“有人知道TNT的化學(xué)式是什么嗎?”
電子科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院教授鄭永豪在學(xué)期第一節(jié)課上拋出這個(gè)問題。
與以往不同的是,臺(tái)下坐的并不是大學(xué)生,而是一群十五六歲的高中生。更令人意外的是,兩名同學(xué)走上講臺(tái),均在黑板上正確寫出了三硝基甲苯(TNT)化學(xué)式。
自2018年開始,鄭永豪就率先在電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)(以下簡稱“科中”)開設(shè)了《化學(xué)與材料》PBL項(xiàng)目式集訓(xùn)班課程,進(jìn)行“大中融合科技創(chuàng)新教育”的實(shí)踐。
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如今,科中的PBL選修課已擴(kuò)展至十余門,涵蓋衛(wèi)星通信、機(jī)器視覺、數(shù)字圖像處理、無線電監(jiān)測與信號(hào)分析、量子人工智能等前沿領(lǐng)域,開課教師均為電子科大的專家教授。
但這遠(yuǎn)不止于“大學(xué)教授來上課”這么簡單——它正從零散的“科普講座”,演變?yōu)橐惶紫到y(tǒng)化的課程體系,試圖回答一個(gè)更深層的問題:在應(yīng)試框架下,如何為高中生打開一扇通往真實(shí)科研與創(chuàng)新思維的窗?
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“以前也請教授來做講座,但那只是一個(gè)‘點(diǎn)’,學(xué)生聽完就結(jié)束了。”科中黨委書記王志勇說,“現(xiàn)在,我們要把它變成‘體系’。”
事實(shí)上,大學(xué)教授進(jìn)入中學(xué)課堂并非新鮮事。王志勇本人就是電子科大的數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授,給包括科中在內(nèi)的多個(gè)學(xué)校開設(shè)過數(shù)學(xué)建模課程。
“以往專家講座類課程不成系統(tǒng),時(shí)間短,難以覆蓋更廣泛的學(xué)生群體。”王志勇坦言。自2025年擔(dān)任科中黨委書記,他便開始深入打造“3S”科創(chuàng)課程體系,推動(dòng)科普啟蒙課程、科學(xué)教育課程、科創(chuàng)實(shí)踐課程與基礎(chǔ)教育深度融合。鄭永豪教授的PBL項(xiàng)目課,正是其中重要一環(huán)。
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但要構(gòu)建成體系,單靠一位教授遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。作為高新區(qū)與電子科大攜手聯(lián)辦的中學(xué),科中其實(shí)并不缺來自電子科大的專家資源扶持。但關(guān)鍵在于,如何開發(fā)、用好這些資源?如何讓大學(xué)專家知道中學(xué)需要什么?
“大學(xué)教授最困惑的是,不知道中學(xué)到底需要什么,自己能做什么。”王志勇說。為此,學(xué)校梳理各方面的需求,主動(dòng)走進(jìn)電子科大進(jìn)行宣講,最終征集到十余位教授開課。他們的角色被細(xì)化為多種可能:PBL課程講師、學(xué)術(shù)導(dǎo)師,還可以與中學(xué)教師開展“雙師教研”,甚至帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展假期項(xiàng)目。
如今,高一學(xué)生上PBL課程的比例已達(dá)68%,王志勇計(jì)劃在明年實(shí)現(xiàn)全覆蓋。“但這只是開始,真正的融合,是讓大學(xué)教授的能量,貫穿到學(xué)生培養(yǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。”
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對許多教授而言,走進(jìn)高中課堂是一次全新的挑戰(zhàn)。
“我本來以為是來做一場報(bào)告,沒想到是正兒八經(jīng)上一學(xué)年的課。”《數(shù)字圖像處理》的授課教授李玉霞說。為此,他們大幅修改課件:刪掉復(fù)雜公式,增加動(dòng)畫和生活中的比喻,把抽象的概念講活,“上一次課,至少要準(zhǔn)備兩個(gè)小時(shí)。”
但挑戰(zhàn)也很快轉(zhuǎn)化為截然不同的教學(xué)體驗(yàn)。“高中生沒有手機(jī),所有人目不轉(zhuǎn)睛地盯著你,那種狀態(tài)很久沒見過了。”《衛(wèi)星通信》授課教授楊鵬對比道,“大學(xué)生上課,注意力會(huì)分散很多。”
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更觸動(dòng)他們的是高中生身上的好奇心與動(dòng)手欲。“他們特別想做實(shí)驗(yàn),總是問‘老師,我們什么時(shí)候能動(dòng)手?’”《氣動(dòng)慧魚模型設(shè)計(jì)》授課教授蔣丹還沒上幾節(jié)課,已經(jīng)帶他們做了3次實(shí)驗(yàn)。李玉霞也有類似感觸,講到圖像復(fù)原時(shí),有個(gè)女生非常專業(yè)地聊起運(yùn)動(dòng)圖像復(fù)原,而她的知識(shí)竟來自科幻小說。
這種未被“標(biāo)準(zhǔn)答案”束縛的思維,正是許多教授希望保護(hù)的。“高中做題是有標(biāo)準(zhǔn)答案的,但科研沒有。我們更多是引導(dǎo)他們思考,提出自己的見解。”鄭永豪說,“這門課不是教考試,而是讓那些從初中就燃起的興趣‘火苗’,不要被應(yīng)試做題壓滅。”
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因此,這些課程不止停留在課堂。學(xué)期結(jié)束后,教授們會(huì)選拔真正感興趣的學(xué)生,在寒暑假進(jìn)入電子科大“實(shí)習(xí)”。從閱讀文獻(xiàn)、接受實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn),到親自上手做實(shí)驗(yàn)、寫論文、做匯報(bào),他們將完整體驗(yàn)研究生的培養(yǎng)過程。
對有價(jià)值的課題,教授還會(huì)指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化報(bào)告、申請專利、投稿論文,組織學(xué)生參與各級(jí)科創(chuàng)賽事,推動(dòng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)“從課堂到科研、從實(shí)踐到成果”的能力跨越。
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如今,科中的PBL課程累計(jì)開放實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)長超8000小時(shí),培養(yǎng)學(xué)生超200人。這些學(xué)生不僅掌握了低溫反應(yīng)控制、過柱分離等專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能,更孵化出2項(xiàng)國家級(jí)發(fā)明專利,以共同作者身份發(fā)表3篇SCI論文,并在各級(jí)科創(chuàng)賽事中斬獲34項(xiàng)重要榮譽(yù)。
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但挑戰(zhàn)依然不小。
首先是教師投入與激勵(lì)機(jī)制的問題。目前授課教授多為學(xué)生家長,來上課屬于“義務(wù)勞動(dòng)”,課時(shí)費(fèi)低,也不計(jì)入大學(xué)工作量。“我們正與大學(xué)溝通,希望將來能認(rèn)定工作量,甚至支持他們申請相關(guān)教改課題。”王志勇表示。
其次是課程內(nèi)容與高中知識(shí)體系的銜接。有教授談到,講電磁波時(shí)學(xué)生還沒學(xué)過,只能借助視頻和比喻,但有些學(xué)生還是聽不懂。如何既保持前沿性,又不脫離學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ),是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。“我們正努力把前沿內(nèi)容與他們現(xiàn)階段所學(xué)的原理對應(yīng)起來,在公式定理和生活應(yīng)用中架起一座橋梁。”
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更深層的,是關(guān)于教育公平與“精英化”的質(zhì)疑。這種依賴頂尖高校資源的做法,是否可復(fù)制?會(huì)不會(huì)加劇教育資源的不均衡?
對此,王志勇強(qiáng)調(diào):“我們的‘3S’課程體系,正是為了可推廣——將科學(xué)教育融入每個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié),而非依賴個(gè)別教授或?qū)W校。科技教育不應(yīng)是少數(shù)人的特權(quán),而應(yīng)成為每個(gè)學(xué)生的素養(yǎng)。”
鄭永豪也指出,大中融合科技創(chuàng)新教育”的資源已輻射到郫都區(qū)和天府新區(qū)兩所學(xué)校,明年將進(jìn)一步推廣范圍。
“最終目標(biāo)不是培養(yǎng)多少競賽獲獎(jiǎng)?wù)摺!蓖踔居抡f,“而是讓每個(gè)孩子眼里有光,心中有方向,腳下有行動(dòng)。教育即生涯領(lǐng)航——我們希望他們在中學(xué)階段,就能看見知識(shí)的意義,而不必等到大學(xué)才問‘學(xué)數(shù)學(xué)有什么用’。”
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