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从开发 VR 游戏到脑机交互,人大附中的孩子在如何体验『研究性学习』?

作者:卢楠 发布时间:

从开发 VR 游戏到脑机交互,人大附中的孩子在如何体验『研究性学习』?

作者:卢楠 发布时间:

摘要:经过十余年的探索和改革,人大附中的课程模式已渐趋成熟。

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《脑机交互技术在电子游戏领域的应用》课题汇报(图:人大附中)

芥末堆 卢楠 7 月 4 日报道

6 月 20 日下午,人大附中的礼堂里,一位高二学生正站在台上讲解“脑机交互”技术。

这是人大附中的“2017 研究性学习汇报颁奖典礼”。研究性学习(简称“研学”),是人大附中从 2001 年起开设的一门必修课。高二学生用一年时间,在导师指导下,自主研究一个课题并形成论文。除前面提到的《脑机交互技术在电子游戏领域的应用》,这次颁奖礼上汇报的课题还有:

  • 《甲基茉莉酸调节茅膏菜叶片运动》

  • 《基于 LAMOST 望远镜数据的一维光谱统计处理程序设计》

  • 《人脑构造随机的趋向》

  • 《青少年网络游戏行为偏好研究》

  • 《咖啡因成瘾与戒断对小鼠及其子代成瘾与戒断的影响》

  • 《学习能力、自我效能感对学习拖延的影响——心理韧性的中介作用》

  • 《基于多光谱信息融合的智能环境电磁辐射强度成像系统》

  • 《iLLUSION:一款虚拟现实类密室逃脱游戏开发》

从题目看,学生们的研究课题涉及生物学、物理学、心理学、社会学等学科,知识范围远超高中课本。

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颁奖典礼现场(图:人大附中)

经历了十余年的探索和改革,人大附中已形成较为成熟的研学课程模式。那么,高中的研究性学习应如何开展?芥末堆采访了人大附中研学组的老师们,请他们分享了开设研学课程的方法和经验。

从班级授课到按领域选题跑班

2001 年,教育部印发《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》的通知。同年,人大附中开设研学必修课,希望学生们通过经历较为完整的课题研究过程,“培养自主选题、独立思考、合作探究、交流表达等能力,并形成严谨、求实、创新的科学态度。”

最初,研学课程以班级授课为主要模式,一个老师面对一个行政班,同时还兼任其他课程的教学任务。“经常会排班主任,班主任就觉得自己工作量很大。”研学组教研组长臧春梅表示,面对学生们方方面面的课题,一位老师不仅精力上照顾不到,对不同学科的指导也达不到应有的深度。

2012 年 9 月,针对上述问题,人大附中开始进行改革,打破行政班,学生们按照研究领域划分,实行跑班制。将原来的教师班级负责制改为专业研究室负责制,从课程实施到课题结题全部按研究领域实行过程管理。目前,人大附中已形成 16 个大学科的 36 个研究领域,每个领域有 1-2 位相关学科的指导老师。

通常,学生们的研究领域由自己选择。9 月份开学时,高二的学生会收到课程介绍,各个领域的老师都会给出一份关于自己领域的专业介绍。第一周,每个领域的老师都会在大会上宣讲,学生选择感兴趣的领域报名。有些对学生基础要求比较高的领域,会组织面试,对学生进行反向选择。市场营销领域的指导老师代旭以要求严格著称。他指导的领域和社会学、商学有关,学生觉得有趣,很多人都来选,他会故意把课程要求说得比较“恐怖”,“我会吓跑很多人的。”

据介绍,高二上学期,学生们学习研究领域相关的基础知识,了解做研究的过程和基本方法。到 12 月份基本形成想研究的课题,开始实验设计等。课题研究多数以小组形式展开,少数为个人。一个领域大概 2-5 个小组,每组 3-5 人,老师和学生之间的交流可以非常密切。“在选题汇报之前,每个小组都至少要和老师反复讨论 3、4 次。”传媒与社会领域的指导老师王思泓说。

下学期,学生们将大量时间投入具体课题的研究中。每周两课时,除了接受选题、查文献、论文写作、汇报等环节的阶段性指导,还要做实验和进行小组讨论。这个阶段,以学生的自主研究为主,老师们至少每个星期会把握一下各个项目的进展。

为了加强对学生研究过程的管理,学校印制了《研究性学习过程记录手册》,包含本领域的研究综述、研究方案设计、研究过程记录等内容,让学生逐步养成随时记录原始研究过程的习惯。开题报告、文献综述、研究性学习过程记录手册是所有学生都必须提交的作业,此外还要进行中期汇报。

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   研究性学习网络交流平台和过程记录手册

老师需要承担监督职责。“有些学生确实会做了一半,他自己做得很困难,但未必会主动联系老师。有些研究都偏了,就得给他扳回来。”王老师说,“我们的要求是一定要照顾到每一个学生,不放弃任何一个人,帮助每个学生都体验到科研的过程。”

4、5 月份开始结题,学生们将研究成果整理成论文,参与领域内答辩和全年级展板展示。学校会外请专家听学生汇报并点评论文。代老师表示,最终形成的论文,“至少从我的领域来看,平均可以达到本科毕业的水平;部分优秀的可以达到硕士水平。”

清华大学学位办公室主任、国家 973 青年科学专题项目首席科学家陈巍教授在点评学生报告时表示:“听完同学们来自生物学、天文学、心理学的报告,我对同学们能在青少年时期做出这样出色的成果感到震撼和欣喜,从中看到了同学们接受知识与创造知识的能力,特别是在未知世界中探索人类文明尚未企及的地方。同学们不仅发现新知识,也找到了新的方法论。”

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颁奖典礼上,学生在展示他们开发的 VR 游戏(图:人大附中)

师资:核心团队+流动教师

在师资上,为满足 30 多个领域的学生的学习需求,研学课程至少需要 60-80 位指导老师。

为此,人大附中招聘了一批专职老师,作为研究性学习课程的管理者。“(专职老师)一般都是名校的硕士或博士毕业,在自己的专业领域里研究做得很突出,对指导研究性学习也感兴趣。”臧老师介绍,目前专职老师形成了一个 6 人的核心团队,负责备课管理、研究过程管理、学生评价管理等工作。

在几位专职老师的带领下,学校鼓励各学科老师加入进来,尤其是年轻老师。“原则上,每个新进入人大附中的老师,只要是硕士以上学历,都要从带研究性学习开始。”臧老师表示,很多刚毕业的老师还会带学生去自己读研究生的大学实验室做课题。每一年,随着不同老师的加入和离开,领域教师的名单都会有所调整。但这种“核心团队+流动教师”的模式,基本保证了研学所需师资。

与其他课程相比,研究性学习会耗费老师们更多的精力。

“通常带完研究性学习的老师都有体会,这门课教下来,比其他课要投入更多精力,课后也要付出很多时间。至少是平时课时量的两倍以上。”臧老师说。比如有的学生做生物领域的研究,实验样本需要长期培养和观察,每天都要进实验室。“学校要求学生不能独自进实验室。所以只要学生有做实验的需求,老师就得跟着。有的老师周末还会过来指导学生或者开实验室。”

生物老师苏昊然,去年刚来到人大附中,第一次带研学课程,指导“生物教材拓展实验研究”领域。这一年下来,有几件事让他“没想到”:

“第一个,我没想到一个中学能发展到这样的程度,与生物学相关的就有 3 个高端实验室,各方面投入力度都非常大。第二个,没想到现在的高中学生思维能如此发散,包括选题的灵活程度。第三,没想到这一年要在这件事上投入这么大的精力。”由于生物学科的特殊性,实验材料会涉及到活物,一天的实验都不能漏下。“实验要给药,可能寒假一个月的时间,就没有假期,每天晚上 6 点都要过来给药。”

苏老师很纠结,下一年还要不要继续把动物实验拿出来给学生,“因为我知道只要拿出来,他们一定会感兴趣。但是这就意味着,明年我还要像今年这样走一圈。”

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人大附中实验楼 409 ,研学组的老师围坐在桌前,开上一学年的总结会(芥末堆/摄)  

新课改带来的未知之数

“这门课程跟常规的考试课程很不一样,”能源领域的指导老师潘燕表示,“因为没有考试分数的压力,学生就可以研究自己感兴趣的东西,团队合作、研究方法、表达能力……都可以在实践中提升。也有助于中学和大学的衔接。”

人大附中校长翟小宁在谈到研学课程的意义时,也表示:“研究性学习通过自主探索、亲身体验、专项研究、合作学习,提升了同学们搜集、分析、利用信息的能力,激活了各学科的知识储备,在综合运用中提高各科知识价值,培养了同学们的科学态度和科学素养。”

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人大附中校长翟小宁

研学课程是否会占用学生过多的时间?老师们表示,学生主要使用的还是课内时间,每周两课时可以满足对学生培养的基本要求。只有少数像生物这样的研究领域,需要课下大量时间做实验。“高二学生是有自主性的,他在选的时候就知道生物是要做实验的,选其他领域可能就少投入一些时间。”王老师说。

“学生的潜力很强,很有活力。”老师们介绍,有的学生,既当班干部,又要参加各种社团活动,还要做科研、弄竞赛。“我有一个学生真的是,一边拍电影,一边去科研院所做研究。”王老师感叹。“也有少数学生只想埋头学习,那他至少会完成必修课的内容,但多的他可能就不会去做了。”臧老师说,“但大部分学生还是自发地投入,选实验性质领域的学生常常会超越我们能承载的人数,还要淘汰一部分。”

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《人脑构造随机的趋向》课题汇报(图:人大附中)

尽管已有十余年的经验积累,人大附中的研学课程仍面临着一些挑战,即将到来的高中新课改就是其中之一。

老师们担心的首要问题,是能否保证现有的研学“课时”。“新课改即将来临,很多科目都会安排在高二进行学业水平考试,如何和各考试科目协调好,充分保障学生做研究的时间是我们面临的课题。”臧老师表示。

另一方面,课改后,老师们的工作量可能会加大,“研学教研组应该研究在新的课程标准指导下如何合理配置研究性学习课程,在落实学生核心素养的培养的同时又保护好教师的工作积极性。”

从另一个角度看,新课改和大学招生政策变化的方向,本身也是对研学课程的一种肯定。

“在学校看来,我们已经走在前头了,”臧老师说,“比如我们采用的跨领域跑班,尊重学生个性选择,就相当于是改革后的样子。”除此以外,研学组还能在课改中起到更多的作用,“比如我们还在研究更细致的评价标准,真的是要细致到学生的每一个行为,既是我们自己要用,也是在为学校做项目式学习的量规。”王老师表示。

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