盛典展播 | 從精英化到普及化,成都七中爲每個同學裝上“科普的腦洞”

如何用電池引燃口香糖包裝片?

如何運用載藥高分子納米纖維材料促進皮膚癒合?

化學反應轉化率與產率和化學平衡有什麼關係?

各式各樣的跑鞋背後,有哪些科技元素決定着其性能?

這些課題,並非出自某一領域的研究人員,而是來自成都七中。類似的課題,成都七中每年推出至少600個,全都是由同學們在日常學習、生活中,探索出的有趣且具有專業知識的創新課題。

同學們在做化學創新實驗

這背後,是成都七中對學生科創興趣和創新能力的培養。當下,培養具有創新精神和實踐能力的人才,是科技發展的當務之急,成都七中的“循·創課程”體系由此而來。

這一體系旨在把拔尖創新人才的早期培養從精英化轉向普及化,通過基礎性、拓展性和研究性課程,面向全體、興趣及特長同學,實現其創新素養的全面培育與個性化發展。

首屆科幻銀河獎得主吳顯奎曾說,成都雖是中國地理上的窪地,卻是中國科幻的高地。

科幻,一端連着科學,一端連着幻想。

身爲國內的頂級中學,成都七中的科技育人已有40多年的歷史。首批“全國科技教育創新十佳學校”、教育部“拔尖創新人才培養基地學校”、教育部“中小學人工智能教育基地”等,早已被七中納入囊中。

但這還不夠,因爲七中要把科技創新在學校全面推展,培養出更多拔尖創新人才。

於是,七中做好了科學教育的三個加法:加技術、加項目、加實驗(踐),打造“全員-全程-全學科-全方位”的科技創新教育體系。構建以立足參與實踐的三層四面金字塔型的“循·創課程”體系。

同學們在機器人社探究新問題

學校依託根基課程、支點課程、躍遷課程三大層級,貫穿德育、課程、個性研究、生涯四條主線。把科技課程從分散到整合,把科學教育深入到課程、融入到課堂、拓展到各大科技舞臺,以此實現把拔尖創新人才的早期培養,從少數專長學生輻射到全體同學。

那麼,如何實現輻射全員?

成都七中在全學科中挖掘科學元素,面向全校,全年級。

一是,在國家必修課程基礎上做加法,充分挖掘各學科中涉及到科技或者科學的元素,比如在歷史、政治等文史類中挖掘科學史元素,並做好相應的科學普及;

二是,在數理化等理科中做相應的技術增加,開足開夠每個學科的實驗課程,比如建設了理化生創新實驗室、信息科學中心、工程創新實踐中心、創客空間、機器人創新中心等;

三是,在針對同學們在實驗課程中出現的探究點,開展百分百普及的研究性學習課程,以幫助他們就提出的問題進行深入的探究與實踐研究;

四是,充分調動和發揮教師專業優勢,積極整合教材基礎實驗、拓展創新實驗、同學自主申請的探究實驗。

而在深入挖掘國家基礎課程中蘊藏的科技創新元素中,七中在長期的課程研發與實踐檢驗中,逐步形成了以“數學與科學思維”“物理科學與工程”“化學科學與生活”“生命科學與健康”“地球科學與環境”“信息技術與尖端技術”爲六類的課程引領,形成了基於學科延伸深度學習、博識科技廣度學習、循創STEAM綜合學習的三大層級科技創新教育課程結構,爲創新素養的培養打下了堅實基礎。

過去幾年,研究性學習已成爲各大知名高校“強基計劃”選拔人才的必要條件和重要依據。

七中決定開展研究性學習課程,把這一課程納入學校的必修課中,並結合實際,鼓勵所有同學完成2個課題研究,完成至少10個學分的成績。

那麼,研究性學習課程是學什麼?在哪學?

據瞭解,學校面向高一、高二的同學,以班級爲單位,每2—4個同學組建爲一組,同學們可根據自己在日常生活或學習中感興趣的問題、社會現象等,以小組的形式自主提出或自行設計研究性學習課題。

同時,每個班級還設定了一位研究性學習委員。同學們利用寒暑假的時間與組員共同探究,完成課題。

開學後,各年級、班級自主利用主題班會課午間十分鐘進行課題展評,同學們自主組成評委組,每組設有5—7個評委,並自創平衡標準,自己打分。打完分後,同學們將推優的課題提交給研究性學習輔導員處。輔導員將優秀的課題在推至年級、全校進行推優。

同學們登上了世界頂尖科學家論壇科學T大會的舞臺

“一個班優秀的課題至少有三分之一。”成都七中化學備課組阮傑老師說,剛開始時,老師們還比較擔心同學們找不到課題,提前準備了4個,讓同學們自己選擇,但令老師們驚訝的是,同學們通過交流、碰撞選出來的課題豐富多彩、包羅萬象。

目前,研究性學習課程在七中的覆蓋率達到了100%。一位同學說,“我們的課間話題越來越‘科技範兒’,同學之間可以毫無保留地展開自己的見解、思想,碰撞中,那些原本不成熟的思路也得到了擴充、完善,最終成爲優秀的科創小成果。”

2022級4班的周康樂、馮錦銳、佘嘉豪、鍾欣潔、郭俊逸就是在這樣的氛圍中,探究出了載藥高分子納米纖維材料能促進皮膚癒合的研究成果。隨着問題的深入,學校不斷幫助大家整合資源,搭建平臺。這個研究中,五位同學就走進了西南交通大學材料先進技術教育部重點實驗室,並在西南交通大學李西林博士提供的實驗技能培訓和指導下更加深入地研究出了這一課題。

他們在研究報告中寫道:

針對大面積皮膚損傷難以癒合問題,我們研究出,將一種可降解的高分子材料通過靜電紡絲技術製備成高分子納米纖維。

同時,在高分子納米纖維中裝載能加速皮膚組織癒合的藥物,通過掃描電子顯微等觀察證實該高分子纖維直徑約420納米,纖維之間具有多孔結構,類似人體自然皮膚的毛孔,有利於膚組織的修復。

通過該纖維材料與成纖維細胞的共培養實驗以及對小白鼠損傷皮膚傷口的修復研究證實分子納米纖維材料能促進皮膚損傷組織的癒合。因此,該高分子納米纖維材料可爲皮膚損傷提供一種有效的治療方法。

同學們說,這次研究活動,大家既開闊了眼界,又深刻體會到了現代科技進步帶給人們的好處,使大家對科學研究的興趣大大增加。

據統計,高2021級和高2022級同學全員參與的研究性學習中,研究課題項目共600多個,部分研究項目還參加了青少年科技創新大賽和丘成桐中學科學獎,並取得了優異成績。

在激發青少年科技興趣的創新上,成都七中的學生科學技術協會(簡稱科協)正發揮着舉足輕重的作用。自1999年成立以來,科協已成爲連接同學與科學知識的橋樑,正在培育更多的科技興趣生與特長生。

科協不僅會爲七中學生提供大量的選修課,其主辦的科技月活動也已成功舉辦44屆。這一活動不僅豐富了同學們的課餘生活,更在潛移默化中提升了他們的科學文化素質。

學校開展科創師生圓桌派

今年10月,科協成員駱泓佑的創新作品《Responder知識競賽組織系統》在成都市第二十屆同學信息素養提升實踐活動中榮獲一等獎。這一系統正是源於科協內部的“博才擂臺”知識競答活動。駱泓佑以敏銳的觀察力和創新思維,將知識競答與信息技術巧妙結合,研發出了這一實用的系統,題庫內容更是涵蓋了多個領域,展現了科協成員豐富的知識儲備和創新能力。

科協的活力其實不僅僅體現在同學們的創新成果上,還在於其源源不斷的創意靈感上。在2023年科技活動月籌備期間,面對靈感枯竭的困境,科協成員們沒有放棄,而是選擇走進校史館尋找靈感。這一舉動不僅讓他們拍攝出了富有創意的《LOOPS》劇情視頻,還邀請了多位競賽主教練分享科技創新心得,爲七中學子的創新發展注入了新的動力。

同學們參加第22 屆四川省青少年機器人競賽

成都七中科協輔導員吳航楓介紹,爲進一步培養同學們的科學興趣,七中科協充分支持同學們的科技自主意識,同學們自發開設了多門精品實驗課程,如“敲開科學的堅果”“化學趣味實驗”等。

“這些課程以探究實踐爲核心,讓更多的同學在動手實驗中感受了科學的魅力。”吳航楓表示,其中,“巨瘋實驗室”以“碘鍾”“藍瓶子”等化學反應的“魔法”就吸引了衆多同學的目光,讓他們在實踐中領略到了科學的奇妙。

而在科協的薰陶下,七中的同學們對科技創新興趣愈加濃郁。編程興趣小組也在信息學貫通培養教練王鈺茹的帶領下,利用課餘時間創作出了四款教育遊戲,這些遊戲不僅有趣味性,還蘊含了豐富的教育意義,在教育圈中也引來一度好評。

近年來,七中的教師們更是在各層級科創課程中,積極發現科技創新人才,挖掘優質科創項目。爲頂尖科學家面對面、英才計劃、丘成桐科學獎、青少年科技創新大賽等科創賽事和科學論壇輸送優質作品和具有科學潛質的同學。

此外,學校還學研結合,以賽促學,將科技創新課程等作爲科創賽事的孵化器,而科創賽事也爲七中科創課程取得的成果提供了展示平臺。