邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:16.00

告别传统课堂的物理探索——记KITPC 2012拓展项目活动

北京青少年科技俱乐部

2012-08/总第197期

阅读数4
   

 

(国外专家讲解储能环工作原理/摄影:黄振)

    中国科学院卡弗里理论物理研究所(KITPC)2012暑期拓展项目——“大型强子对撞机和宇宙线,真实的粒子和真实的数据”(LHC & Cosmic Ray,Real Particles & Real Data)活动于7月16—27日在北京举行。此项活动由中科院卡弗里理论物理研究所、北京青少年科技俱乐部等单位联合举办,参加活动的中国学生和带队辅导员来自北京青少年科技俱乐部的北京4中、北京5中、北京8中、北京12中、北京35中、北京80中、北京101中、人大附中、师大2附中、汇文中学等10所基地校的近60名师生以及南京师范大学附属中学、南京外国语学校和南通1中。
    师生们利用真实的宇宙线探测器和e-Labs共享数据来共同研究宇宙射线,分析来自欧洲日内瓦的强子对撞机的数据,在课堂上真实体验实验观测和科学探索,学习如何探测和发现基本粒子。
    7月16日,北京青少年科技俱乐部主任王绶琯院士在活动开幕式上表示,在致力于青少年教育的这十几年来,始终感觉安排物理学科活动的难度太大,一直未能满足对这方面感兴趣的同学的需要,“物理学是现代科学的基石,这样的欠缺非常令人遗憾。”而这一项目在我国科学界是首次举办,王绶琯院士希望这次研讨班活动能成为青少年教育活动的成功案例。

(外国老师为同学们讲解μ子探测器原理)

    KITPC是由中科院支持,由美国Kavli基金会捐赠并冠名的1个国际交流平台,为当今世界上16所卡弗里研究所成员之一。Kavli基金会支持建立的研究所均设在国际知名大学,如美国斯坦福大学、麻省理工学院、耶鲁大学,英国剑桥大学等,且均由世界级大师出任研究所所长。自2007年5月以全新的项目驱动模式运行以来,每年有500名左右的国内外科学家来到KITPC工作访问至少3周的时间,他们中的很大一部分在整个项目运行期间都在KITPC工作、交流,通过开展各种形式的报告会和讨论会,把最新的科研进展和最需要解决的科学问题带到这里。而拓展项目的开展将为高校和中学拔尖创新人才的培养与选拔提供强有力的支持,为国家科技进步、发展和培养优秀的科技储备人才。
    为期2周的研讨班活动丰富充实,紧凑且不失活泼。同学们参加了“夸克拼图”“计算Z玻色子质量”“与卢瑟福一起弹小球”“组建宇宙线μ子探测器”“计算小纸片下落速度”等极富趣味性且能提高动手能力的小实验;参观了北京正负电子对撞机,了解了粒子的性质,揭示了微观世界的奥秘;听取了理论物理研究所吴岳良院士、李淼研究员等6位专家带来的“从夸克到宇宙”“中微子物理”等主题讲座;与美国高中生视频聊天,交流科研实践经验;利用周末参观了北京天文馆,赴密云进行了培养团队合作精神的拓展训练。此外,还组织带队老师与外国专家进行了3场教学经验交流会,提升老师们的专业技能。
    来自美国费米国家实验室的教育专家罗伯特·彼得森(Robert Peterson)和美国圣母大学教育专家肯尼思·切奇雷(Kenneth Cecire)等4位外国老师全程用英语进行了指导和讲解,通过妙趣横生的课程,为同学们展现了1个神奇的物理世界。
    在这里,没有正确的答案,或许也不会有任何结果,同学们得到的是科学研究的方法和探索的乐趣。“授之以鱼不如授之以渔”的道理在这里得到了充分的体现。南京外国语学校的叶柄天同学说:“第1周的时候,外籍老师先带着我们一起学习,给我们讲解基本粒子的性质,当时我并没有发现这与平时在学校的学习有什么区别,不过很快老师就放手让我们自己探究。老师们或是以为已经把我们带上路了吧,可事实上我们一下子迷茫了。我们不断向老师提出问题,可外籍老师总说‘You can discuss with your partner(你可以与伙伴们讨论)’,有时甚至‘坏坏地’给出‘I don't know(我不知道)’这种回答。在种种‘逼迫’下,我们渐渐学会了小组合作,懂得了集思广益,尝试了自己动手探索。”
    相较之下,美国老师更重视全员实验与参与,更愿意让同学们自己总结经验与规律,成功地调动了大家的积极性。活动要求中国辅导员与学生一起参与分组,接受相同的任务,在相同的条件下展开活动。当发现中国老师稍显拘谨且逐渐游离于学生活动之外时,美国老师会立即采取措施,要求辅导员坐在自己指导的学生小组中间,并且逐个落实。在研究活动中期汇报中,让各组的指导老师汇报本组学生的研究主题及进展,保证了每位辅导员真正参与到学生的研究中去。北京4中黄振老师说:“美国科学家给我们的感觉并不是‘我来教你们’,而是‘我们一起来做这个研究,一起工作’。”
    北京80中学马宇凡同学说:“在实验过程中有时会发现一些极不符合规律性的特殊峰值。若我们把它忽略掉的话,也许图像更加完美、更加好看,但我们同时也可能错过了一些发现新粒子的可能——历史上,很多新粒子就是从类似的不规则中发现的。尊重实验事实,综合各种因素对数据进行分析,才是科学实验的真正意义所在。”师生们这些最真实的感触,正说明了此次拓展活动最与众不同之处——不是单纯的体验、点到为止,而是真正的触及前沿科学,探索未知。

 

 

以下平台可使用同一账号密码登录,点击开始同步密码

确认