人体究竟是如何发育的?一滴水里究竟包含了怎样的生物世界?道旁树的种类有哪些?叶子变黄是自然现象还是病害?水体指标又如何精确测量?生物学与环境科学作为与我们的生活紧密相关的自然学科,在此次科学营的活动安排中,也从抽象的教科书中走了出来,为营员们打开了一扇神奇的科学之门。
生物组:提高科研素养 认识奇趣世界
“谁能告诉大家这是什么植物?”在闵行校区的校园里,我校生物系的教师指着一株构骨冬青,向科学营生物组的营员们提出了第一个问题。中学生们看着这棵叶子尖尖的低矮植物面面相觑。“这个叫做构骨冬青,也是我们俗称的‘猫儿刺’,是一种常绿灌木”,老师向营员们介绍到。
生物组的探究性学习方案经过生物系老师们的精心设计,包含了学术科普讲座及实验体验两部分。在实验环节营员们兵分两路,植物组和动物组。植物组的活动以观察发现、动手实验为主;动物组的探究性学习则集中在对微生物的观察、动物认知及人体心理观察上。在生物教学实验室里,营员们见识了全然不同的生物世界。
“叶绿素的提取相信大家在中学课堂里都做过,我们今天的实验则要让大家精确地分析出叶绿素究竟在叶片中的含量是多少”,生物系的孙越老师对营员们提出了更高的要求。经剪切、研磨、过滤、提取和分析,每一个步骤都切实考察着营员们的动手能力。当一位营员将过滤中多余的废液倒入池中时,孙老师及时加以纠正:“废液过多,会影响最终的实验数据和结果的精确度,严谨的科学研究不允许粗枝大叶。”
营员们相互配合共同完成实验
“对中学生来讲,针对自然科学尤其是生物,更多注重于定性分析,而科研要求定量和定性分析相结合,甚至对定量分析的要求更苛刻,更专业、更精确的实验能让他们更好地领悟科研精神”,孙老师告诉记者。
在动物组的活动中,营员们亲自利用仪器进行了人体心电图描记、视野和盲点的测定、反射测定和反射弧分析等人体探索小实验。同时,在动物认知行为实验室,营员们也见识了小白鼠自助活动能力、情绪测定等多种动物实验。指导老师高良才也为营员们耐心解释了关于动物实验的一系列问题,让营员们对科学与伦理、人与自然界的关系有了更深刻的认识。
环科组:体验水体指标测定 增强环保意识
为了让中学生们能更好地认识城市河流的基本特征及河流水环境中存在的主要问题,我校资环学院为科学营的营员们准备的探究性学习方案集中在对我校樱桃河的水体指标测定及相关知识的讲授上。
“让中学生亲自动手体验水体指标测定,不仅能让他们接触规范的科研流程,更重要的是提高他们环境保护的意识”,指导教师毕春娟介绍到。从昨天开始,在助教老师们的带领下,营员们顶着烈日,运用专业的实验仪器在我校闵行校区樱桃河流域的四个采水点展开了水体的收集工作。
在樱桃河流域的四个采水点展开水体的收集工作
在听完了教师们关于城市河流的基本特征及存在的主要问题、城市河流环境调查研究方案制定和测定方法介绍、实验数据计算分析等授课内容,营员们纷纷展开了实地的操作。水体指标的构成包括了温度、ph值、溶解氧、悬浮颗粒物、氨氮、总磷等多项检测指标,对不同的指标有不同的检测方法,因此实验步骤也十分复杂。不少营员是第一次接触专业的实验器材和药品,新鲜之余难免忐忑。科学精神的要旨在于精益求精,营员们为了获取更准确的数据,同一个步骤反复多次才得以完成。有的实验药品对人体具有一定的危害,指导老师们也会在旁边做好安全防护工作。指导老师告诉记者:“成功的实验必须建立在对实验方法的熟练掌握和规范的操作上,这些也恰恰是中学生搞科研的薄弱环节。”
营员们在志愿者的指导下录入实验数据
实验完成以后,营员们便开始着手撰写实验报告。如何让图表显得更简洁美观、报告语言更专业规范、数据更精确,营员们也花费了不少心思。正在处理excel图表的一位营员说:“平时在学校里很少写专门的实验报告,这次整个试验流程下来,让自己对科研工作的了解更深入了一步”。
实验即将进入尾声,营员们依然专注地做着实验。“还有总磷这个数据没有出来,我们在等最后的实验结果”。毕春娟告诉我们,别看他们还是中学生,但是对知识的接受能力很快,实验的结果也相当准确,这次探究性学习也一定会提高他们对环境科学的兴趣,激发科研的潜能。
来自四川什邡中学的带队老师姜全智对我校科学营的探究性学习方案十分赞同。身为科技辅导老师的他,十分希望中学生能够拓宽视野,摆脱书本上“死的知识”。“这次科学营的活动,有的家长担心占用高考复习的时间不愿意让孩子参加,这反而不科学”,姜老师说道,“自然科学的知识从来都不是禁锢在教科书上的,这一周的学习体验,比他们在课堂里一学期的学习效果还要好得多。”科学营正是一种向应试教育的弊端发起改革的大胆尝试,只有打破“读死书”这种舍本逐末的错误的教育观,才能看到民族和未来创新的曙光。