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颠覆传统的物理课堂2012-11-30 8:56:00　阅读 次 参与讨论()马上投稿

　　这一课，发生在7月16日“KITPC2012拓展项目”的第一天。“KITPC”是中国科学院卡弗里理论物理研究所，也是该活动的联合举办方之一。

　　■始于“扔小球”的好奇心

　　站在讲台上的授课人，名叫肯尼思·切奇雷（KennethCecire），这名语速平缓、始终面带微笑的男子是美国圣母大学的教育专家。他想让孩子们知道，用扔小球的办法可以探测出一个未知物体的大小。肯尼思设计了一个实验。很快，孩子们就分组开始了测试。

　　几名来自北京四中、北京八中的同学组成了一队。他们闭上眼睛，尝试用网球砸中听装饮料。同组的一名女孩则在旁边记录：每扔10次网球、有几次会击中饮料瓶。之后，网球被换成了直径较小的乒乓球、直径更小的黑球。

　　美国费米国家实验室的教育项目牵头人罗伯特·彼得森（Robert Peterson）博士一度走入孩子们中间。他观看孩子们做实验，也告诉他们“现阶段，最重要的就是获得大量的数据”。

　　如果不是肯尼思提醒，也许孩子们都不会注意到已经到了午饭时间。他们强烈的好奇和种种疑问会在肯尼思的讲解中得到答案。

　　■“我不是来教你们”

　　“美国科学家想通过实验告诉孩子们，对于一个已经发现、但还不知道大小的粒子，可以通过撞击的方法去探知它的大小。这也是确定新粒子的一个步骤。”北京四中老师黄振说。

　　在中国传统的课堂上，往往是老师先讲解基础知识。比如，探测器是什么样子、怎么工作、工作原理是什么、数据如何处理等。一开始，学生并不知道这些知识如何应用；之后，才应用它解决问题。而在这个课堂上，孩子们并不要求一开始就了解相关的基础知识，他们只要像科学家作研究一样模拟科研的过程，和科学家一起处理数据。其间，他们会发现各种问题，再有针对性地进行解惑。

　　“美国科学家给孩子们的感觉，并不是‘我来教你们’，而是‘我们一起来做这个研究、一起工作’。”黄振说。

　　毫无疑问，这是一次个性化很强的教学。不同的小组得出了不一样的实验数据。于是，在处理数据时，大家不得不先讨论“为什么数据不同”。肯尼思肯定了孩子们为探测饮料瓶大小所建立的数学模型；当然，他也告诉大家，也许在将来的某一天，新的科学发现会认为今天的推导是错误的。不过，这丝毫不影响孩子们探究新知的热情。

　　■卡弗里所的一个许诺

　　“KITPC2012拓展项目”的开展来自于一个许诺。

　　2006年，中国科学院得到美国卡弗里基金会的捐赠基金，成立了一个国际性的科研与学术交流合作研究机构——KITPC。它是全世界16所卡弗里研究所之一。

　　中科院数理学部副主任欧阳钟灿院士曾在美国一个卡弗里研究所，见到了这样的拓展活动。在美国，年轻人步入科学殿堂，被给予了极大的重视。半年之前，在创新人才教育研究会的成立会上，KITPC所长吴岳良院士向与会的老师们许了一个愿：卡弗里研究所愿与研究会一起，为创新人才的培养提供支持。于是，KITPC联合理论物理国家重点实验室、美国费米国家实验室夸克网络中心、北京青少年科技俱乐部等机构，举办了这一项目。

　　■和科学家一起作科研

　　“KITPC2012拓展项目”主要面向的是高校和中学的学生、教师。

　　项目中，授课的老师是国际知名的物理学家，他们来自美国费米国家实验室、中科院理论物理研究所等机构。在两周的时间中，孩子们要与科学家一起，学习和探讨“大型强子对撞机和宇宙线，真实的粒子和真实的数据”。

　　美国的科学家带来了宇宙射线探测器的实验。这让孩子们有机会利用真实的宇宙线探测器，与物理学家一起研究宇宙射线。来自欧洲日内瓦的强子对撞机的数据，也会出现在课堂上，科学家将带领孩子们进行分析。通过体验实验观测，孩子们还将学习到如何探测和发现基本粒子。在课堂之外，他们会参观北京正负电子对撞机。

　　“从这些活动和日程安排就可以看出，把学习、教育和实验联系在了一起。”吴岳良说，在美国，这个拓展项目开展得极为成功。在中国，“KITPC拓展项目”将为中学里拔尖创新人才的培养与选拔开启新的模式。毫无疑问，这一活动可以对传统的课堂教育起到良好的辅助作用。