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北京四中物理老师对参加“EurekaFest”的所看、所感

(2011-08-16 16:46:18)
标签:

教育

下一代

波斯顿

创新

发明

发明队

麻省理工学院

分类: 发明队

感谢北京四中的李老师允许我把这篇文章公报在我的博客上跟大众分享。我认为,中国创新教育的改革才刚刚开始,但是要是只依赖学校和体系的改变是远远不够量,也不够快。因此,我认为要培养有创新能力的下一代需要教育者努力的创造大环境和机会给我们的孩子们人人能够成为创新者。我也想要结合我以前从家庭教育的角度写的三篇有关创造力的文章:

创造力(一):未来孩子的竞争力:http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100pnm1.html

创造力(二):男孩危机:http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100nq02.html

创造力(三):玩出来的创造力:http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100pnma.html

 

希望读了这三篇文章,再融合李老师从一个学校和教育者的角度来看创新教育,就能够给校长,教师,和家长们一个比较完整的概念,知道要从哪里下手来培养孩子的创造力。

北京四中物理老师对参加“EurekaFest”的所看、所感

发明队介绍

在我以前很多文章和讲座中,我提过很多有关“软实力”方面的素质对一个人未来成功发展的贡献,但是很难讲出很多具体如何培养这些“软实力”的方法。我个人认为这些都是无法从课堂和课本中“学习”出来的,而是从导师的引导,环境的感染,和生活的体验中而实实在在的锻炼出来的。希望读者能够感受到发明队为孩子制造这样的环境来培养“软实力”。

 

我把今年发明队的去美国参加展示会的过程全部记录在三篇博客上面:

中国发明队波斯顿之旅(一):到达:http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100tabn.html

中国发明队波斯顿之旅(二):EurekaFest 开始了!: http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100taoj.html

中国发明队波斯顿之旅(三):波斯顿科学博物馆的 Heavy Metal设计竞赛: http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100tarj.html

 

发明队的学生需要运用学到的科学、技术、工程学和数学知识去进行发明创造,创新性的解决我们生活中面临的相关问题。在这个过程中,他们需要凭借调查、探究的能力和亲自动手解决问题的精神去完成自己的工作。学习的过程充分发挥了教育在让学生增长知识之外的另外两大功能:培养学生的独立思考、自主学习能力与创新思维、合作精神,运用知识去解决生活中问题的应用功能;培养了学生运用思维和知识去面临当下生活和学习问题的适应功能。下面是以前有关发明队的新闻报道:

http://world.jyb.cn/zwyj/201007/t20100706_372705.html

http://city.sz.net.cn/city/2011-03/21/content_2622095.htm

我去年写的博文:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_608aa6330100j7au.html

深中高老师的博客:

http://blog.sina.com.cn/u/1758123803

 

今年秋天开学以后我们就要经过 MIT 的中国面试官志愿者团队来寻找和召集1-2个新的学校来加入发明队的团队了(因为师徒体制的限制,我们只有能够增加1-2个学校,好好的培养新的教师和队伍)。我们也会同时寻找对创新教育有心的企业来参与和支持。发明队不是一个竞赛,而是经过这个对考试和分数毫无相关的课外活动来慢慢地,长期地,在一个学校里面传递一个发明创新的文化,让每一个人都能把自己当成一个发明者,一个能够解决人类问题的创新者。因为这个活动都是靠我们MIT校友志愿者的热心辅导,企业的赞助和支持,还有对发明充满激情,愿意在额外时间付出自己时间和精力来成就下一代的创新教育的教师和校长们,发明队不适合功利化或没有强大理想主义的学校来参与。但是要是你认为你的学校是一个愿意尝试新的,没有保证或报酬的这种活动,而且有一个全力支持开发发明队的校长,希望校长能够跟我或你们认识的 MIT面试官联络,来考虑和策划在你的学校开动这个师徒体系的发明队课外活动。我们挑选明年学校的条件:

1. 一个愿意为创新教育做大胆冒险,全力支持的校长。

2. 一个愿意为发明队的开发而委身3年的时间,英文程度足够,对数理化或通用技术充满激情的领导教师。

3. 4-6个愿意每个月复出课外时间,对发明有激情,动手能力高,愿意帮助别人的学生。

4. 学校可能要在北京,天津,上海,或广州/深圳附近。这是因为 MIT目前的面试官都是居住在这几个城市。发明队的成功需要 MIT 校友导师的帮助,因为他们对 MIT 的文化和作风有体会和了解。

5. 对第1-2年的领导教师去 MIT 的培训准备的时间和费用(可以通过学校的经费或寻找当地企业的赞助)。

要是你找不到当地的MIT校友或面试官,有心的校长或领导老师可以直接跟我留纸条或微博私信联络。

 

以下是北京四中李老师的报告。希望各位有耐心的读到最后,因为李老师对发明队的总结和创新教育的思考绝对是非常值得教育者的参考:

 

在MIT校友蒋佩蓉女士和林为千先生的介绍和前期努力下,我和高老师有幸于6月16日~6月19日代表四中参加了在MIT举办的“EurekaFest(发明的节日)”的展示活动。4天的活动给我们留下了深刻印象,学到了很多;获得很多乐趣的同时,也有很多思考,下面就将这次活动从“所看、所悟、参与”等四个方面进行总结,希望这个总结能成为这个项目在四中开展的基础。

 

一、所看——我们眼中的“Eureka Fest

1.“EurekaFest”是个什么活动?

“EurekaFest”的含义是“发明的节日”,组委会每年从全美选择科技发明较好的20支左右的“发明队”,将他们的发明在MIT进行集中展示交流。这是由Lemelson—MIT项目支持的一个面向全美的教育项目,旨在鼓励对科学和技术非常有兴趣的高中学生进行发明创造,从1997年至今已经成功举办了14届,今年是这个项目面向国际的第一年,我校和深圳中学是作为这个项目面向国际的第一批国际学校。

EurekaFest的参加队伍,需要在前一年提出申请,申请是网上进行,申请要侧重他们问题的阐述,解决的方案,以及遇到问题怎么去寻求帮助等,如果他们的申请被批准,将会获得1万美元的资金支持。发明需要有详细的记录,在中期需要有中期报告。组委会会根据各个发明队的发明最终确定可以参加EurekaFest的发明队。参加EurekaFest的队伍没有评奖,可以有向大家做介绍的机会。

2. EurekaFest的形式以及内容:

“EurekaFest”于今年6.16~6.19在MIT以及波士顿博物馆举行。活动内容包括有关发明的讲座,学生作品介绍及展示,指导教师培训,Lemelson-MIT获奖者演讲,现场制作比赛等。

具体的日程包括:16日傍晚是由Ellen Dickenson主持的欢迎晚宴,以及学生自愿组队进行构建气球塔的定时比赛;

17日上午大会演讲——发明的介绍;教师培训包括Building cool ideas,可视化交流,3D设计(主要介绍solidworks这个软件);下午是Lemelson-MIT大学生获奖介绍,4个inventeam(发明队)介绍自己的作品;晚上是Lemelson-MIT部分获奖者演讲;

18日上午是教师培训——由David Wallace教授介绍如何进行“发明革新”;下午是由全美的四个指导教师就inventeam的指导和申请进行具体指导;

19日全天是学生组队在波士顿博物馆内进行现场设计比赛——制作一个利用风能提升金属桶的装置,晚上是结束晚宴。

 

二、我感——Eureka Fest”的背后

1.从几个场景看到的训练有素:

右图是学生在构建气球塔时的两张照片,为了将气球塔建造的更高,学生或站在凳子上,或者坐在同学肩膀以增加有效高度;然而给我留下了深刻印象的不是这个动作,而是那个保护同学不掉下来而在后面扶着的那个同学。安全、自我保护已经不自觉的通过他们的行为表达出来了,我想所有的活动,没有了安全,就算再有价值,也没有举办的必要。

下图是在学生展示活动中的一张照片,这个发明队是把一个轮椅进行了改造,在展示的时候,由于部分线路烧了,轮椅不能正常行进,他们在现场进行修理。从他们齐全的工具箱,到他们熟练的用电表找错,绕线,修理,我深深的感觉到他们之前的努力和训练有素。在通过和他们的交谈的过程中得知,他们从轮椅面料的选择到其中的机械装置设计都是他们自己完成的,我想通过这样的方式,学生获得的可能不仅仅超越书本且实用的知识,更有通过思考、解决问题获得的训练以及动手能力。

2.创新其实无处不在:——消费者创造者

下图是其中一个发明队在介绍自己的作品——一个自动上船装置,目的是保护人们避免掉进河里或者湖里。看起来是一个很简单的装置,这个发明让我们学生做也能做。但是通过这样的项目,就会让学生关注生活,关注身边的问题,并想办法解决,从而让学生觉得发明创造其实并不遥远,只要勇于思考,大胆设计每个人都可以有所发明,毕竟再大的发明也是人做出来的。这种方式不就可以把学生从一个“消费者”有效的转变为一个“创造者”吗?我想真正的创新在于会发现真问题,并有意识的想法设法、千方百计的去解决问题。

下图是在波士顿博物馆比赛当天的几个设计:

为了提升金属桶,有的队设计成了风扇,有的设计了立式风车,有的就是个通过小车的运动直接拉升金属桶等等,一个简单的任务,有7中完全不同的设计。看到这么多设计,一方面我不由得为这些学生的创意而惊叹,另一方面又为我们自己的学生缺少这样的机会而惋惜。确实,孩子的创造力是无穷的,他们的想法其实很丰富。我想创造力的基础首先是要有机会去创造!如果没有具体的创意活动,我想培养创造力就是一句空话!毕竟任何一项能力的培养都是在具体的事情中逐渐培养起来的。Leigh在和我交谈的时候给我表达了他的一个观点:如果所有的队伍设计都是一样的,这个比赛就是没有意义的。这让我想到我们的“标准答案”。确实差别很大!也许“标准答案”本身就抑制了创造本身!

3.用兴趣引领发展:———兴趣,激情,努力,毅力,成就

如果一个学生在一年或者半年的时间里每天在课外花2~3小时在工作间做自己的发明,最终并把自己的发明呈现出来,我在想这是一个什么样的学生?我想没有兴趣,不会有这么持久的动力,不会付出这么长久的努力,毕竟不时的失败、挫折是发明队的每一个成员都要面对的。在发明队的背后,有对一个学生持久兴趣的考验,有对他面对挫折的考察,有对他是否努力的真正检验,有对他毅力的真正考验!

4.活动中学习:————理解,交流,合作,赞美

在展示的时候,我问轮椅发明队的同学,我问他买这个轮椅多少钱?他说是一个轮椅公司送的!我继续追问,你们做了什么让这个公司送轮椅给你们?他说我们把我们的设计很全面的向他们做了介绍,尽我们最大努力说服他们,最终他们同意了——我想这也许是交流的意义所在。Mark是全美的指导教师之一,他也告诉我,为了他的发明队做太阳能汽车,他也到处去“求”。我想这个过程也是让学生认识社会,与别人进行真实沟通的过程,也是正是有了这样的过程,学生才会真正理解他们项目的价值和成果的来之不易。

 

在学生进行设计比赛的时候,所有人都积极发表自己的想法,然后大家进行讨论、讨论可能性,最终形成统一的意见,进一步再制作完成;如果需要改动,他们总会问同伴一句“你同意吗?”我想真正的合作,是建立在尊重、妥协的基础上。

  美国老师和同学都特别会赞美自己的同伴,他们的夸奖不是简单的说你很棒,他们赞美的很具体,让你信服,让你真相信自己是那么棒!于是信心倍增,更加努力,更有激情!在我们培养一个学生的创造力的时候,我想更多的时候应该是想着如何去发现,如何去保护,其实只要我们不打压,学生应该都很有创造性!

5.重过程重体验:————真正的体验才能获得能力的提升

在和学生以及相关老师交流的过程中,我问他们,通过这个活动获得的最重要的东西是什么?他们不约而同的说了一个词“experience”,翻译成经历应该很正确,可是我想也许翻译成“体验”应该更好!经历只是表明参与过,仅是履历上多了一笔,而体验应该是用心去经历,我想这种用心琢磨才是能力提升的途径!正是用心去发现问题,然后用心去思考,无论结论是否正确,其实无所谓,这样的过程本身就是一种能力提升的方式。在这个过程中,他们体验了获得成功的不易,也许对于自己的发明会更加珍惜并更加努力,看到别人的发明也许更会发出由衷的赞美;通过体验讨论的激烈,也学让他们更加认同最后意见的重要,于是更好的遵守和服从……..我想这些过程性的东西也许是一个人成长所最需要的!因为这些会伴随着他们解决遇到所有问题,并走过一生。为孩子的一生负责,一个人一生最需要的是什么?如果是获得幸福的感觉,那么沟通、交流、合作、帮助别人、内心丰富等这些才是有效的方式,而在过程中的这种体验不就是为孩子一生在负责吗?

6.一个好的inventeam成员需要的素养:

通过这几天和学生老师的接触,我觉得一个好的发明队成员会具有:

(1).生活经验——能留心观察,会思考

一个没有生活经验,不了解周围生活的学生很难提出有价值的问题,因为他根本就不知道在他的周围什么需要改变?哪里还可以更好?

但是这个是可以慢慢培养的,James给我了很多建议,就如何指导学生发现问题、如何关注生活提出了很多具体的做法,例如把一周内学生遇到的各种问题记录在本上,从自行车爆胎到天气炎热等,他说获得一个有价值的问题就是找到很多问题,然后再把问题汇总,分类,老的可能太难不好解决,新的问题有可能解决等等。我想这个过程不就是让学生学会观察,进一步思考的过程吗?

(2)要有改变的意识——发现了问题,有解决的冲动,能从一个消费者变成一个创造者;

 发明的目的是为了改善人们的生活。现在的社会已经因科技进步而有了很大的改善,但是随着科技的进一步发展,人们更多的变成了消费者,更多的依赖仪器。而一个好的inventeam成员就是要从一个消费者变成一个创造者,发现了问题,就要有解决的冲动,并能想方设法、千方百计的琢磨着去解决,我想这才是一个发明家应该具备的素养!

(3)能付出努力,积极学习——解决问题的能力

一个好的发明要有知识和技术的支撑,做好一个发明需要付出时间和精力。从轮椅的面料选择到机械装置设计,每一个项都需要学习了解,没有一个快速的学习能力,是不可能做好的。

 (4)要有坚强的品格——能坚持、会交流、能合作、会赞美、身体健康、心灵丰富

(见上面)

 

三、对我教学理念的影响:

(1)做中学,玩中学,用问题(任务)带动的学习;

此次培训,做中学(learning by doing)、玩中学给我留下了深刻印象。无论是在波士顿博物馆还是在后面的培训,做中学已经成为美国教学的一种很重要而有效的方式。在波士顿博物馆,有一个儿童乐园,里面有有关杠杆的内容,从基本跷跷板到拉动上百公斤的重物,这中间充满的趣味、思考,有收获更好,没有也没有关系,毕竟获得了体验!

   速度是高中涉猎的第一个重要概念,那么4m/s到底多快?在博物馆中,通过欢声笑语的追逐就会体验到!

计算机的编程也可以通过玩来体验,非洲白蚁可以把自己的蚁穴建立的很高,那么如何通过计算机编程来实现模拟?给你一个棋盘,一个骰子,几个小立方体,几句简单的命令,你不妨试试?

复杂系统是如何工作的?也许刚开始我们无法回答,可是如果30个人,大家一起,每个人默默确定两个人作为自己的同伴,并一致保证自己在两位同伴连线的中点上,想想看当所有人都动起来会是一个什么场景?这就是复杂系统!

玩中学其实是很放松的心态在进行思考,也许这样的方式更容易激发灵感!这也许是真正的探究。

(2)老师要有激情,要让学生真正动手,保持思考,不要挡住孩子的阳光;

Avi是给我们进行物理讲座的老师,他的热情给我留下了深刻印象。他说自己的智商有140,他的父亲有180,他说他的每一句话在之前已经进行认真的思考,所以从来不在说话的过程中“哼,啊”等,我特别关注了一下,确实是!他会寻找各种机会向我们展示他的物理,从和他交谈中,你就会发现物理确实很有意思。Elly-may是在培训中和我交流最多的一个老师,她在波士顿的一个中学教物理以及机器人,通过和她的交流,你就会感觉到其实机器人也很好,在我们即将离开的时候,她还恋恋不舍的给我讲机器人比赛的情况。通过和这些老师的交流,我深深的体会到一个老师的激情对别人的感染!也许一个老师更多的应该是用自己对学科的爱去感染学生,让学生体会到学科的美!

我问Avi,你觉得教物理最重要的是什么?他说两个方面,一个是动手能力,另一个保持思考!我觉得国内的物理教育虽然也有实验,可是动手能力培养最终还是落脚在记忆的基础上!科学课除了培养学生尊重事实以外最重要的是要培养学生的思维,没有思考,何来思维,确实真正的思考太少,而知识性的记忆太多了!真正的创新不在于知识到底有多少,而是你思维究竟能走多远!学习什么并不重要,重要的是方法以及思维的训练!

(3)谈谈“Experience

  物理实验在物理教学中有着不可替代的作用,四中更是重视实验的。以往我比较关注实验的趣味性以发学生好奇,关注实验的验证性让学生尊重事实,MIT之后,我越来越觉得实验更多的应该是真体验,通过真问题,引发思考,然后通过真实验去让学生获得真实的感受,这样才是真正的探究,所以我认为探究应该建立在真实体验的基础上!

 

四、如何在四中开展这个项目?

1.不是比赛,不选拔学生——去功利化、关注过程的重要性

  四中作为首批参加这个项目的中国学校,如何把这个项目做好是我和高老师这些天一直思考的问题。Leigh作为这个项目负责人之一,她多次向我们传达这不是一个比赛,没有什么获奖,最多是去MIT参加Eureka Fest的展示活动。这个项目的目的就是给真正醉心于科学和技术的同学提供机会,让他们有资金去解决自己生活中的实际问题,通过实际的技术改善人们的生活!如果想通过这个项目获得进入MIT的机会或者获得什么奖项都将是不可能的,因为这个项目和MIT的录取没有直接关系。她同时也强调不要选拔学生,毕竟兴趣不是通过选拔而获得的,可以通过长时间的观察和实际活动来判断一个学生有没有长久的动力。这个活动主要是通过学生参与到这个过程中,通过过程去培养交流、合作、发现问题、想法解决等能力,而不是通过最终的发明来评价这个团队,是一个真正的提升学生能力的好活动。

2.发展很完备——学校、企业和家长

  这个项目是一个发展很完备的项目,考虑到学生知识和技术支持的有限,指导者分为三个部分,分别由学校老师、企业指导者以及家长共同组成,各方的责任是非常具体的,从而保证学生的发明可以有效的实现。咱们学校的企业指导者可以由微软的林为千来担任,他有广泛的企业界的联系;当然基于咱们学校和中科院以及各个大学的联系,再结合学生的创意寻找相关的企业指导应该不会有太大的问题。

2010-7-6

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