申城小囡越来越爱科学 科学“牛娃”养成秘籍:敢问、敢想、敢等
图说:学生在体验和交流心得 新民晚报记者 陶磊 摄
今天迎来“六一”国际儿童节。现在的申城小囡热爱什么?科学成为孩子们的“心头好”,科学的魅力让他们不断迸发出好奇心,引导他们探索世界的奇妙。近年来,上海中小学生科创项目的参与率持续增高,在刚结束没多久的第38届上海市青少年科技创新大赛上,总体申报数比上一届增加上千项。
热爱科学的孩子越来越多,科学“牛娃”也在不断涌现。记者从这些科学“牛娃”的科创成长经历中发现,尽管他们的科创之路各不相同,但“科学大脑”的养成却大抵相似——敢问、敢想、敢等。
敢问 始终保持科学的好奇心
在日前举行的第38届上海市青少年科技创新大赛上,长宁区愚一小学向红分校四年级学生吴忧从中国工程院院士、上海市科学技术协会主席陈赛娟的手中接过了大赛最高奖项——上海市科学技术协会主席奖。这已经是吴忧第二次夺得该项大奖。谈及自己的科创经历,吴忧说,自己就是一个“为什么小孩”,“书看得越多,我脑中的‘为什么’就从一个为什么分裂成了更多的为什么。”
渐渐地,她从不断问“为什么”,变成解决“为什么”。在她7岁生日的时候,她收到了爸爸送的生日礼物——蚂蚁工坊。在观察中,她就不停思考:“为什么不同巢的蚂蚁不能和平共处?”于是,她试着帮助蚂蚁“化敌为友”,但却遭遇了多次失败。最终在十几个失败方案和多次请教专家后,她终于完成了《化敌为友——日本弓背蚁的敌对行为观察和分析》项目,获得了第36届青少年科技创新大赛创新成果一等奖,以及科协主席奖的荣誉。“这次经历给了我激励和勇气,让我见识到原来还有那么多和我一样热爱科学、喜欢研究的同龄人。于是我继续用好奇心打量这个世界。”她说。
吴忧的外婆家在崇明岛。每到果树结果时,果子常被鸟儿们偷吃。“怎么才能留住果实?是不是要把鸟儿隔离开来?”然而,在设计实验方案时她发现:喜欢偷吃的鸟儿是巢筑在人类房屋附近的喜鹊和珠颈斑鸠。“它们如此依赖人类生活,而我的实验计划却想着如何把它们和人类隔绝开来。”经过一番思考,吴忧推翻了原定的实验方案,决定和鸟儿们一起分享果实,在崇明岛生态保护区实现“人鸟共存”。
今年,她又将好奇心放在生活中随处可见的食物上。她从迷迭香中提取浸提液,研究它是否会给香蕉、苹果、蓝莓等常见水果起到保鲜作用。反复地提取、喷洒、观察,不停地失败,但并没有让她气馁。最终因为这个课题拿下了第38届青少年科技创新大赛创新成果一等奖。
“回看进入小学以来体验探究的这些创新项目,或许它们和真正的科学发明还有很大的距离,却让我从中学习到很多新颖有趣的科学知识和研究方法。”吴忧说,她只是许多好奇孩子中的一个,她获得的成果要归功于爸爸妈妈们从没对她稀奇古怪的“为什么”大惊小怪,还有学校和少科站对她用科学手段解决“为什么”的鼓励,“最重要的是,在创新探究过程中遇到挫折时,我没有想过放弃,用自己的一颗平常心去对待,用一颗恒心去打开科技创新的大门。”
敢想 生活中的科创更易起步
旋转、抬腿、点冰、起跳、落冰,一气呵成,这一花样滑冰中难度较大的后外起跳如何能更稳更优雅,有没有办法“测出来”?上海市铁岭中学范米拉热爱花样滑冰,运动过程中遇到的“技术问题”在花滑少女心里转化成了一个科学问题。“因为喜欢滑冰,在练习转跳时就想,要做一个装置帮助滑冰初学者正确学习后外点冰跳,减少不规范的练习给初学者带来的受伤,”范米拉的想法得到了老师们的支持。她翻阅文献,查看专业视频,研究现状,于是就有了《冰上的力和美》课题。
图说:《冰上的力和美》课题 采访对象供图(下同)
周末训练结束之后就是“实验时间”,范米拉在腿上绑上加速度传感器,就摆腿幅度的不同,起跳力度的不同,测量记录后外点冰跳的数据,再用视频分析抬腿角度、飞跃高度和飞行距离。这些数据令她发现抬腿角度大时,点冰的加速度大,起跳的加速度大,点冰旋转脚踝、起跳时膝盖用力情况决定跳跃的协调性、连贯性和美感。
从生活里萌生的好奇问题,变成科学探究小课题,再通过学习、实验寻找答案,这已经是范米拉生活的一部分。“隔夜茶能不能喝”“食物卡路里对人的影响”“冷水结冰快,还是热水结冰快”从六年级开始,范米拉就在学校的科创课程里通过一个个身边的话题,走进科学探究的天地。在老师的带领下,学习检索文献、开展实验,再把实验发现的结果制作PPT进行展示。“范米拉从爱好出发,能细心观察和发现问题,更重要的是用行动去尝试解决。她愿意付出、能坚持反复重复枯燥实验操作,遇到困难努力寻找解决方法,是个静得下心、有毅力的孩子。”铁岭中学科技辅导员叶又佳说。
图说:铁岭中学范米拉从兴趣中找到科创命题
初中这几年,在兴趣和成就感的驱动下,范米拉几乎不错过每一次科创活动,除了科学素养和科创能力的提升,这个曾经害羞胆怯的女孩,在一次次答辩中展现从容自信,也取得了诸多荣誉——她获评2021年度上海市青少年科学研究院优秀小研究员,研究成果获第36届上海市青少年科技创新大赛等。
敢等 科学探究不是一蹴而就
夏天来了,许多马路上,上海主要的行道树悬铃木变得郁郁葱葱,遮住烈日的直射,给人带来荫凉,然而,行色匆匆的人们肯定没想到,悬铃木的叶子居然也可以成为科学研究的对象。今天刚获得上海科学院小院士称号的上海市民办宏星小学五年级学生杜若菲将悬铃木落叶漂白后碾磨成粉,制作成了透明隔热的环保薄膜。这样的研究源于她2018年一场去新疆的家庭旅行:她在野外发现杨树下格外凉快,生出了探究树叶隔热功能的念头。
从提出问题到不断研究,杜若菲的树叶项目陆陆续续坚持了5年。“我发现了在新疆杨树下格外凉快的现象后,又思考了许多,隔年才利用浴霸灯证明了多种树叶具有很强的红外线阻隔能力。又过了一年,我发现广泛分布的悬铃木树叶也具有较强的红外反射能力,通过研磨、分散制备细粉(落叶回收再利用)并与树脂复合即可制备成高性能的柔性红外反射隔热薄膜;今年,我又发现用家用84消毒液可以对悬铃木落叶叶片进行漂白,使得隔热薄膜同时反射红外和可见光,起到更好的隔热效果。”
图说:杜若菲将悬铃木落叶漂白制作成隔热薄膜
也有科创比赛的评委曾问若菲:为什么要连续多年做同一个项目?若菲回答,研究从来不是一蹴而就的。“科学研究很有趣,但也要经历寂寞。因此,在研究过程中,学会等待很重要。”这也是同样身为科研人员的杜爸爸身体力行给若菲传输的科学信念。
在杜爸爸看来,孩子的科学素养培养同样需要一颗会等待的平常心。在教师家庭出生的若菲从小就是一个充满好奇心的小孩。她一个多月就被抱着参加过物理系活动,也被爸爸带着“偷听”过很多讲座和研究生答辩。小时候的她最喜欢的就是搬个小板凳,坐在爸爸身后听《普通物理》的备课。识字后,她更是翻遍了家里和爸爸办公室里的所有几百册书籍,杜爸爸也时常会在餐桌上给她科普各学科有意思的论文发现。耳濡目染下,她的小脑袋里装满了似懂非懂的科学名词与知识。
“她总能从司空见惯里发现一些成人都没留意到的事。”杜爸爸说,尽管一开始若菲并不太能理解科学的原理,但她很享受思考和讨论科学的过程。家中安装了新的宜家书柜,她就发现橱门玻璃的两面上水渍留存的形态和时间都不相同;跟着爸妈去新疆旅行,她发现了杨树下格外凉快,也探究过沙堆的表面形貌形成。他说,“无论是三年磨一个项目,还是从小细水长流的科学知识普及,都需要静等花开。”
新民晚报记者 马丹 易蓉
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