高校物理探索性實驗對中學(xué)生開放的探索2--

1、一個面向全市青少年的大學(xué)實驗室上海青少年同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站建站探索同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站摘要：本文簡要闡述了上海市青少年科技人才培養(yǎng)基地同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站建站的目的和意義，并對該實踐工作站的建設(shè)原則、活動模式和持續(xù)發(fā)展的措施做了探討。 關(guān)鍵詞：科學(xué)普及 人才培養(yǎng) 物理 實踐 前言1998年前后，同濟(jì)大學(xué)物理探索實驗室就開始接待上海市的初、高中學(xué)生，甚至幼兒的參觀和簡單動手實踐。如今，在同濟(jì)大學(xué)物理探索實驗室基礎(chǔ)上，同濟(jì)大學(xué)和上海市科委、教委共同建設(shè)的一個青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺上海市青少年科技人才培養(yǎng)基地同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站（以下簡稱工作站）正式成立。該工作站作為上海市科普事業(yè)“十一五

2、”發(fā)展規(guī)劃計劃建設(shè)10個青少年科技實踐工作站中之首個落成的工作站，將有計劃、有明確目的地為青少年中熱愛科學(xué)研究，有科技創(chuàng)新愿望的同學(xué)提供發(fā)展的條件。同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站圍繞當(dāng)前與新技術(shù)相關(guān)的物理基礎(chǔ)知識，輔以宣傳展示、實驗探究、研討沙龍、研究講座、課題研究等活動；設(shè)有9個探索區(qū)域，分別是“力、熱、振動波動、光、電磁、微觀、宇觀、物理創(chuàng)新工作室，以及高級物理實驗參觀與體驗”。工作站是一種新的人才培養(yǎng)模式，如何使學(xué)校和社會的投入產(chǎn)生效益，必須明確目標(biāo)，研究教學(xué)模式和持續(xù)發(fā)展等問題。1 為什么建站，定位于什么樣的目標(biāo)群1）基于全體學(xué)生的科學(xué)興趣普及，為優(yōu)秀苗子提供發(fā)展條件本來，“學(xué)校的任務(wù)是發(fā)揮學(xué)

3、生的天才”。但目前中學(xué)為了應(yīng)試，也迫于條件限制，不得不犧牲一些學(xué)生的天才，同濟(jì)大學(xué)物理實踐工作站希望能夠彌補這一遺憾。我們希望，這里將成為學(xué)生研究興趣的生長點、廣博知識的汲取源，將是廣大學(xué)生理想的創(chuàng)新基地，為教育創(chuàng)新、充分挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力提供條件。工作站的工作起點是提高越來越多的同學(xué)探究科學(xué)問題的興趣，因而，工作站設(shè)計了大量有趣的一星級實踐探索項目（見下文），面向所有青少年，以致他們的家長。結(jié)合科學(xué)研究興趣普及工作的開展，工作站將在普及中發(fā)現(xiàn)科技苗子，在對科技苗子的科技研究培養(yǎng)中產(chǎn)生青少年科技研究項目的正式進(jìn)站生。正式進(jìn)站生將受到特別關(guān)注，可享有工作站一切研究條件。在引導(dǎo)進(jìn)站生科學(xué)研究的過程中

4、，跟蹤總結(jié)，進(jìn)行青少年科技人才培養(yǎng)的教育科學(xué)研究。我們還希望能做到，在培養(yǎng)科技人才的同時，摸索科技人才培養(yǎng)的經(jīng)驗、成長的科學(xué)數(shù)據(jù)和科技教育的科學(xué)研究成果。2）資源共享，大學(xué)和社會雙贏就工作站的組織形式而言，這是一個學(xué)校和上海市共同建設(shè)的對青少年開放的學(xué)科知識和能力教育平臺，是一個全國首創(chuàng)、強調(diào)素質(zhì)教育、體現(xiàn)現(xiàn)代教育理念，引導(dǎo)青少年好學(xué)、博學(xué)、探索、研究的分層次開放式、多手段、趣味化和個性化的實驗探索教育型開放實驗室。這是一個利用學(xué)校資源，經(jīng)濟(jì)快捷進(jìn)行科學(xué)普及的一種有效方法。高校服務(wù)社會的同時也提升自身價值。大學(xué)生在服務(wù)社會的同時也增長自身的社會責(zé)任感，提高自身科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)普及，提高青少年素質(zhì)

5、是具有戰(zhàn)略意義的強國舉措。同濟(jì)大學(xué)愿意開放物理教育資源，同濟(jì)師生愿意為上海市民素質(zhì)提高奉獻(xiàn)力量。2 如何開展活動，教學(xué)設(shè)計原則是什么工作站依托同濟(jì)大學(xué)物理實驗中心良好的硬件條件，全面開放物理探索實驗室，并特地為青少年的探索研究活動購置設(shè)計了部分設(shè)備。但是良好的硬件條件不等于良好的人才培養(yǎng)平臺。由于人才的多樣性和復(fù)雜性，我們認(rèn)為我們工作站的 “實踐教學(xué)設(shè)計”應(yīng)以以下兩點為原則。1）要吸引人學(xué)生只有對工作站的研究項目感興趣，對科學(xué)研究感興趣，才有可能提高發(fā)展，因此工作站是否吸引人十分重要。全 學(xué)生的興趣可能五花八門，青少年的基礎(chǔ)知識應(yīng)該盡可能寬厚，因此實踐內(nèi)容設(shè)計要“全”。要包容盡可能多的合適的物

6、理內(nèi)容，并以物理為中心，向現(xiàn)代技術(shù)、哲學(xué)邏輯、社會發(fā)展和人文藝術(shù)等領(lǐng)域拓展。趣 同一物理規(guī)律涉及的現(xiàn)象有很多，其中有的現(xiàn)象可能引發(fā)聲、光和動態(tài)、立體等出人意料的奇幻有趣現(xiàn)象，這類現(xiàn)象是我們的首選。這些現(xiàn)象有助于引起關(guān)注，產(chǎn)生興趣和疑問。近 人們?nèi)菀钻P(guān)注與自己關(guān)系密切的問題，因此課題的產(chǎn)生來源于生活，往往更吸引人。我們轉(zhuǎn)動翻身陀螺的時候，不妨也轉(zhuǎn)動熟雞蛋使之立起，于是產(chǎn)生雞蛋重心升高，能量來自何方的問題，這樣的問題學(xué)生更覺得來得親切。疑 探索實驗室中每個現(xiàn)象都包含問題，用問題引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究，可以幫助學(xué)生思考，也可以吸引喜歡動腦筋的學(xué)生。我們就是要培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)這樣的學(xué)生。新 我們盡可能在實踐項

7、目中反映物理發(fā)展的前沿，讓學(xué)生感受最新科技成果，激發(fā)學(xué)習(xí)激情和創(chuàng)新欲望。如手性材料和光子晶體、場致發(fā)光和上轉(zhuǎn)換發(fā)光、核磁共振和斷層掃描等。2）要層次化工作站的實踐活動要滿足各類青少年的科學(xué)學(xué)習(xí)需要，符合青少年的學(xué)習(xí)規(guī)律。背景、興趣、習(xí)慣、基礎(chǔ)和年齡千差萬別的學(xué)生，欲鼓勵其個性發(fā)展，激發(fā)各類研究興趣，工作站的活動必須分層次，具備激勵機制。我們設(shè)計了五個星級的研究活動，旨在從普及到提高，以致拔尖的人才培養(yǎng)意圖明確告訴大家。我們的活動有激勵、有實效、有吸引力，可實施、可持續(xù)發(fā)展。從較為簡單的動手、有趣味、與生活中現(xiàn)象密切關(guān)聯(lián)的實踐項目，到對某個問題的專項實驗研究；從高級物理檢測儀器的體驗性實踐到發(fā)現(xiàn)

8、問題、討論問題，以致提出研究課題、設(shè)計研究方案，并實施方案、鉆研總結(jié)所有活動注意了人才培養(yǎng)的循序漸進(jìn)和個性發(fā)展，兼顧了科普教育的普及和提高。一星級ê物理的普及性實踐活動，要求觀察、簡單動手實踐，并附有思考作業(yè)。實驗設(shè)計注意有趣味、與先進(jìn)技術(shù)相關(guān)、與生活關(guān)系密切。分布在力、振動波動、電磁、光、熱、微觀、宇觀7個區(qū)域（六個實驗室）中。每個實驗配有基本說明、操作步驟和作業(yè)。一般接受團(tuán)體預(yù)約學(xué)習(xí)。二星級êê和三星級êêê二星級和三星級活動分別是大學(xué)物理實驗研究和高級物理實驗體驗。實驗分布在所有探索實驗室、物理創(chuàng)新室和物理開放實驗室。實驗有教材

9、，并備有相關(guān)理論教材供參考。學(xué)習(xí)者需經(jīng)過一星級學(xué)習(xí)，達(dá)到一定程度，并經(jīng)個人或團(tuán)體報名，做過相關(guān)預(yù)習(xí)之后，才可以做二星級和三星級實驗。實驗者一旦確定，便配有專人輔導(dǎo)。四星級êêêê四星級為物理論壇及研究交流活動。工作站為交流者提供交流場所和投影、攝錄等硬件條件。（可能的話）相應(yīng)的專家將被聘來指導(dǎo)。五星級êêêêê五星級要求學(xué)生自帶課題，經(jīng)審核通過后進(jìn)站，在站時間一年。在站期間須經(jīng)中期考核、出站鑒定。工作站提供課題研究指導(dǎo)和一定的研究條件。工作站將指導(dǎo)撰寫論文。3 如何保證持續(xù)發(fā)展，運營和管理的關(guān)鍵是什么3.

10、1 利用傳媒工作站重視傳媒的作用，建立了網(wǎng)站。phywork的域名含義是：物理工作站的英文（physics workstation）的縮寫。.cn說明我們是頂級域名網(wǎng)站。網(wǎng)站有一個強大的后臺管理系統(tǒng)。它可以添加，刪除，修改已經(jīng)分項目分版塊的文字內(nèi)容?？梢允刮覀兊木W(wǎng)站做到及時更新，還可以管理各星級實驗活動的預(yù)約和研究項目的在線申請。網(wǎng)站分項目板塊的內(nèi)容是：工作站介紹、新聞動態(tài)、實驗項目、研究課題和專家講座。3.2 依靠學(xué)校依靠學(xué)校，獲得學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)和各部門支持，是工作站正常運行的保證。在學(xué)校的支持下，我工作站已成立了導(dǎo)師團(tuán)，目前都是教授，有院士，有物理系各研究所研究室的主要負(fù)責(zé)人和科研骨干。部分

11、外系相關(guān)專家教授也表示愿意加入導(dǎo)師團(tuán)。3.3 規(guī)范管理建立了相關(guān)規(guī)章制度，以保證工作站正常運行。如學(xué)生進(jìn)站須知、物理實踐工作站學(xué)生管理員條例等。精心設(shè)計了各類表格、庫，以保證工作站的工作科學(xué)有序。如工作站專家?guī)?、工作站學(xué)生管理小組成員庫、學(xué)生進(jìn)站學(xué)習(xí)登記表、進(jìn)站學(xué)生或家長評價意見表、中學(xué)教育專家和物理教師評價意見表、工作站活動記錄、物品缺損登記表、學(xué)生進(jìn)站研究項目申請書（五星級）。成立了學(xué)生管理小組，下設(shè)實踐輔導(dǎo)和對外宣傳兩個分小組。學(xué)生管理小組成員由物理系學(xué)生和外系研究生報名擇優(yōu)選拔。3.4 差異化策略青少年科技實踐工作站不是一般意義的研究室、實驗室，也不是科技館、博物館，在工作站的實踐學(xué)習(xí)過程不是簡單的參觀，也不同于一般意義的學(xué)校學(xué)習(xí)。工作站比學(xué)校的實驗室更強調(diào)自主學(xué)習(xí)，更鼓勵創(chuàng)新，更需要自己發(fā)現(xiàn)問題、更求自己能設(shè)計課題；工作站比科技館和博物館更懂得教育啟發(fā)，更能提供研究伙伴和導(dǎo)師，更能提供較為系統(tǒng)的研究條件；