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前沿資訊!令人耳目一新的科學(xué)課！ 清華大學(xué)教授來(lái)金陵中學(xué)授課了

時(shí)間：2026-04-09 19:33:28    來(lái)源：紫牛新聞    

一枚小齒輪在大齒輪的內(nèi)側(cè)咬合、滾動(dòng)。紙面上，筆尖隨著齒輪的軌跡緩緩游走。“哇！畫出來(lái)了！”通用技術(shù)教室里，高一（21）班的同學(xué)們正圍聚在桌前，看著草稿紙上那朵規(guī)整的“四葉草”興奮不已。


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站在他們身旁的，是清華大學(xué)的高云峰教授，也是曾深度參與我國(guó)神舟十號(hào)“太空授課”方案論證的幕后專家。

4月9日上午，金陵中學(xué)江心洲校區(qū)迎來(lái)了一堂特別的跨學(xué)科公開課——《尋找四葉草》。清華大學(xué)航天航空學(xué)院高云峰教授親口授課，帶領(lǐng)同學(xué)們開啟跨學(xué)科的探索之旅。

一節(jié)特別的科學(xué)課， 制作一個(gè)物理裝置畫出“四葉草”

從斐波那契數(shù)列引入，高教授拋出了一個(gè)有趣的自然現(xiàn)象：植物葉片的生長(zhǎng)往往遵循0.618的黃金分割比，因此我們?cè)谧匀唤缰袠O容易見到三葉草，卻難見到四葉草。

“自然界里罕見，但我們可以自己造?！备呓淌谠掍h一轉(zhuǎn)，拋出了今天的任務(wù)：利用提供的4個(gè)大小不一的齒輪和電鉆，嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物理裝置，畫出數(shù)學(xué)方程式（r=a cos 2θ）里描繪的“四葉玫瑰線”。

這絕不是一道在草稿紙上演算的常規(guī)數(shù)學(xué)題。學(xué)生們需要討論采用哪幾個(gè)小齒輪，在大齒輪上做記號(hào)，并用電鉆打孔，看哪組能用最少的試探次數(shù)，畫出理想的四葉玫瑰線。

面對(duì)真實(shí)的挑戰(zhàn)，最初，有的同學(xué)顯得十分謹(jǐn)慎。在課堂上，高教授特別注意到有一組學(xué)生極其聰明，一直在紙上進(jìn)行復(fù)雜的理論計(jì)算，但因?yàn)槿狈?dòng)手實(shí)踐的環(huán)節(jié)，最終沒(méi)能在課內(nèi)成功畫出圖形。

“算不下去了怎么辦？在實(shí)踐中稍微調(diào)整一下可能就解決了。”高教授補(bǔ)充道，“科學(xué)的發(fā)展本就包含理論分析與實(shí)際操作，兩者相互啟發(fā)，才能事半功倍?！?/p>

“當(dāng)親手完成作品時(shí)，我們獲得了巨大的成就感”

作為班里第一個(gè)成功畫出“四葉草”的團(tuán)隊(duì)成員，張譽(yù)騰難掩興奮。當(dāng)被問(wèn)及這節(jié)課與平時(shí)課堂最大的不同時(shí)，他表示，“這節(jié)課最大的不同，是不以單純學(xué)習(xí)知識(shí)為目的，而是培養(yǎng)我們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這堂課把數(shù)學(xué)、物理、語(yǔ)文和通用技術(shù)等不同學(xué)科高度融合在一起，這在平時(shí)很難體會(huì)到?！?/p>

同班女生騫子悅則對(duì)團(tuán)隊(duì)合作與動(dòng)手實(shí)踐感觸頗深：“大家各有所長(zhǎng)，思維碰撞在一起，就會(huì)產(chǎn)生新奇的想法。在這個(gè)過(guò)程中，我們不僅訓(xùn)練了通用技術(shù)課上的動(dòng)手能力，比如需要自己打孔；還運(yùn)用到了物理中‘圓周運(yùn)動(dòng)’的知識(shí)，真正把課上學(xué)到的知識(shí)活學(xué)活用，去解決實(shí)際問(wèn)題。在親手完成這件作品時(shí)，我們獲得了巨大的成就感。”

當(dāng)同學(xué)們圍在一起激烈討論、為一個(gè)小齒輪的軌跡絞盡腦汁時(shí)，教育變革的齒輪也在緩緩移動(dòng)。

給一線教師做示范，把自己對(duì)課標(biāo)的理解傳達(dá)給學(xué)生

這既是一堂科學(xué)課，也是一堂思政課。高云峰教授將這堂《尋找四葉草》的課程定義為一個(gè)“新的時(shí)代寓言”：“我們不是讓一群人去搶同一個(gè)東西——你找到了，別人就沒(méi)有了；而是我們要去共同創(chuàng)造，我們的格局就高了?！薄皩ふ宜娜~草的過(guò)程，其實(shí)就是創(chuàng)造幸福的過(guò)程。邁向成功的道路注定充滿挫折，但只要你不懈努力，最終一定會(huì)迎來(lái)屬于你的成功?！?/p>

據(jù)了解，高云峰教授長(zhǎng)期從事航天航空方面的教學(xué)和研究，在衛(wèi)星軌道與姿態(tài)控制方面成果豐碩，他還特別熱心于中小學(xué)科學(xué)教育，參與了國(guó)家義務(wù)教育《科學(xué)》和高中《通用技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)的制定，累計(jì)培訓(xùn)教師超過(guò)百萬(wàn)人次。他寫的《創(chuàng)造力培養(yǎng)》入選“中國(guó)好書”，《異想天開的科學(xué)游戲》被教育部推薦為全國(guó)青少年科普閱讀書目。他的學(xué)生覆蓋大中小學(xué)幼兒園以及航天員。

作為一名大學(xué)教授，高教授為什么樂(lè)于走到一線給中小學(xué)生上課呢？高云峰教授表示：“我參與了國(guó)家義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定，也參與了高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定。我深知，課標(biāo)制定之后，教材按照課標(biāo)寫，會(huì)稍微損失一點(diǎn)點(diǎn)信息。然后，老師拿著課本上課，又會(huì)損失一些信息。我想，有機(jī)會(huì)的話，我就直接深入到大中小幼兒園，直接給他們上課，把自己對(duì)科學(xué)和技術(shù)工程的一些理解，直接傳達(dá)給學(xué)生，同時(shí)也為一線教師做一些示范。比如，如何考慮把不同學(xué)科融在一起，變成一節(jié)自然的探究課，如何讓學(xué)生在這堂課里既收獲知識(shí)，同時(shí)又得到心智和思想上的啟發(fā)?！?/p>

實(shí)習(xí)生 黃越 揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?王穎

視頻 王穎 薛超

校對(duì) 陶善工

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