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站在巨人肩膀上创新

发布时间:2021-07-20 08:49:26 浏览数:

1874年,上海外滩。在晚清重臣李鸿章支持下,化学家徐寿、数学家华蘅芳与英国驻上海总领事麦华陀、学者傅兰雅等人创办了一所新式学堂,命名为“格致书院”。

其时,西风东渐,枪炮挟裹着制度与思想一起袭来,令中国社会风云激荡,呈现千古未有之大变局。在此背景下,教育由传统的伦理政治转向科学技术,已成历史必然。

作为最早睁眼看世界的知识分子之一,李鸿章对这所学校寄予厚望,他带头捐银1087两,并亲自题写校匾。他和学校的创办者们都希望培养出中国自己的科技人才,“有益于时,有用于世”。

“格致”,取自《礼记·大学》“格物、致知、诚意、正心、修身、治国、平天下”。一方面,它体现了中国知识分子治学处世的抱负;另一方面,当时尚无“科学”一词,人们以“格致学”泛指物理、化学等自然科学。两相结合,表明学校走的是一条渐进吸收、西为中用的崭新道路。

创建之初,格致书院就形成了以西学为主、旁及时事洋务的新型课程体系,除英语外,设矿物、电务、测绘、工程、汽机、制造“六学”。他们聘请外籍教师及归国留学生,采用新式教学方法,大量购置科学仪器,广泛实行实验教学,在许多领域开启风气之先。

百余年来,格致逐渐形成“爱国、科学、开放”的办学传统。它在历史上达到的高度,至今仍需仰视。那些弥足珍贵的历史经验,为后人带来丰富的启迪。

确如上海市格致中学校长张志敏所说:“我们今天办学,不是在废墟上重建,而是站在巨人肩膀上创新。在传承中创新,在创新中发展,是今日格致办学的基本思路。”

他提出,要以“民族灵魂、科学精神、国际视野”作为学校精神,培养新时代所需的新人才。

“第一,学生在动手;第二,学生自己在动手”

学校的主要创办者之一徐寿,是中国近代科学技术的启蒙者和先驱者。他不仅翻译了《汽机发轫》、《化学鉴原》等一批西方科技著作,更精于自制器具,被誉为“天下第一巧匠”。他曾研制成功我国第一台蒸汽机模型、第一艘自制轮船“黄鹄号”。

这个重视前沿科技、重视动手实践的传统,一直延续到今天。许多从格致毕业的学生,身上都打着“理科见长”,尤其是“物理出色”的烙印。

目前,高中生普遍反映物理很难。如何让学生喜欢物理呢?格致中学物理教研组负责人、特级教师方梦非说:“对于国家课程,我们不是照本宣科,而是根据学情加以改造,从2004年到现在,就改造了4次。即便是高考不考的内容,比如远距离输电、交流电在格致也是要学的,目的是把教学内容与学生的生活结合起来。”

在格致,看不到从外面购买的现成的习题册,学生所做的每一道习题,都经过老师们的精心设计。作业分为三个层次,“雏鹰学飞”、“蓝天展翅”、“自由翱翔”,由学生自行掌握,学有余力的学生可以冲击更高层次的题目。

然而,“做题不是真正的物理”。格致学生的“物理出色”,更多地表现为动手实践。

“美国作家马尔科姆·格拉德威尔所写的《非同凡响》,认为创造力生成需要7个要素,第一个就是‘没有压力’。这与我们不谋而合。”方梦非说,“让学生动手,不是让他们去搞‘高精尖’,去造原子弹,我们不给学生压力,鼓励他们‘玩物理’。”

2005年是世界物理年,美国的物理学家们在《物理学世界》上评出了“历史上最美丽的10个科学实验”。这些经典之作都是用最简单的仪器设备,发现了最根本、最单纯的科学概念。

“从2000多年前埃拉托色尼测量地球圆周长,到牛顿用棱镜分解太阳光,这些实验都与高中物理有关系,并不是那么高深莫测。我们在拓展课上讲给学生听,让他们体会物理的美,体会大师们是如何抓住了‘最美丽’的科学灵魂。”

在格致中学,每个学生在高一、高二都要各完成一项研究,研究对象根据自己的兴趣,自由选择。很多学生从身边简单有趣的物理现象开始,走上自己的探究之路。

比如,有一个学生研究“泡泡”,他从清水开始,实验了几十种液体,包括橘子水、各种不同浓度的肥皂水等。最后,他写出了自己的实验报告,对于不同液体能否形成泡泡、泡泡有何特点、持续时间等进行了论证。

还有个学生对彩灯感兴趣,他观察了很多类型的彩灯,对它们的闪烁方式、电路控制原理进行研究,写出了自己的论文。

2004年,学校的教学大楼刚刚落成,有几个学生发现球类馆的楼顶是斜的,就提出:能不能在楼顶上利用太阳能?他们进行了数据上的考证,做了一个模型,拿出了自己的方案。虽然这个方案还显得很稚嫩,最后没能实现,但却在2005年的第十五届国际光伏科学会议上获得了“绿色设计奖”……

总还有那么一些学生,不满足于这些拓展课和研究性作业,他们跃跃欲试,不停地试图造出一些“新玩意儿”。这些学生,被方梦非亲切地称为“狂热分子”。格致中学为他们专门开辟了一个园地,叫作“格物学社”。

这个社团拥有一间大教室,里面摆满了学生做的各种稀奇古怪的东西。有以捕鼠器夹子作动力的小车,有测量人体电阻的小仪器,有用来做静电实验的大木盒子,等等。

还有一件“蒸汽反冲演示教具”,是高二(2)班学生郁欣盛做的,他是格物学社的社长,在方梦非眼中属于“最为坚定的狂热分子”。

这件教具是一个微型的蒸汽机,用来演示高中物理中的“反冲实验”。之前的教具通常使用压缩空气作动力,持续时间短,物体四处乱飞,容易造成危险。有一次,郁欣盛在网上看到古希腊发明家希伦发明的“希伦蒸汽机”资料图,感到很有趣。受其启发,他决定对这个蒸汽机进行改造,以解决反冲实验的持续性和安全性问题。

做这件装置需要解决几个关键问题。

首先,他需要两根“拐弯”的导管,由于买不到,他决定自己做。他用煤气喷灯把一根玻璃导管中部烧红,向两侧拉伸、截断,形成两根导管。然后在断口处加热,弯成第一个直角,冷却后在离直角约5至7厘米处再次加热,弯成第二个直角。最后,他小心地在断口处再回火烧5至10秒,“消除锐角,以免伤人”。

他还需要一个轴承连接试管与支架,而且能够顺滑地旋转。他用铁丝将铁钉钉尖向上绑在导管上,然后在木架上粘一块钕磁铁,铁钉被钕磁铁吸引,不会掉下,而且阻力很小,可以顺滑地转动。可是新问题产生了,“钕磁铁表面很光滑,无法用胶水固定在支架上,最后我用两块磁铁,做了一个‘夹心饼干’式的结构,终于解决了这个问题”。

最后一个问题,用什么做燃料呢?“我原本打算使用酒精灯,但是酒精灯太高,没法用。我就自己截了一段易拉罐底,倒入酒精作为燃料。”但是有一次,他不小心打翻了这个自制的酒

精灯。火焰随着酒精迅速蔓延,还好扑救及时,没有酿成大祸!

于是他开始考虑制作固体酒精。“通过网上查阅资料,我知道醋酸钠可以吸收酒精并形成固体析出,所以就在醋酸钠饱和溶液中加入酒精,但是析出的固体很少,燃烧时火力也不够大。后来我想到肥皂可以形成凝胶,就尝试在融化的肥皂中加入酒精。”此举使他得到了自己的固体酒精,燃烧效果非常理想。

但是第二天,又出现了新问题。他发现,酒精从肥皂中析出了!经过思考,他决定在肥皂中加入醋酸钠,以“牢牢拉住酒精”,不使其析出。反复改变比例后,他终于制得了理想的固体燃料,即使打翻,也能迅速凝结,火焰自动熄灭。

至此,他终于解决了所有问题,得到了自己的“蒸汽机”!点火后,试管中的水很快沸腾,蒸汽源源不断地从导管口喷出,发出“嘶嘶”声。在反作用力的推动下,试管开始旋转,并越来越快——效果真是棒极了1

2011年暑期,在学校承办的“第二届全国高中物理校本课程创新论坛”上,与会的中国物理学会的专家们参观了格物学社,对同学们的作品十分赞赏。有位专家对方梦非说:“你们做得好!第一,学生在动手;第二,学生自己在动手。”

在同济大学举办的“首届中学生结构设计邀请赛”上,格致中学学生制作的大跨度承重木结构,不但能承受住300牛的压力,还承受住了3千克钢球从高处落下的冲击,取得第一名。同时,由于承压时形变最小而获得最佳静态表现奖。

在学校的科技社团,同学们在老师的指导下,开始探索机器人的奥秘。他们打算做一个会敲编钟的机器人,机器人的手臂由4个马达带动,每个马达由计算机程序控制。为了一个音节的精确敲击,学生常常要花费几天时间进行编程和反复调试。

这对学生的创新及实践能力,甚至对他们的忍耐力和坚韧性,都是巨大的考验。同时,这又是一项巨大的挑战,深深吸引着一群入迷的学生,让他们不惧困难,乐此不疲。

作为校长,张志敏对自己的学生充满喜爱和欣赏之情。他说:“学生的奇思妙想和种种尝试都会得到尊重,他们所犯的错误、所经历的失败,都会得到宽容。我们鼓励学生、欣赏学生,尽最大可能为每一个学生的发展创造条件。”

站在理性、科学的立场上,解决人生与社会的现实问题

格致中学位于上海的闹市区中心,学校四周商铺食肆林立,金融业发达,尽显上海滩的繁华。从小在这样的环境中生活、学习,学生们不免显得浮躁。

高中生正处于人生观、价值观形成的特殊时期,他们今天的思想和思维方式,对今后的人生道路有重要影响。

如何引导学生理性看待这个喧嚣的世界?如何为他们形成正确的世界观、人生观和价值观奠定基础?张志敏曾多次赴国外考察教育,对此进行了着重调研和思考。他提出,要在格致加强哲学教育和社会问题研究。

经过认真研究,学校决定将政治课进行拓展,把校本课程“经典哲学”列为学生的“必修课”。教材分为两册:上册介绍孔子、孟子、老子、朱熹、王阳明等10位中国哲学家;下册介绍柏拉图、亚里士多德、培根、伏尔泰、黑格尔等10位外国哲学家。

在教授这门课程时,教师普遍采取了较为灵活的方式——案例法、讨论法、辩论法、演小品,等等。“如果只是讲那些艰涩难懂的理论,一定会把学生吓跑。”政治教师周健说,“在引入理论之前,我要寻找让学生感兴趣的切入点,充分介绍这种哲学思想产生的历史及个人背景。”

她经常在课堂上组织学生讨论,将他们的认识引向深入。比如,在介绍柏拉图时,她把那个著名的“捡麦穗”故事讲给学生听,并让大家讨论:“如果是你,从同样的麦田走过,只准走一次,不准回头,让你捡一个最大的麦穗,你会怎么做?说出你的理由。”

学生们说出了很多种方案,一一讨论了它们的得与失。最后,他们得出自己的结论:选择有很多种,但每一种都会有代价、有风险。这本是关于爱情的讨论,后来被学生延伸到人生层面。有学生提出,人生的选择也有多种,我们需要对自己的选择负责,如果这山望着那山高,最后可能是一事无成。

“听着学生的辩论,看到他们的结论,我很欣慰。”周健说,“我们不是大学教授,力求在课堂上‘浅入浅出’,让学生初步了解各种哲学流派对世界和人生的不同观点,对他自己的认识有所影响和启发。”

在格致中学,政治课的拓展除了哲学方向,还有经济方向。

自开埠通商以来,上海一直站在中国经济的最前沿。耳濡目染之下,学生的商业意识和头脑都相当超前,他们中的一些人,甚至已经拥有了自己的股票账户。

“当前政治课中的经济学内容,多是从宏观经济的角度出发,介绍有关宏观调控、利率、税收等财政政策,但学生更加迫切需要的是,从一个普通消费者和投资者角度,了解一些经济常识。”周健说,“在他们走上社会之前,初步具备这方面的知识非常必要。”

格致中学因此开设了另一门校本课程——“家庭理财”,受到学生的热烈欢迎。

“学校周边有许多中、外资银行及证券公司,这给我们带来很大的便利,有时候我们会邀请这些金融机构的志愿者来给学生讲课。”周健说。通过学习这门课程,学生可以基本了解家庭常用的投资工具,比如储蓄、外汇、债券、基金、股票等,以及其他一些投资方法,比如房产、黄金、收藏、彩票等。

“我们会让学生反复讨论,每一种投资方式都有什么优点和风险?经过这样的讨论,他们才会理解‘鸡蛋不能放在同一个篮子里’的深意。”

2005年起,格致中学成立了一个专门的经济社团——经济学社。在这个社团里,学生不但可以学到更深层次的经济学知识,而且可以参与“模拟实战”。学校专门从哈佛大学引进了一套高仿真的模拟软件,由教师设定宏观经济环境的一系列信息,学生则从企业经理人角度进行相应的营销及研发决策,然后根据“反馈的报表”进行新一轮决策,体会如何经营公司。

在这里,学生要认真研究政府财政政策、市场总体情况和同行业竞争情况,他们亲自体验到“低价战略”、“研发战略”等不同的企业发展战略会带来怎样的市场反馈。学生们自创了自己的商业竞争模式,自豪地将它们命名为“价格决胜法则”、“研发完胜宝典”、“市场营销攻略”,等等。

格致的教育,不是局限在书本知识,而是有着积极人世的传统。历史上的格致,虽十分注重“西学”,但更加注重“为我所用”。100多年前,李鸿章曾亲为当时的格致学生“考课”命题:“中国有无修建铁路之必要?”“中国今日讲求富强之术,当以何者为先?”“水旱灾荒平时应有何预备?”由此可见一斑。

今天的格致,教学依然与火热的生活紧密相连。而学生的学习,不仅是为了掌握知识,更是

为了站在理性、科学的立场上,解决人生与社会的现实问题。

走出去,以开放的心态了解、学习、借鉴别国的经验

在繁华的上海新天地商业区,黄陂南路与太仓路的交叉路口,有一个醒目的志愿者服务岗亭。在上海世博会结束后,这是被保留下来的5个城市服务站之一。

格致中学的志愿者社团——乐活社的同学们,每逢周日都会来这里进行志愿服务。有问路的,他们热情地告诉人家怎么走,或者就干脆去带路;有打听事情的,他们耐心解答;有摔倒的,他们就扶一把……

格致中学的志愿者活动,因为坚持得好而远近闻名。

高二(9)班的邬开宬,也是乐活社的成员之一。她对于志愿服务有自己的想法:“我们高一高二的时候会参加很多活动,可是很多同学到了高三,高考压力一来,就放弃了,很可惜。还有,我们的服务项目少,层次也比较浅,其实我们有激情有体力,可以做得更多啊!”

有没有办法可以解决这些问题呢?

“我对美国志愿服务的发达程度早有耳闻。我曾在网上看到美国志愿服务2010年年度报告,上面说2009年参与志愿服务的人数超过6000万,服务时间共计8l亿小时,价值近1730亿美元。”邬开宬说,“他们的志愿服务规模这么大,效益这么好,究竟是什么东西在起作用?有哪些是值得我们借鉴的呢?”

学校的“海外课题研究项目”,给了邬开宬一个去美国实地考察的机会。她和同学们一起,带着自己的问题,踏上美国国土,进行了为期10天的志愿服务考察之旅。

“接待我们的是友好学校一宾夕法尼亚州的兰卡蒙诺学校,我住在高二学生罗斯家里。”邬开宬说,“罗斯有3个兄弟姐妹,每个人都参加了不少学校和社区的志愿服务活动。罗斯妈妈在社区的志愿者商店当售货员,专门出售居民家里闲置的东西,卖得的钱都捐给慈善机构。”

“美国学生不会因为忙于学习而放弃志愿服务。大多数中学对学生的志愿服务有严格的要求和衡量标准;美国大学对志愿服务也特别重视,要求申请入学的高中生志愿服务时间不少于40小时。学生的志愿服务就像学业成绩一样,对毕业和升学有重要影响。”

“他们的志愿服务为什么能深入到那么多领域,做得那么细致入微呢?”邬开宬在社区的志愿者服务中心找到了答案

“这家志愿者服务中心里面有100多个不同机构,简介就贴在办公室的门上。这些机构各有不同的服务内容,有小孩日托、照顾老人、援助残疾人、公共图书馆服务、医院护工等,甚至还有代管宠物的服务。”

“你需要什么服务,可以到这里来登记;你能提供什么服务,可以到这里来报名,这些机构起到牵线搭桥的作用。有些服务需要专业知识、技能,这里还可以提供培训。”

“为了鼓励大家参与,服务中心给每个志愿者都赠送T恤和徽章。T恤的背面印着服务中心里所有的机构和人员名单,密密麻麻的,下了好大的功夫!”

此外,邬开成和同学们还去学校的图书馆查阅了大量志愿服务报告,发放数百份调查问卷,深入了解当地民众的志愿服务意识、志愿服务的运行机制及文化背景。

这10天的调研,让他们感到收获颇丰。“从有形的机构政策,到无形的民众意识,在比较中我们发现了很多差距。他们的许多经验,的确是值得我们借鉴的。”邬开宸说,“我感到一种特别的使命感,对国内志愿服务事业的发展有了更高的期望。”

这项“海外课题研究项目”,是从2010年开始的。至今,已有29名学生赴海外就自己感兴趣的课题进行了考察。这些课题涉及面很广,有“中、美、法城市垃圾处理模式之比较分析和建议”、“洛可可服饰与汉服在现代的发展和对比”、“上海与法国城市公共交通人性化设施的比较”,等等。

学生的海外考察尽管短暂,但由于不是从文本到文本的学习,而是真实情境下的研究,因此带给学生难以估量的震撼和影响。

开放,是格致延续百余年的办学传统。今天,它被赋予了新的内涵——让学生“走出去”,以开放的心态了解、学习、借鉴别国的经验,为自己关注的社会问题寻求解决之道。

“如果下课铃声响起的时候,老师为自己的讲述画一个句号,这不是好的教育。他应该画一个逗号,或者省略号。”张志敏说,“成功的教育不是仅仅完成教学计划,它应当引发学生无限的再学习、再思考。”

为此,格致中学给学生提供了4类、8群,共约120门拓展性课程,由学生自主选择;他们设计了包括道德素养、学能素养、身体素质、心理素质、创新素养的学生评价新体系,鼓励学生在全面发展的基础上发扬个性。

张志敏说:“学生的成长犹如金字塔,塔基是健全的人格和身心发展,塔顶是个性化。我们努力让每一个学生的金字塔修筑得稳固、高大。”

百年格致,其命维新,他们永远走在探索、创新的道路上。

(责任编辑 梁伟国)

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