□本报记者 高玉超 文/摄
一只简易风洞,能不能公平测出不同机翼的升力?一个不足3升的密封生态缸,又能否让6条斑马鱼在太空安家?10月23日下午,STEM教育助力“做中学”领航行动高质量实施现场课展示及研讨会在人大附中逸夫楼报告厅举行。来自人大附中、北大附中的两个教师团队,用两节别开生面的课给出答案。
讲台上没有照本宣科。一群“少年空气动力学家”,围着风扇、风速仪和一截截大小不同的管道忙开了——他们要亲手优化风洞的收缩段和整流段,把乱糟糟的风,加工成均匀、可控的测试气流——最终要公平比较不同翼型的升力。“大家想想,收缩比越大,风速就一定越大吗?”人大附中教师田晓娜抛出一个看似理所当然的问题。学生们先按公式预测,再动手实测,结果却和“理论”撞了个满怀:理论预测和实测结果差了一大截,收缩比并非越大越好。
疑问瞬间在报告厅里点燃。有学生追问,为什么收缩比大的,风速反而没达到预期?各组随即围着风速仪讨论,重新比对数据;一组数据不理想,就调整风扇和管道再测一遍。一节课里,这样的认知冲突不断出现,孩子们从“相信”到“质疑”,再自己动手寻找解释。姜凤敏老师表示,这堂课要的不是让学生记住公式,而是让他们体会“没有最优,只有最合适”——这才是工程思维的内核。台下,有物理老师低声感慨:平时几句话就能带过的规律,这里却让学生亲手测了一遍又一遍。
北大附中课堂,则把目光投向了太空。围绕神舟二十号搭载的3升生态缸、6条斑马鱼,学生们要把“生态缸2.0”改造得更稳定。课上最热闹的,是“缸王”评选:各组拿着8至10天连续监测的溶解氧、氨氮值、有害氨、pH等多个维度的数据,用“主张—证据—推理”的框架为自家作品辩护,又互相“挑刺”,同时也去其他组把好的经验学回来,跟自己组的数据、操作反复比较、评估,确定如何改造生态缸3.0。授课教师表示,有个小组的生态缸一度“崩溃”、氨氮超标,反而成了全班最好的学习素材——失败,也能变成迭代的起点。下一步,他们还要按照迭代方案,进一步进行“生态缸3.0”的持续研究,向更严苛的空间站任务发起挑战。这些成果,靠的不只是课堂几十分钟,还有课后持续的监测、模拟缸一遍遍的检验。
记者问起学生的感受,有学生说,以前物理课上的“流体压强与流速”就是背规律,这回亲手测了风速,才真正弄明白风是怎么变均匀的。
两位专家也从各自的角度谈了体会。北京航空航天大学工程实践与创新中心书记、副主任齐海涛直言,不少学生进了大学仍“不敢动手、不敢放手一试”,根源在传统教育太看重结果。在他看来,孩子会不会定义问题、能不能在约束条件下做出创新,比记住多少知识更重要。北京交通大学物理科学与工程学院教授、博士生导师陈征分享的体会则更“接地气”:他追求三件事——先把事做成、训练基本思路、多动手经历完整实践,主张“让学生多动,我们少拖”;他说,持续的兴趣来自正反馈,孩子做出一样东西、得到肯定,才更愿意往下走。他也提醒,别急着让初中生一节课就完成多高深的事,目标定得太大反而会吓跑人;科学教育得一步一步来,先积累感性经验、练好基本技能,再学着独立想办法,最后才是开放创新。说到AI,陈征同样强调,要让它“当助手,不当替身”。
三个半小时,两节STEM课,一句句追问、一次次重测。没有标准答案,只有不断被修正的模型。这或许就是“做中学”的意义——让每个孩子真正“动”起来,才能“思”得深。
