学家” 奖励活动的意义重大,一方面让学生找到了自己喜欢的领域;另一方面培养孩子的研究能力,更重要的是,有了全国一流创新潜质的学生在一起交流提升的平台。

  TIPS:课题研究是培养学生研究能力的最佳渠道,为素质教育找到了突破口和落脚点。学生们通过研究培养社会责任感、实现了志趣转化、提升了问题意识和创新意识。

文章主题词: (作者:郭思远)
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