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求索,就从好奇开始


http://www.sina.com.cn 2006年04月13日09:01 解放日报

  西南位育中学高三学生刘欢,前些日子收到4张世界名牌大学录取通知书,却毫不动心。

  为什么?他还在等,他想去“麻省理工”,听说那儿研发机器人是强项,和自己兴趣对路。

  昨天,他终于如愿。

  其实,在西南位育,刘欢的成绩不算拔尖,但他的动手能力却强,曾获上海国际青少年科技博览会机器人篮球比赛第一名等20多项大奖。

  美国著名机器人产品制作公司Build-It-Yourself公司创始人约翰·加林纳多曾这样夸奖:“他,极有可能在未来机器人工业中有佳绩。”

  其实,像刘欢这样动手能力强的学生,在西南位育可谓不少:2003年,该校学生在各类科技竞赛中夺奖128项;2004年141项;2005年再夺129个奖项。其中,国家级青少年科技奖62项,国际级青少年科技奖9项。在最近两届全国青少年信息技术奥林匹克联赛中,该校竞赛成绩连续两年位居全市第一。

  是怎样的教育,育出今日的“刘欢”们?

  美丽“雪花”与学生好奇

  1904年,瑞典数学家科赫(H.V.Koch)将等边三角形边长三等分,取中间一段为边,向外延伸一个小等边三角形,不断循环后,你会看见什么?

  以他命名的这一数学命题,102年后竟让西南位育学生朱欣然,推广应用得如此美妙。

  是一堂数学课,让小朱领略了Koch曲线的美,经过计算机演变后,它变换成一朵漂亮的雪花。会不会产生更美妙的图形呢?小朱发现,对于这一曲线,前人只是用三角形“截图”,因此得出来的效果都是雪花图形。他好奇地用正四边形尝试,屏幕上出现了立体感非常强的图形。再用五边形、六边形呢?

  小朱用正N边形,一个一个试试,图形效果非常美妙,“很像一幅抽象的艺术画”。埋首计算机前,他用C语言编写了一套程序,以正N边形的开始图形、变换次数等作为参数,对正N边形演变的图形作动态演示。这一程序已在学校的数学兴趣小组和分形图形的研究性课程上广泛运用,还给数学老师提供了又一个教案。除此之外,正N边形演示出来的图案,经上海市工艺美术行业协会认定,有一定艺术价值,可运用在工艺美术品等方面。

  《Koch曲线的应用与推广》获第19届英特尔上海市青少年科技创新大赛一等奖,去年参加世界青少年工程技术创新大赛(ISEF),又荣获了迄今为止我国在该赛事数学奖中的最高奖。

  充满好奇的小朱,平时在做功课时,如果只用一种方法解题总会觉得不过瘾,“还有没有别的方法?说不定最常见的解题办法不是最便捷的。”在计算机编程过程中,小朱总想在程序中添加一些新内容,看最后会不会产生新的结果。每一次未知变成已知,小朱这么形容他的探索过程:“一开始心里没底,但是新发现和新惊喜总会等待着你!”

  让好奇转化成创造,还真不容易。初三学生小龚就吃足了苦头。

  他想发明一个语音远程控制智能系统,如果忘了关家里的某个电器,只需给家里拨个电话,就可以用语音控制家里的电器开关。

  经过半年鼓捣,曙光初现啦!没想到实战开始,却闹出了个“张冠李戴”。将免提功能的音频输出接到电脑音频输出线后,他对着电话大喊“开空调”,结果家里的空调没开,灯倒全亮了。

  是声音不清晰?电路短路了?输出电压过高?小龚把可能出现的状况列了张清单,一项一项排查,最后发现问题出在电压上,因为电脑麦克风插口是低电压输入,而电话音频属于高电压输入,高低一碰撞,产生“排斥”,语音无法识别了。和指导老师商量后,小龚一方面在电话音频中串入“可变电阻”,以分流过高的电压;另一方面,放弃电脑麦克风插口,因为它灵敏度过高,细微的杂音都会影响语音识别,用电脑linein接口代替。再试,成功了!这一发明刚刚获得第21届英特尔上海市青少年科技创新大赛一等奖。专家认为这一作品“达到大学工程系高年级水平”。而小龚更宝贵的收获是:创新过程中,失败太平常,但只要自己不放弃,“吸取教训,不犯同样的错误,就会柳暗花明”。

  “水仙花数”与“怪才”老师

  其实,西南位育有这些“好奇”学生,还是在于学校中的“怪才”老师不少。

  说到“怪才”,信息课老师陶然算得上一个。原本每周18节课的计算机老师,尽管课排得还挺紧,却还有时间乐在其中———一头扎进信息奥林匹克的世界。问他为什么?“也算是喜欢吧。再说看到学生一个个成为编程高手,既高兴又有压力,逼得自己继续钻研,可不能让小家伙看轻了。”

  第一堂课,他这样开头。“晓得数学上这个好听名称吗?‘水仙花数’,指的就是100到999之间的百位数,其个位、十位、百位上数字的立方和等于它本身。一共有几个?大家一起来找找,看谁找得最齐全。”

  好找吗?教室里一下子只剩下沙沙写字声,大半节课下来,一班学生终于对“笨办法”绝望,一双双眼睛困惑地面对老师。

  陶然不慌不忙调出事先编好的程序,手指停在“CTRL”、“F9”的运行组合键上,轻轻按下,0.001秒都不到,屏幕一闪,153、407等四个“水仙花数”跳了出来。

  “哇!”“那么快啊!”

  “之所以快,靠的就是电脑中的程序。除了运算,有兴趣的,还能自己动手编游戏,教会计算机画画。”

  培养学生的好奇,还得让他们留住兴趣。陶然在教室门口贴上“高手榜”,去激发孩子的荣誉感和好胜心。2004年2月的一天,中午才回办公室的陶然被初一(2)班学生周震宇的激动惊呆了。原来,他在全班第一个解出陶然布置的“高手题”,为了验证程序的可行性,更为了让老师知道自己最快,他一个上午已跑了三次办公室找陶然,每次下课都去。这不,第四次才如了愿,能不激动吗?

  与陶然相比,指导学生设计制造机器人的叶新建有自己的绝招。

  同学们都说,叶老师是“放手老师”。机器人设计思路、购买配件、安装调试,从来是先让学生绞尽脑汁,实在不行了再来“添一把火”。布满大大小小电子配件商店的北京东路上,常能见到他的身影———身后一串大小娃娃。让学生早日熟悉各种电子器件的用途和参数,指不定哪天就能派上用场。

  成功设计出机器人灭火员的刘欢记忆犹新,为改进原先的喷雾式灭火法,自己提出了水泵喷水的新思路,可既要符合机器人12伏特电压的要求,又要够小、够用、够便宜,哪里找?紧要关头叶老师还是没伸手,只说一句“想想曾经学过的,一定找得到”。

  想起来了,“车载电压就是12伏特”。小刘直奔汽配商店。水泵到手那一刻,真想跳起来,冲到叶老师面前“炫耀”。

  许多学生都说,不苟言笑的叶老师心底,藏着爱。陪学生调试机器人到深夜,他可以不顾家庭;在学生最沮丧、最疲惫时,他从快餐店里买来热豆浆、热包子递上。暖了心,更添了力。

  这是“拔苗助长”吗?

  刘欢将自己的成长归功于7年校园生活打下的扎实基础:“乐高机器人、把电脑基本功能集成在校徽大小芯片的单片机、能力风暴……这些学校开发的校本课程点燃了我对科技探索的兴趣。”

  他所不知道的是,这些校本课程曾令学校面对“拔苗助长”之疑。

  最初,一位外聘老师向学校建议将单片机引入学校课程,老师中并不是没有不同意见———“这样的知识要求,初中学生吃得下吗?”

  议议,再议议。权衡利弊,还真发现:在课外的科技创新活动上求索,能够激发学生突破思维定势,对课堂学习也能举一反三,触类旁通。况且这一代孩子的玩具早已从几十年前的积木、弹珠“进化”成了电脑、网络,用他们最熟悉、喜欢的“教具”教学,值得一试!

  学校下了决心,改革劳技课教材,展开单片机等科创类教学,把原先大学信息专业的教材提前向初一学生由浅入深地铺开,将学生领进信息科技的探索之门。同时,前期配套“乐高机器人”课程,让学生用程序来“搭积木”、操控机器人;初二年级开始机器人“升级”,要求用C语言编程……

  学校自有一本经:“培育未来科技精英”不是一句空话,厚实的科学素养与强烈的求索精神理应从小培养。

  只要有好奇,只要有兴趣,学校就要为学生提供广阔的课外成长空间。在西南位育,初中和高中社团活动列入正式课表,开办机器人、编程、文学等近50个社团。去年6月起,学校机器人社团在上海航天局803研究所建立校外科技实验基地,让学生走出校门,走向更广阔的天地。

  科技创新教育的内容中考不考、高考不考,对升学没有加分“诱惑”,为什么在西南位育搞得轰轰烈烈、红红火火?

  对此,校长张建中坦言:对学校的生存、发展而言,充分满足家长在升学率上的合理要求,是责无旁贷的,但仅有这一点,也是远远不够的。我们开展求索教育,帮助每个孩子提升创新能力,虽无“立竿见影”之效,却是真正为学生终身发展奠基。这应该是,每个教育工作者追求的根本。

  

求索,就从好奇开始

  同学们在叶老师的指导下检测电路,做机器人。叶老师鼓励孩子们自己钻研动手做,重在体验过程。

  

求索,就从好奇开始

  陶老师的编程课具有相当的人气,同学们喜欢在他的课堂上成为“解题高手”。·均本报记者 沈家善摄·

  本报记者 傅贤伟 彭薇 彭德倩

  西南位育中学高三学生刘欢,前些日子收到4张世界名牌大学录取通知书,却毫不动心。

  为什么?他还在等,他想去“麻省理工”,听说那儿研发机器人是强项,和自己兴趣对路。

  昨天,他终于如愿。

  其实,在西南位育,刘欢的成绩不算拔尖,但他的动手能力却强,曾获上海国际青少年科技博览会机器人篮球比赛第一名等20多项大奖。

  美国著名机器人产品制作公司Build-It-Yourself公司创始人约翰·加林纳多曾这样夸奖:“他,极有可能在未来机器人工业中有佳绩。”

  其实,像刘欢这样动手能力强的学生,在西南位育可谓不少:2003年,该校学生在各类科技竞赛中夺奖128项;2004年141项;2005年再夺129个奖项。其中,国家级青少年科技奖62项,国际级青少年科技奖9项。在最近两届全国青少年信息技术奥林匹克联赛中,该校竞赛成绩连续两年位居全市第一。

  是怎样的教育,育出今日的“刘欢”们?

  美丽“雪花”与学生好奇

  1904年,瑞典数学家科赫(H.V.Koch)将等边三角形边长三等分,取中间一段为边,向外延伸一个小等边三角形,不断循环后,你会看见什么?

  以他命名的这一数学命题,102年后竟让西南位育学生朱欣然,推广应用得如此美妙。

  是一堂数学课,让小朱领略了Koch曲线的美,经过计算机演变后,它变换成一朵漂亮的雪花。会不会产生更美妙的图形呢?小朱发现,对于这一曲线,前人只是用三角形“截图”,因此得出来的效果都是雪花图形。他好奇地用正四边形尝试,屏幕上出现了立体感非常强的图形。再用五边形、六边形呢?

  小朱用正N边形,一个一个试试,图形效果非常美妙,“很像一幅抽象的艺术画”。埋首计算机前,他用C语言编写了一套程序,以正N边形的开始图形、变换次数等作为参数,对正N边形演变的图形作动态演示。这一程序已在学校的数学兴趣小组和分形图形的研究性课程上广泛运用,还给数学老师提供了又一个教案。除此之外,正N边形演示出来的图案,经上海市工艺美术行业协会认定,有一定艺术价值,可运用在工艺美术品等方面。

  《Koch曲线的应用与推广》获第19届英特尔上海市青少年科技创新大赛一等奖,去年参加世界青少年工程技术创新大赛(ISEF),又荣获了迄今为止我国在该赛事数学奖中的最高奖。

  充满好奇的小朱,平时在做功课时,如果只用一种方法解题总会觉得不过瘾,“还有没有别的方法?说不定最常见的解题办法不是最便捷的。”在计算机编程过程中,小朱总想在程序中添加一些新内容,看最后会不会产生新的结果。每一次未知变成已知,小朱这么形容他的探索过程:“一开始心里没底,但是新发现和新惊喜总会等待着你!”

  让好奇转化成创造,还真不容易。初三学生小龚就吃足了苦头。

  他想发明一个语音远程控制智能系统,如果忘了关家里的某个电器,只需给家里拨个电话,就可以用语音控制家里的电器开关。

  经过半年鼓捣,曙光初现啦!没想到实战开始,却闹出了个“张冠李戴”。将免提功能的音频输出接到电脑音频输出线后,他对着电话大喊“开空调”,结果家里的空调没开,灯倒全亮了。

  是声音不清晰?电路短路了?输出电压过高?小龚把可能出现的状况列了张清单,一项一项排查,最后发现问题出在电压上,因为电脑麦克风插口是低电压输入,而电话音频属于高电压输入,高低一碰撞,产生“排斥”,语音无法识别了。和指导老师商量后,小龚一方面在电话音频中串入“可变电阻”,以分流过高的电压;另一方面,放弃电脑麦克风插口,因为它灵敏度过高,细微的杂音都会影响语音识别,用电脑linein接口代替。再试,成功了!这一发明刚刚获得第21届英特尔上海市青少年科技创新大赛一等奖。专家认为这一作品“达到大学工程系高年级水平”。而小龚更宝贵的收获是:创新过程中,失败太平常,但只要自己不放弃,“吸取教训,不犯同样的错误,就会柳暗花明”。

  “水仙花数”与“怪才”老师

  其实,西南位育有这些“好奇”学生,还是在于学校中的“怪才”老师不少。

  说到“怪才”,信息课老师陶然算得上一个。原本每周18节课的计算机老师,尽管课排得还挺紧,却还有时间乐在其中———一头扎进信息奥林匹克的世界。问他为什么?“也算是喜欢吧。再说看到学生一个个成为编程高手,既高兴又有压力,逼得自己继续钻研,可不能让小家伙看轻了。”

  第一堂课,他这样开头。“晓得数学上这个好听名称吗?‘水仙花数’,指的就是100到999之间的百位数,其个位、十位、百位上数字的立方和等于它本身。一共有几个?大家一起来找找,看谁找得最齐全。”

  好找吗?教室里一下子只剩下沙沙写字声,大半节课下来,一班学生终于对“笨办法”绝望,一双双眼睛困惑地面对老师。

  陶然不慌不忙调出事先编好的程序,手指停在“CTRL”、“F9”的运行组合键上,轻轻按下,0.001秒都不到,屏幕一闪,153、407等四个“水仙花数”跳了出来。

  “哇!”“那么快啊!”

  “之所以快,靠的就是电脑中的程序。除了运算,有兴趣的,还能自己动手编游戏,教会计算机画画。”

  培养学生的好奇,还得让他们留住兴趣。陶然在教室门口贴上“高手榜”,去激发孩子的荣誉感和好胜心。2004年2月的一天,中午才回办公室的陶然被初一(2)班学生周震宇的激动惊呆了。原来,他在全班第一个解出陶然布置的“高手题”,为了验证程序的可行性,更为了让老师知道自己最快,他一个上午已跑了三次办公室找陶然,每次下课都去。这不,第四次才如了愿,能不激动吗?

  与陶然相比,指导学生设计制造机器人的叶新建有自己的绝招。

  同学们都说,叶老师是“放手老师”。机器人设计思路、购买配件、安装调试,从来是先让学生绞尽脑汁,实在不行了再来“添一把火”。布满大大小小电子配件商店的北京东路上,常能见到他的身影———身后一串大小娃娃。让学生早日熟悉各种电子器件的用途和参数,指不定哪天就能派上用场。

  成功设计出机器人灭火员的刘欢记忆犹新,为改进原先的喷雾式灭火法,自己提出了水泵喷水的新思路,可既要符合机器人12伏特电压的要求,又要够小、够用、够便宜,哪里找?紧要关头叶老师还是没伸手,只说一句“想想曾经学过的,一定找得到”。

  想起来了,“车载电压就是12伏特”。小刘直奔汽配商店。水泵到手那一刻,真想跳起来,冲到叶老师面前“炫耀”。

  许多学生都说,不苟言笑的叶老师心底,藏着爱。陪学生调试机器人到深夜,他可以不顾家庭;在学生最沮丧、最疲惫时,他从快餐店里买来热豆浆、热包子递上。暖了心,更添了力。

  这是“拔苗助长”吗?

  刘欢将自己的成长归功于7年校园生活打下的扎实基础:“乐高机器人、把电脑基本功能集成在校徽大小芯片的单片机、能力风暴……这些学校开发的校本课程点燃了我对科技探索的兴趣。”

  他所不知道的是,这些校本课程曾令学校面对“拔苗助长”之疑。

  最初,一位外聘老师向学校建议将单片机引入学校课程,老师中并不是没有不同意见———“这样的知识要求,初中学生吃得下吗?”

  议议,再议议。权衡利弊,还真发现:在课外的科技创新活动上求索,能够激发学生突破思维定势,对课堂学习也能举一反三,触类旁通。况且这一代孩子的玩具早已从几十年前的积木、弹珠“进化”成了电脑、网络,用他们最熟悉、喜欢的“教具”教学,值得一试!

  学校下了决心,改革劳技课教材,展开单片机等科创类教学,把原先大学信息专业的教材提前向初一学生由浅入深地铺开,将学生领进信息科技的探索之门。同时,前期配套“乐高机器人”课程,让学生用程序来“搭积木”、操控机器人;初二年级开始机器人“升级”,要求用C语言编程……

  学校自有一本经:“培育未来科技精英”不是一句空话,厚实的科学素养与强烈的求索精神理应从小培养。

  只要有好奇,只要有兴趣,学校就要为学生提供广阔的课外成长空间。在西南位育,初中和高中社团活动列入正式课表,开办机器人、编程、文学等近50个社团。去年6月起,学校机器人社团在上海航天局803研究所建立校外科技实验基地,让学生走出校门,走向更广阔的天地。

  科技创新教育的内容中考不考、高考不考,对升学没有加分“诱惑”,为什么在西南位育搞得轰轰烈烈、红红火火?

  对此,校长张建中坦言:对学校的生存、发展而言,充分满足家长在升学率上的合理要求,是责无旁贷的,但仅有这一点,也是远远不够的。我们开展求索教育,帮助每个孩子提升创新能力,虽无“立竿见影”之效,却是真正为学生终身发展奠基。这应该是,每个教育工作者追求的根本。

  

求索,就从好奇开始

  同学们在叶老师的指导下检测电路,做机器人。叶老师鼓励孩子们自己钻研动手做,重在体验过程。

  

求索,就从好奇开始

  陶老师的编程课具有相当的人气,同学们喜欢在他的课堂上成为“解题高手”。·均本报记者 沈家善摄· ' name=brief>


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