科创实践课题指导,且看上海天文台专家各显神通——上海天文台天文学实践工作站顺利开展六单元研究课程
寒冬腊月的冷风敌不过天文学实践工作站的学生们求学的热情。2018年1月28日至2月6日,上海天文台天文学实践工作站的110余名学生以及20余名指导老师、辅导员们以课题之名,组建了11个小分队,分赴上海天文台和四个实践点——南汇中学、上南中学、格致中学和向明中学,开启了研究实践课程之旅。
上海天文台天文学实践工作站第二期于2017年12月16日在天文大厦顺利举行了开学典礼,工作站学员们在这里接受了基础课程的第一课。本期工作站不仅在设置的11个天文研究课题上做了内容设置的提升,注重知识的逻辑连接性、培养学生科学思维力,而且将课上讲述的科普性知识简略化,并引导学生课下补充学习;在课题实践过程上做了改进提升,更注重让学生亲身实践,培养团队合作能力;在课程计划设置上,引入冬令营集中学习的模式,同时也注重周期性学习提升;在课程资源库的构建上,注重视频收集和备案;在实践点建设管理上,提升硬件软件条件,发挥实践点的主观能动性,资源共享,增强交流,提升管理效果。
自主选题
在实践点,11个课题的指导老师和辅导员首先介绍了各自的研究课题,并指导工作站学员自主选择课题。
科学计划 高效学习
每一名参加工作站的学员们都要完成十个单元的学习,包括两个单元的基础课程和八个单元的研究课程。工作站将前六个单元的研究课程安排在寒假的三整天,学生可以系统地学习理论知识,开展实验和观测,收集和分析数据,推导公式,归纳结论。课程间隔时间适宜,不至于过短没有时间消化,也不因过长而导致下一次上课需要重新详细介绍上一次课程内容。
学生经过六单元的学习之后,开展课题实践的进展良好,大部分均完成开题报告,数据采集和分析,从而在接下来的假期中完成数据进一步分析和整理,并完成实践报告初稿。
打好基础 侧重实践
各个课题指导老师和辅导员将课题和学员已有的高中知识结合起来,深层次地拓展学员知识面,深入浅出地讲解课题研究所需要的基础知识,引导学员进行文献阅读、动手操作实验、开展观测、数据处理、程序编写、分析和总结的过程,指导学员撰写开题报告记录表,并对学员进行阶段性考核,培养学员的严谨的科研态度和创新思维,增强学员对天文学科的认识。
图1:上南中学实践点
图2:南汇中学实践点
图3:格致中学实践点
图4:向明中学实践点
图5:在老师的指导下,进行观测、软件学习、数据处理
“组会”开起来 学以致用
研究人员走进课堂,与学生一起探索科学奥秘,教学方式也是多种多样。“组会”开起来,这是一位指导教师介绍经验时说道的。一个课题的指导教师和学生就是一个课题组,“我是他们的导师,我们一起做课题。所以适时地,我们要开个组会,学生要走上讲台和其他成员讲想法,这样既清晰了讲解者的思路,也能帮助其他成员推进课题。”他进一步解释道。
实际上,多数老师在指导过程中,特别是公式推导、实验操作、数据处理时,都会采取这种做法,真正让学生学得清楚,并能学以致用。
互助互学 团队合作
在课题实践过程中,指导教师会让学生分组,形成多个小团队。团队成员之间共同开展一个实验,独立处理数据,相互校对和分析,最后提交各自独立的研究报告,让他们之间既有合作也有良性竞争,培养他们团队协作的能力。“我要感谢我的队友,我和她分别专攻一个软件,然后相互教彼此,共享数据,感觉很开心。”在上南中学实践点学习的一个学生在开题报告会上说。
图6:同学们组成团队,互学互助
线上线下 教学零距离
如今,随着信息技术的发展,教学也走上了时空零距离的时代。天文学实践工作站的每个实践点构建了一个微信群,通知上课时间地点等事项;每个课题也有一个微信群,老师们在这里继续答疑解惑,上传课堂资料,分享拓展知识,学生们彼此交流。除了微信,还有QQ,远程观测视频直播等。这些线上交流拓展了教学的方式,拉近了师生间的距离。
实施记录 资料积累
在研究课程的执行过程中,各课题对上课情景拍摄了视频,丰富课题库资源,也为后期课程教学的提升提供基础。
工作站和实践点携手共进
天文学实践工作站积极与四个实践点沟通,提升管理效率,为他们提供了软硬件和管理方面的一些支持,注重借此提升实践点的天文教育水平。四个实践点为工作站的课程开展提供了场地和硬件设备,老师们做好“班主任”,积极参与对学生的管理。工作站工作的顺利进行,离不开实践点的大力配合。
总结
六个单元的研究课程已顺利结束。指导教师和辅导员们为学生们准备了充足丰富的学习资料,指导学生打好基础,侧重实践,灵活运用课程反转、学生组队互学互助、重点答疑、线上线下教学零距离等方式,指导学生开展课题实践,让学员领略专业天文的科研过程,感悟天文学的美好,培养并提高提出问题、解决问题的能力。
在六个单元的学习结束之时,不少学生表示“不虚此行”、“学得有意思”和“收获满满”。学员们将在后续几个月里完成自己的课题研究。还有两个单元的课程等着他们,届时他们要加深对课题的理解,汇报工作进展和最终成果,为自己在工作站的学习、科研交上一份属于自己的答卷。
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