能孵化“小小发明家”的科技老师如何养成？宝山这两位老师不简单！
能够激发孩子对科学的兴趣、培养探究技能、孵化“小小发明家”，这样的科学教育教师如何养成？
近日，第37届全国青少年科技创新大赛在武汉落下帷幕。
在此次大赛的科技辅导员科教创新成果竞赛作品版块，上海市行知实验中学老师陈岭荣获一等奖，上海市吴淞中学老师焉砚荣获二等奖。
自制教具、学具、玩具，编写steam、研究性课程，这两位专注科学教育的老师，用他们的热情和投入点燃了孩子们的科创梦想！
陈岭：对于孩子们，“做过了，才理解了”
跨学科只是“魔术表演”？
2010年起，陈岭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。
“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。”陈岭说，“有一个非常意思的说法‘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’，这就要求老师引导孩子由兴趣转化为动手，在实践中形成科学的思考方法，培养探究的技能。”
如何让孩子们真正动起来，手脑并用？
陈岭决定以自制教具、学具、玩具为突破口，让学生由兴趣到模仿，再到思考探究，甚至创新创造。
教具设计如何推陈出新？
2013年，陈岭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，这是他的第一个全国性奖励，他因此备受鼓舞。
2014年，他如法炮制，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。陈岭坦言，“结果市赛时评委同济大学物理学教授吴於人对我很失望，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。”
赛后，他积极参加吴教授在上海科技馆“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（商业数学软件），能力得到了很大提升。
经过几年的积累，陈岭设计的不少教具、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，两次代表上海参展中国国际教育装备(上海)博览会。
如何探究真实问题？
在陈岭看来，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，但陈岭觉得很有趣，于是制作了相关教具并开设了专题研究性课程。
他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，再通过视频分析软件得出定量的结果和规律。
还有一次，有名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，但是这名学生实验下来，发现传感器测同一点的不同姿态时，会产生不同的结果。
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，陈岭制作了一个由三片霍尔元件互相垂直放置的学具，可以通过同时测量三个方向的磁感强度分量，求出某点磁场的总体大小和方向。
这名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。
如何更多辐射引领？
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、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，相关应用已经在安卓苹果市场上架，并获得了软件著作权。陈岭透露，下一步，将打造更开放的ar系统，届时教师们可以任意关联图片和视频，形成自己定制的ar课程。
2018年、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。
他曾受邀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，陈岭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。
焉砚：托起孩子的科创梦
焉砚在此次全国创新大赛中获奖的作品原型其实是她2020年指导学生自制的“立体元素周期表的研究与制作”教具。
三年来，这个教具通过运用数学建模、3d打印等技术逐步升级，增加了二维码，使元素知识与百度百科网站链接，实现学科知识线上线下相结合的学习模式，同时，还增加了学生讲述、表演科学家探究元素化学史的故事。
小小一个道具中，渗透了满满的科学素养。
焉砚指导科技活动十余年，她不断激发学生的创新意识，启发学生思维，发挥学生特长，使很多学生爱上科学研究。
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。”
“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。”上海市青少年科技创新大赛二等奖获得者付栩瑶同学说，“记得在完成微塑料对斑马鱼生长影响研究的期间，无数次往返实验室，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。”
十多年来，焉砚创设了蕴含steam理念的绿色化学研究课程、基于实际问题的跨学科特色课程，教学中运用“新道尔顿制”和项目式学习法，托起孩子的科创梦。
她担任吴淞中学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。
据了解，为培育更多科技创新人才与青少年，宝山教育制定了《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，宝山为打响“科创绿洲”品牌，打造青少年科学教育生态，将让更多科学教育老师成长起来，培养未来创新型人才。
照片由受访者提供
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上观号作者：第一教育