颠覆传统的物理课堂美国圣母大学教育专家肯尼思正在向北京四中的学生讲解储能环工作原理 对70名中国的中学生、中学老师来说，这绝对是难忘的一课。课堂设在中科院卡弗里理论物理研究所的３层大厅。讲桌上的道具，是一堆网球、乒乓球、小黑球，还有听装饮料。 这一课，发生在7月16日“KITPC2012拓展项目”的第一天。“KITPC”是中国科学院卡弗里理论物理研究所，也是该活动的联合举办方之一。 始于“扔小球”的好奇心 站在讲台上的授课人，名叫肯尼思·切奇雷（KennethCecire），这名语速平缓、始终面带微笑的男子是美国圣母大学的教育专家。他想让孩子们知道，用扔小球的办法可以探测出一个未知物体的大小。肯尼思设计了一个实验。很快，孩子们就分组开始了测试。 几名来自北京四中、北京八中的同学组成了一队。他们闭上眼睛，尝试用网球砸中听装饮料。同组的一名女孩则在旁边记录：每扔10次网球、有几次会击中饮料瓶。之后，网球被换成了直径较小的乒乓球、直径更小的黑球。 美国费米国家实验室的教育项目牵头人罗伯特·彼得森（Robert Peterson）博士一度走入孩子们中间。他观看孩子们做实验，也告诉他们“现阶段，最重要的就是获得大量的数据”。 如果不是肯尼思提醒，也许孩子们都不会注意到已经到了午饭时间。他们强烈的好奇和种种疑问会在肯尼思的讲解中得到答案。 “我不是来教你们” “美国科学家想通过实验告诉孩子们，对于一个已经发现、但还不知道大小的粒子，可以通过撞击的方法去探知它的大小。这也是确定新粒子的一个步骤。”北京四中老师黄振说。 在中国传统的课堂上，往往是老师先讲解基础知识。比如，探测器是什么样子、怎么工作、工作原理是什么、数据如何处理等。一开始，学生并不知道这些知识如何应用；之后，才应用它解决问题。而在这个课堂上，孩子们并不要求一开始就了解相关的基础知识，他们只要像科学家作研究一样模拟科研的过程，和科学家一起处理数据。其间，他们会发现各种问题，再有针对性地进行解惑。 “美国科学家给孩子们的感觉，并不是‘我来教你们’，而是‘我们一起来做这个研究、一起工作’。”黄振说。 毫无疑问，这是一次个性化很强的教学。不同的小组得出了不一样的实验数据。于是，在处理数据时，大家不得不先讨论“为什么数据不同”。肯尼思肯定了孩子们为探测饮料瓶大小所建立的数学模型；当然，他也告诉大家，也许在将来的某一天，新的科学发现会认为今天的推导是错误的。不过，这丝毫不影响孩子们探究新知的热情。 卡弗里所的一个许诺 “KITPC2012拓展项目”的开展来自于一个许诺。 2006年，中国科学院得到美国卡弗里基金会的捐赠基金，成立了一个国际性的科研与学术交流合作研究机构——KITPC。它是全世界16所卡弗里研究所之一。 中科院数理学部副主任欧阳钟灿院士曾在美国一个卡弗里研究所，见到了这样的拓展活动。在美国，年轻人步入科学殿堂，被给予了极大的重视。半年之前，在创新人才教育研究会的成立会上，KITPC所长吴岳良院士向与会的老师们许了一个愿：卡弗里研究所愿与研究会一起，为创新人才的培养提供支持。于是，KITPC联合理论物理国家重点实验室、美国费米国家实验室夸克网络中心、北京青少年科技俱乐部等机构，举办了这一项目。 和科学家一起作科研 “KITPC2012拓展项目”主要面向的是高校和中学的学生、教师。 项目中，授课的老师是国际知名的物理学家，他们来自美国费米国家实验室、中科院理论物理研究所等机构。在两周的时间中，孩子们要与科学家一起，学习和探讨“大型强子对撞机和宇宙线，真实的粒子和真实的数据”。 美国的科学家带来了宇宙射线探测器的实验。这让孩子们有机会利用真实的宇宙线探测器，与物理学家一起研究宇宙射线。来自欧洲日内瓦的强子对撞机的数据，也会出现在课堂上，科学家将带领孩子们进行分析。通过体验实验观测，孩子们还将学习到如何探测和发现基本粒子。在课堂之外，他们会参观北京正负电子对撞机。 “从这些活动和日程安排就可以看出，把学习、教育和实验联系在了一起。”吴岳良说，在美国，这个拓展项目开展得极为成功。在中国，“KITPC拓展项目”将为中学里拔尖创新人才的培养与选拔开启新的模式。毫无疑问，这一活动可以对传统的课堂教育起到良好的辅助作用。 |
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