幻灯二

宝山区科委领导班子(名师成长故事宝山科学教育教师的成长之路——全国获奖教师陈岭、焉砚)

为深入学习宣传贯彻党的二十大精神,建设科技强国,宝山区聚焦立德树人根本任务,以陶行知先生“生活即教育”“社会即学校”“教学做合一”为宗旨,聚焦科学教育能力建设,不断建设高水平师资队伍,为培养适应时代发展的创新型人才,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体贡献力量。今天推出的人物为第37届全国青少年科技创新大赛一等奖获奖教师:宝山区行知实验中学陈岭,以及二等奖获奖教师:上海市吴淞中学焉砚。

陈岭

中共党员,物理高级教师,国培计划导师、区首席教师、区教育系统十佳青年、区青年五四奖章获得者,区青少年科普促进会理事,主持区物理科技教育名师工作室、区骨干团队、校“明师”工作室工作。2019年获评高级科技辅导员,曾被评为全国十佳优秀科技辅导员、全国STEM优秀园丁奖、上海科普教育创新奖·贡献奖(个人)三等奖、2018上海教育年度新闻人物提名奖等,参与编写上海市初中拓展型课程教材两门。始终致力于研究和实践通过加强科技教育促进学生基础学科学习,从2013年起接连获得上海市青少年科技创新大赛教师科教制作类一、二等奖,并先后8次获得全国青少年科技创新大赛科教制作类一、二、三等奖。师生发明成果取得近二十项发明专利和实用新型专利以及软件著作权,获得第九、十届国际发明展览会“发明创业奖·项目奖”金、银奖和2017-2022上海国际发明展多个发明金、银奖。在自制教具、学具、玩具方面有较深入的研究。

让思维在教学实践中成长

陈岭从2010年起开始接触到研究性课程、社团活动、科技竞赛等跨学科教育内容。他说:“一开始我认为跨学科教育主要是激发学生兴趣,普及科学知识和方法。但是在实践中我发现,孩子如果只有兴趣的话,便会和看‘魔术表演’一样停留在表层。需要孩子由兴趣转化为能够动手,在实践中形成科学探究和科学的思考方法,形成科学探究的技能。”

灵机一动,陈岭想起了学校创始人陶行知先生“教学做合一”的思想,开始思考如何让学生能实践起来,手脑并用。于是,他决定以自制教具、学具、玩具为突破口,让学生由兴趣到模仿再到变式再到思考探究甚至创新创造。

让能力在接受挑战中成长

陈岭说:“2013年,我利用物理实验室的废旧材料,制作了认识生活中静电的教具,获得了2013上海市创新大赛教师科教制作一等奖、全国二等奖,这是我第一个全国性奖励,使我备受鼓舞。2014年,我如法炮制,制作了利用视觉暂留现象显示抛物线轨迹的连续平抛演示装置参赛,结果市赛时评委吴於人教授表示对我很失望,原因是我的教具和去年一样,都只能定性不能定量,立意还不如去年。”

但陈岭没有放弃,不断接受新挑战。赛后,他积极参加吴教授在上海科技馆的“反重力”科普专场,通过完成多个教具订单,自学了单片机、3D打印、激光切割等技术,捡起了毕业后就没用过的MATLAB,能力得到了很大提升。

经过几年的积累,不少教具、学具、玩具获得发明专利和实用新型专利,还获得了中国发明协会国际发明展金奖,两次受上海市教委装备中心的遴选,代表上海参展全国教博会。

让师生在共同研究中成长

陈岭说:“科学探究就是开始于一个学生可以研究的真实问题,然后通过老师学生之间的交流论证形成共识。在讲授高中物理机械波干涉时,学生提出振幅悬殊的波相遇会怎样、波源振动情况完全相反会怎样等明显超出考试要求的问题,本来可以一带而过。但是我觉得很有趣,于是制作了相关教具并开设了专题研究性课程。”

陈岭用透明机油和染色水组成的水槽,这种结构可以明显放慢油水分界线的波速,便于观察。然后用步进电机制作了两个独立的波源,学生通过图形化编程,可以独立控制波源的振幅、频率、相位等。再通过track等视频分析软件得出定量的结果和规律。

还有一次,有位喜爱钻研的学生想研究空间磁场分布,陈岭借给了他DIS实验的数据采集器和磁传感器,但是他说实验下来,传感器测同一点时不同的姿态有不同的结果。针对这个问题,陈岭和学生一起查询了资料,发现DIS磁传感器使用的是霍尔元件,只能测量垂直于元件方向的磁场,于是陈岭制作了一个由3片霍尔元件互相垂直放置的学具,可以通过同时测量3个方向的磁感强度分量,求出某点磁场的总体大小和方向。学生通过仿制掌握了相关知识和技能,并根据自己的研究需求对其进行了结构改进和算法改进,还用3D打印制作了立体指针和通过开源硬件实现了液晶显示,能更加直观地显示空间磁场大小和方向。

让更多教师在辐射引领中成长

2018年和2021年,陈岭先后成为区学科带头人和首席教师,他对所领衔的团队教师倾囊相授,有问必答,校内外有很多后起之秀茁壮成长。曾受邀3次短期支教革命老区、山区,还作为国培计划导师在云南对当地科技教师培训授课。近期,被聘为上海师范大学数理学院人生导师,给未来教师分享从教经验并答疑解惑。获评2018上海教育新闻人物提名奖。

奋斗让未来充满无限可能

目前针对例如重核链式反应、恒星演化等实验,陈岭和团队正在研发AR助手。利用成熟的增强现实技术,实现用手机或平板扫描指定图片时可以显示相关视频,并能与之互动。目前已完成的是对Arduino单片机的应用,学生在使用单片机时,通过手机扫描主控或者传感器的电路板时会显示各引脚的功能和操作提示。相关应用已经在安卓苹果市场上架,并获得了软件著作权。下一步将打造更开放的AR系统,届时教师可以任意关联图片和视频,形成自己定制的AR课程。

陈岭说:“有一个非常有意思的科学的说法‘我看见了,我忘记了,我听过了,我记住了,我做过了,我才理解了。”

焉砚

中共党员,上海市吴淞中学stem项目教师、化学老师,绿色化学研究性学习指导教师。曾获得上海科技辅导员创新成果一等奖,上海市青少年科普促进会颁发的科教育苗奖,上海证券交易所颁发的科技创新专项奖,上海市课外校外教师专业技能评比活动(科技组)二等奖。

她以科技竞赛为抓手,创设校本特色课程《绿色化学》《高中化学研究性学习》《基于TI-stem课程》,促使学校科技活动“让每位学生完整经历一个课题研究过程”落到实处。近几年指导100多项研究成果(近200多名学生)参加上海市青少年科技创新大赛,获奖项目和品质呈显著上升趋势,上海市明日科技之星评选活动、上海市未来工程师大赛、上海市生态小论文比赛成绩优异。参与市级课程开发《基于TI-stem课程的智能水族箱研究》并制作微视频课程,参编的高中stem课程《超级“色素吸附”饮料瓶的研究与设计-虾蟹壳变废为用》已经出版。

行为世范,为人师表

焉砚指导科技活动10余年,她始终认为“荣誉是有限的,只有德行是永恒的”不断激发学生的创新意识,紧跟“为了学生的终身发展”“减轻学生学习负担”“双新课程”的教育方向,不断拓宽新知识、新技术,勇于探索创新,启发学生思维,因材施教,发挥学生特长,使很多学生爱上科学研究。

焉砚表示,作为教师,立德树人是教师的根本任务。她坚持弘扬科学家精神,引导青少年学习科学家胸怀祖国、服务人民的爱国精神,勇攀高峰、敢为人先的创新精神,追求真理、严谨治学的求实精神,淡泊名利、潜心研究的奉献精神,集智攻关、团结协作的协同精神。在平时的工作中,她积极践行“甘为人梯、奖掖后学”的育人精神,始终以言传和身教相统一、教书和育人相统一来衡量自己,希望自己始终爱岗敬业,热爱学生;始终严谨治学,廉洁从教,不张扬、不浮躁,扎扎实实地将师德先锋的精神延续下去。

第十九届上海未来工程师大赛一等奖获得者原高一(6)班朱越同学说:“每个人心中或许都有个科创梦,等待我们去挖掘去实现。焉老师的悉心指导,让我的创意和梦想在‘城市新能源’建筑模型作品中得到了实现。”

上海市青少年科技创新大赛二等奖获得者付栩瑶同学说:“我现在是上海市金融管理学院的学生,已经毕业3年。2019年暑假,焉老师带我们到华东师范大学和华东理工大学进行实验。记得在完成微塑料对斑马鱼生长影响研究的期间,无数次的往返实验室,一做实验就是一下午,对斑马鱼的产卵到后期行为状态观察,从荧光藻类的喂食到显微镜的使用……这些都少不了焉老师的指导与陪伴,艰辛的付出换来了第35届创新大赛二等奖及明日科技之星提名奖。”

潜心问道,崇尚学术

10多年来,焉砚积极探索,创设了stem理念的绿色化学研究以及基于实际问题的跨学科特色教学模式;教学中运用“新”道尔顿制和项目式学习法,编写绿色化学校本课程供社团学生使用,开发TI-stem课程、研究性学习特色课程;担任学校研究性学习指导教师以来,先后在上海市优秀教具评选活动、上海市明日科技之星评选活动、上海市青少年科技创新大赛、上海市生态小论文评比活动、上海未来工程师大赛等多项重大科技活动中指导学生获得了优异的成绩。

焉砚说:“此次全国创新大赛作品的原型其实是2020年指导学生自制的《立体元素周期表的研究与制作》,但是这3年来,辅助数学建模和3D打印技术,并通过增加二维码,使元素知识与百度百科网站链接,实现学科知识线上和线下相结合的学习模式,使教具、学具功能不断精益求精,能够让更多的师生受益,同时增加学生讲述和表演科学家探究元素化学史的故事,渗透了科学素养和社会责任。”

长年的耕耘,焉砚探索的科技类课程作为上海市stem项目入围第三届stem黄金大奖赛复赛,并已经作为案例出版;参与市级课程开发《基于TI-stem课程的智能水族箱研究》并制作微视频;编写的高中stem课程《超级“色素吸附”饮料瓶的研究与设计-虾蟹壳变废为用》,作为区级教学资源在学校进行实践;《虾蟹壳净化扎染污水装置的应用与检验》市级公开课和上海市第三轮课程领导力“五育并举、技术赋能”跨学科展示课获得好评。指导学生课题多次获得市级奖项。

传承师者精神,润己亦泽人

焉砚先后在青少年活动中心组织的stem项目中担任组长,申请的《基于6E设计型学习模式在高中跨学科教学中的应用》区级课题,与青少年活动中心的青年教师刘雯、陈斐、董君共同完成项目申报,她对所领衔的团队教师倾囊相授,有问必答,助力校内外科学教育后起之秀茁壮成长。刘雯老师在吴淞中学绿色化学社团实践两年,完成市级课题《基于校内外合作的陶stem+教学案例实践研究》的结题。近期,与特级教师李玲共同带教上海市吴淞中学化学教师曹晋源,给新教师分享从教经验和课题研究的心得。

为培育更多科技创新人才与青少年,宝山教育制定《宝山区加强和改进中小学科学教育工作的三年行动计划》。未来,在行动计划的指引下,希望广大宝山区科学教育教师不断在实践中发现和追求真理,打响 “科创绿洲”品牌,打造青少年科学教育生态,培养一批具有“真行”实践、“真知”能力和“真创”精神的未来创新型人才,为宝山加快建设上海科创中心主阵地和“北转型”贡献力量。

通讯员:范英俊

编辑:张睿芃

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