創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室：中學(xué)創(chuàng)新教育的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

何年

近年來，上海市教育主管部門推動(dòng)創(chuàng)新教育，在100多所中學(xué)開設(shè)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，學(xué)校不僅有物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，還有音樂實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室、能源實(shí)驗(yàn)室、化工技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和靜模工作室、頭腦奧林匹克活動(dòng)室等。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里的教學(xué)，形成了創(chuàng)新教育的模式。

實(shí)驗(yàn)室里的音樂課

從2010年開始，向明中學(xué)圍繞“素質(zhì)教育”以及“創(chuàng)新思維”的培養(yǎng)主旨，在校內(nèi)推行“激情課堂，創(chuàng)新教育”行動(dòng)。該校的原創(chuàng)音樂實(shí)驗(yàn)室，以音樂為核心，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)歌曲創(chuàng)編的過程中使用數(shù)字技術(shù)，從而開闊思維，并學(xué)習(xí)現(xiàn)代音樂制作流程。教學(xué)時(shí)，從歌曲寫作入手，過程中融入音樂理論、音樂欣賞、鍵盤彈奏等基礎(chǔ)知識(shí)，并結(jié)合電腦音樂制作技術(shù)，如：MIDI、打譜、制作、錄音等內(nèi)容，讓學(xué)生通過自主創(chuàng)作編曲，提高學(xué)習(xí)音樂的積極性，拓展音樂知識(shí)面，激發(fā)創(chuàng)造性思維。

在音樂實(shí)驗(yàn)室中，教師把設(shè)備交給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。原創(chuàng)音樂實(shí)驗(yàn)室具有音樂欣賞、電子琴彈奏訓(xùn)練、音樂創(chuàng)作、歌曲錄音及合成、即時(shí)反映教學(xué)情況的五大功能。在此功能的基礎(chǔ)上，音樂教研組的教師設(shè)計(jì)了一門全新的校本課程——歌曲創(chuàng)作。因?yàn)楦枨鷮懽魇且粋€(gè)完全從“無”到“有”的創(chuàng)新過程，他們認(rèn)為有4個(gè)步驟：歌詞創(chuàng)作——主旋律創(chuàng)作——伴奏音樂創(chuàng)作——錄音制作。這4個(gè)步驟由易到難、由簡至繁，步步遞進(jìn)，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)，如歌詞的字句、主旋律的音符、伴奏的和聲配置，以至學(xué)生對(duì)演唱的整體把握，都可以把思維瞬間閃爍的創(chuàng)意記錄下來，整個(gè)過程能使學(xué)生的音樂創(chuàng)作能力不斷得到強(qiáng)化訓(xùn)練。

這樣，原創(chuàng)音樂實(shí)驗(yàn)室就形成了兩大特色：音樂審美與音樂實(shí)踐相結(jié)合。學(xué)生在學(xué)習(xí)歌曲創(chuàng)作的實(shí)踐過程中接受音樂的審美教育，從而激發(fā)情感，開拓想象空間，發(fā)展音樂創(chuàng)造力和培養(yǎng)音樂實(shí)踐能力；在實(shí)踐中將音樂理論學(xué)習(xí)和基本技能訓(xùn)練結(jié)合，在音樂理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，立足于學(xué)生音樂實(shí)踐能力的培養(yǎng)和技能，反過來在技能訓(xùn)練和音樂實(shí)踐中又促進(jìn)了音樂理論的學(xué)習(xí)，并使知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能。

實(shí)驗(yàn)性的教學(xué)，也采用了實(shí)驗(yàn)性的考核與評(píng)價(jià)方法：重視學(xué)生的自評(píng)，考核內(nèi)容注重學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展。每學(xué)期考核1次，每學(xué)年考核2次。考核不以試卷的形式出現(xiàn)，而是綜合學(xué)生平時(shí)的課堂情況以及最終完成的創(chuàng)作作品加以評(píng)價(jià)?？己伺c評(píng)價(jià)的權(quán)利也不完全屬于教師個(gè)人，而是將每個(gè)學(xué)生的作品展示、共享、交流，由學(xué)生自主評(píng)價(jià)，達(dá)到相互促進(jìn)、相互學(xué)習(xí)的效果。

學(xué)校整體辦成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

上海市從2010年陸續(xù)推出各類創(chuàng)新教育實(shí)驗(yàn)室以來，在不同的學(xué)校，創(chuàng)新的方向和重點(diǎn)各有不同。上海市七寶中學(xué)把學(xué)校整體變成了一座“創(chuàng)新生態(tài)實(shí)驗(yàn)室”。

七寶中學(xué)原本并不“搶眼”。但是近年來關(guān)于這所孕育于江南古鎮(zhèn)的歷史名校的各種報(bào)道漸漸多起來：無論是才華橫溢的哈佛女孩，還是被牛津大學(xué)和麻省理工學(xué)院同時(shí)錄取而苦于選擇的數(shù)學(xué)女生，抑或是手繪綠色世博出行地圖而廣受社會(huì)好評(píng)的“地理怪才”，再有是從小癡迷于青銅器的北大考古小才子……從七寶中學(xué)走出來的學(xué)生，用他們?cè)诓煌I(lǐng)域的出色表現(xiàn)，引起社會(huì)各界的極大關(guān)注，人們對(duì)他們的母校也產(chǎn)生了濃厚的興趣。七寶中學(xué)用什么方法為這些孩子鋪設(shè)了成功之路？該校尊重師生個(gè)性發(fā)展，以“全面發(fā)展，人文見長”為辦學(xué)理念，以“平民本色，精英氣質(zhì)”為育人目標(biāo)，形成了“以德育為核心，科技與人文相結(jié)合，身心智協(xié)調(diào)發(fā)展”的育人模式，對(duì)文理科班分別進(jìn)行了“文化與人生”“智慧與創(chuàng)造”系列課程設(shè)計(jì)。對(duì)所有學(xué)生，開展多種多樣的創(chuàng)新活動(dòng)，用新理念、新體驗(yàn)（多樣的競賽與社團(tuán)）促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展

每年10月，學(xué)校舉辦教育集團(tuán)內(nèi)及全區(qū)學(xué)校的“七中杯”科技競賽，主要針對(duì)初中生進(jìn)行。這項(xiàng)賽事旨在檢驗(yàn)科技基礎(chǔ)教育的結(jié)果，并為優(yōu)秀學(xué)生能夠在七寶中學(xué)科技教育體系中持續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究提供機(jī)會(huì)。針對(duì)高中學(xué)生的科技競賽，參照“上海市明日科技之星”的要求，舉辦本校的“明日科技之星”評(píng)選。

在學(xué)校組織的一次“幫盲童做一天事”的社會(huì)公益活動(dòng)中，學(xué)生志愿者們到位于虹橋路的上海市盲童學(xué)校進(jìn)行慰問。有同學(xué)發(fā)現(xiàn)，盲人倒水通常是靠耳朵來分辨聲音的不同從而估測水位；倒熱水時(shí)，用手指感受熱氣的密集程度或溫度來估測水位，常常是手被燙到了才停。同學(xué)主動(dòng)幫他們倒水，“你們明天還會(huì)來幫我們倒水嗎？”一位盲童的話深深刺痛了大家。志愿者服務(wù)隊(duì)的同學(xué)們決心要制作一款方便盲人倒水的水杯，可以代替他們天天為盲童倒水。通過上網(wǎng)檢索，同學(xué)們了解到：特殊人群倒熱水時(shí)使水不會(huì)溢出的提示杯有觸摸式和報(bào)警式兩種，但它們都有延遲效應(yīng)，從水位到達(dá)指定報(bào)警位置到發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其間會(huì)有較短的時(shí)間間隔，水流過快，容易導(dǎo)致水溢出。有的水杯容易滋生細(xì)菌，有害健康。于是，他們決定要發(fā)明一種方便、準(zhǔn)確、清潔的液位提醒杯。

經(jīng)過資料查詢和研討之后，同學(xué)們確定了一種較為可行的方法。以連通器的形式，將杯柄制成中空，與杯容相導(dǎo)通；柄內(nèi)安裝有機(jī)玻璃細(xì)導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)為細(xì)長形電路板，并聯(lián)連接4個(gè)干簧管開關(guān)；導(dǎo)管由1個(gè)環(huán)形浮子環(huán)抱，內(nèi)置永久磁鐵。當(dāng)杯中液位上升，托起浮子，達(dá)到一定高度時(shí)，磁鐵將干簧管的簧片觸點(diǎn)磁化，從而接通電路，發(fā)光二極管通電，使得在4種不同的水位情況下有不同顏色的光電警示，用以提醒視力相對(duì)健全的弱視者關(guān)注當(dāng)前的水位情況；當(dāng)水位達(dá)到最高處的干簧管時(shí)，除了光電提醒之外，還會(huì)有語音或音樂提醒，警示水將滿，用來提醒盲人停止加水。

同學(xué)們將完成的水杯帶到盲童學(xué)校和敬老院，經(jīng)過講解，盲童與老人們都親手試用了液位提醒杯，實(shí)踐證明它能夠出色地完成任務(wù)。盲童學(xué)校的學(xué)生說：“使用前還有點(diǎn)擔(dān)心，但是嘗試之后發(fā)現(xiàn)擔(dān)心是多余的。這個(gè)杯子及時(shí)提醒了我，水沒有絲毫溢出?！薄鞍l(fā)出提醒后停止放水，發(fā)現(xiàn)實(shí)際水位離杯滿尚有兩三厘米的距離，十分保險(xiǎn)?！本蠢显旱囊晃焕先苏f：“杯柄里的亮燈提醒很好，我就不用費(fèi)勁看杯子里面了，而且即使倒水的時(shí)候分心了也會(huì)有聲音提醒，很方便。”

同學(xué)們的創(chuàng)新意圖是為了幫助他人、服務(wù)他人，出于強(qiáng)烈的人文關(guān)懷和道德情懷，也彰顯了科技以人為本的新時(shí)代精神。以德育引領(lǐng)創(chuàng)新，既培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和能力，也促進(jìn)學(xué)生人文精神的提升。

重點(diǎn)課題推動(dòng)創(chuàng)新教育

《基于課程的中小學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)行動(dòng)研究》是上海市重點(diǎn)科研課題。上海市黃浦區(qū)教育局局長姚曉紅表示：“我們?cè)趯W(xué)校建設(shè)各種類型的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，提供方便學(xué)生參與體驗(yàn)和學(xué)習(xí)。我們希望與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室相伴而生的一批具有探究性、選擇性的優(yōu)質(zhì)校本課程，從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣和實(shí)踐能力入手，通過更加開放、靈活的教學(xué)，拓展學(xué)生的知識(shí)范疇和能力空間?！薄昂诎迳峡磳?shí)驗(yàn)”“作業(yè)本上做實(shí)驗(yàn)”這種尷尬教學(xué)模式，在上海各學(xué)校正在淡出。到2015年底，上海已陸續(xù)建成100多個(gè)具備相當(dāng)水準(zhǔn)的中學(xué)實(shí)驗(yàn)室，成為創(chuàng)新教育的有力支撐。

上海市市西中學(xué)，“開關(guān)的控制與電路設(shè)計(jì)”課堂就在新建的“自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室”里，同學(xué)們利用這里的設(shè)備，試著設(shè)計(jì)電路……校長顧正卿說，實(shí)驗(yàn)室為培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)提供了基地。

中學(xué)實(shí)驗(yàn)室，最早是為物理、化學(xué)、生物等學(xué)科而設(shè)，是一種教學(xué)輔助手段，基本屬于“驗(yàn)證型”——用直觀的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證課堂上講授的抽象知識(shí)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，配合上?！岸谡n改”理念和基礎(chǔ)型、拓展型、研究型三類課程的設(shè)置，電腦、機(jī)器人、無菌接種技術(shù)等“探索型”實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)在滬上中學(xué)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、拓展興趣愛好創(chuàng)造了條件，不少學(xué)校也因此發(fā)展出特色教學(xué)內(nèi)容。而今，與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、開發(fā)創(chuàng)新潛質(zhì)的教育理念相適應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室再次轉(zhuǎn)型升級(jí)為開發(fā)型實(shí)驗(yàn)室。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前上海市各中學(xué)實(shí)驗(yàn)室，涉及生命科學(xué)、物理、化學(xué)、工程技術(shù)、機(jī)器人制作、地理、金融和音樂等眾多學(xué)科。實(shí)驗(yàn)室從教學(xué)驗(yàn)證型到辦學(xué)特色探索型再到創(chuàng)新潛質(zhì)開發(fā)型，從一個(gè)側(cè)面反映了上海基礎(chǔ)教育理念與方法的進(jìn)步。上海中學(xué)、復(fù)旦附中等聚焦學(xué)生的志趣養(yǎng)成，創(chuàng)造各種實(shí)驗(yàn)條件，不僅配備良好儀器設(shè)備，更倡導(dǎo)同學(xué)提出探究性課題，營造良好的科研氛圍，幫他們?cè)趯?shí)驗(yàn)探索中學(xué)會(huì)質(zhì)疑、學(xué)會(huì)選擇、學(xué)會(huì)堅(jiān)持、學(xué)會(huì)合作。上海中學(xué)何星儒等同學(xué)的“金魚視網(wǎng)膜自身修復(fù)”，原野、劉文輝、史天澤、陳文樸等同學(xué)的“大豆耐鹽基因的預(yù)測與篩選”等一批創(chuàng)新成果，由此孕育而成。

有專家總結(jié)說，滬上中學(xué)的這些實(shí)驗(yàn)室，有著“新、特、實(shí)、擴(kuò)”四大特點(diǎn)。

“新”，是指瞄準(zhǔn)科技前沿。同濟(jì)一附中的“低碳創(chuàng)新平臺(tái)”、上理工附中的“機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”，都是指向“未來科技”的。

“特”，是指講究獨(dú)特創(chuàng)意。上海財(cái)大附中的“金融實(shí)驗(yàn)室”和向明中學(xué)的“原創(chuàng)音樂實(shí)驗(yàn)室”，豐富了中學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)涵，拓展了外延。金融理論和應(yīng)用，如今已與信息科技、數(shù)學(xué)、工程學(xué)等緊密結(jié)合，上財(cái)大附中針對(duì)新的發(fā)展趨勢，選用能提供全球主要股票、外匯和期貨市場實(shí)時(shí)行情的資訊軟件系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室同步展現(xiàn)真實(shí)市場的動(dòng)態(tài)環(huán)境，讓學(xué)生身臨其境地學(xué)習(xí)、體驗(yàn)和探索。向明中學(xué)“數(shù)字音樂制作實(shí)驗(yàn)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的高度參與互動(dòng)和綜合能力培養(yǎng)。

“實(shí)”，是指注重動(dòng)手實(shí)踐。格致中學(xué)提出“讓創(chuàng)新發(fā)生在每位師生身上”的愿景，他們的地理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室努力讓學(xué)生通過動(dòng)手掌握“過程”、擁有“經(jīng)歷”。嘉定二中更以“勿離手”命名物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可謂一語中的。

“擴(kuò)”，則是指借助校外資源。上海眾多高校的科研和人文資源成為滬上中學(xué)創(chuàng)建新型實(shí)驗(yàn)室的依托。徐匯中學(xué)與上海交通大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、晉元高中與同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院的合作都很成功；大團(tuán)高中在上海市海洋局支持下，建成了全市第一個(gè)綜合性海洋科普教育基地。不少大學(xué)教授甚至院士，直接參與了中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃設(shè)計(jì)。