自助餐式创新实验室在上海向明中学诞生，激发学生创造潜能

• 来源： 原创 更新时间： 2018-07-14 点击： 2405次

•       刚放暑假，上海向明中学的一座小洋房里，就聚集了不少学生前来做实验。即将在这儿举办的发明创新夏令营名额，已被一抢而空。这座小洋房里有上海中小学首创的自助餐式创新实验室，屋内设置了许多货架，上面摆放着各种物理实验器材和元件：电动玩具、磁铁、红外体感车、开源硬件，以及向明中学教师开发的各种实验器材。

        与其他中学实验室不同，在这个自助餐式创新实验室，学生可以选择元器件和套件，做自己感兴趣的、课本上没有的实验课题。向明中学科技指导老师、上海发明协会青少年创新委员会主任黄曾新说，这种实验室和相关课程可消除中学实验室利用率低、学生不喜欢不投入的弊端。

  “趣味磁学百宝箱”激发质疑精神

        据介绍，自助餐式创新实验室里有近30个货柜、约500个货箱和几千个元器件，摆满了4个房间和过道。向明中学校长芮仁杰表示，在这个实验室，学生可以自由组合实验器材，进行自主实验，自主探究感兴趣的课题，而不是像普通实验那样只有固定操作和器材。自助餐式创新实验室还配备了历届学生制作的近百个创新项目套件，它们都获得过青少年科创比赛奖励，在校学生可以在此基础上做进一步研究。

       黄曾新告诉解放日报·上观新闻记者，中学开展的实验往往是验证性实验，学生要做的只是再现书本上的实验结果，很难激发学生兴趣、培养创新思维。因此，他带领团队打造了自助餐式创新实验室，并开发了一系列实验课程和器材。

       “趣味磁学百宝箱”是他设计开发的实验器材之一。只见一个盒子里排列着各种各样的磁铁和金属。他拿起一块大磁铁和一块小磁铁，问学生：“同性相斥、异性相吸，这个说法一定正确吗？”他把两块吸在一起的磁铁分开后，把小磁铁翻了个身，靠近大磁铁，神奇的一幕发生了：原本极性相反的两块磁铁吸在了一起。

        黄老师告诉学生，根据磁性强弱，磁体可以分为硬磁、半硬磁和软磁。强磁如钕铁硼合金，制造时很难充磁，但一旦充上磁性就很难改变，一直“忠心耿耿”。半硬磁如钢针，相对容易充磁，但磁性也容易改变，像听话的学生。软磁如铁，当磁场消失时，磁性会立即跟着消失，像墙头草。当磁性不一样的两块磁铁接触时，磁性弱的一方会被改变磁性，从而无法出现“异性相斥”现象。“所以准确的说法是，异性相斥是有条件的，只有当磁场强度相似时才会出现。”

         像“趣味磁学百宝箱”这样的实验器材，黄曾新一共设计开发了4个，包括电磁感应、无线传输和负压容器百宝箱。由此开展的教科书上没有的实验操作，吸引了学生兴趣，也激发了他们的创新思维和质疑精神。

  引导中学生开展“私人订制”实验

        在自助餐式实验室里，学生可以自主选用的不只是各种器材和元件，还可以“私人订制”。任何有价值的学生创意，都能在这里得到验证，并匹配充足的资源开展探究。如果实验室里缺少相关器材，老师会购买或进行外加工。

        建筑玻璃幕墙老化后，可能脱落砸伤行人。对于这个社会问题，向明中学学生想到了一个方案——利用摄像头和专门软件监测玻璃幕墙，一旦发现玻璃有变形迹象，立即预警。为了探究这个方案的可行性，自助餐式实验室购置了摄像头。如今，在计算机老师的指导下，几名学生正在编写程序，研究通过计算机编程控制摄像头的监控路径并进行建模，收集有效变量和数据。

        陶杨霖等三名学生则把目光投向了地球同步卫星。他们了解到，地震的发生是由地球板块应力过大，挤压地面造成的，于是有了创新灵感——如果能用同步卫星观测地形变化，是不是可以实现地震监测和预警？带着这一想法，他们在科技老师带领下，拜访了市地震局和计算机专家，得到专家的指导和鼓励。随后，他们查阅了很多英文论文，发现与传统地震监测手段相比，利用卫星航拍地形的监测方法获得的数据更多，成本也更低，监测精度有望提高多个数量级。暑假里，三名学生整天泡在创新实验室，利用沙箱模型和摄像头进行实验。

        芮仁杰表示，创造性人才的培养，关键是要营造创造环境、制订促进创造力发展的机制，让学生在活动中培养兴趣，并由兴趣出发养成想象、质疑、实践论证的习惯。中学基础教育阶段的这方面工作，能为学生未来成为创造性人才奠基。