制作高分子凝胶净水器、自己酿造啤酒……

中小学科创实验室里的“自主创新”

青岛日报 2022年04月20日

□青岛日报/观海新闻记者 赵 黎

 4月19日,青岛市教育局发布《关于公布青岛市首批中小学科技创新实验室的通知》,确定山东省青岛第一中学人工智能实验室等30个实验室为青岛市首批中小学科技创新实验室。制作高分子凝胶净水器、自己酿造啤酒……从“探究”入手,中小学的实验室以各种生动有趣的实验带领学生们走上“自主创新”之路。

 青岛崂山区第三实验小学的实验室是中医药特色。学生们在中草药种植园里认识中草药,然后到实验室了解配方,可以在专业老师帮助下给自己和家人做茶饮、防蚊荷包等;

 青岛第一中学的人工智能实验室里,学生们就人脸识别、物品分类的智能性来源进行了一系列的探究性实验。实验中,学生们对专用智能的方法、原理等有了认知,并培养了计算思维等核心素养;

 青岛商务学校的啤酒创新实验室开设了啤酒概论、市场营销、啤酒生产原料、麦汁制备技术、啤酒发酵技术、啤酒过滤技术、分析化学、微生物检测、啤酒包装技术、啤酒感官评价、啤酒设备及维修等一系列创新课程。课程从啤酒酿造所使用的大麦、酿造用水、酵母和酒花的特点出发,讲解原材料选用方法,内容涵盖原料粉碎和糖化、麦汁过滤和煮沸以及啤酒发酵等技术,融合了生物化学、食品化学、微生物学、物理学和工程学等多学科知识和技术,为初、高中学生的理化生等学科的学习搭建了直观化学习平台……

 学生在实验中学习,然后应用于实践,这30个实验室都积累了不少让人“惊艳”的成果。

 每个中午,实验高中创新实验室里都会聚集一大批学生。他们或熟练运用各种实验器材验证自己的假设,或在老师指导下改进方案,或小组讨论参赛事宜。有学生在科学杂志上了解到,一种叫季铵盐的高分子材料有杀菌活性,在消杀新冠病毒中有所应用。学生就去找实验室负责人宁磊,提出想要用这种材料制作净水机。“季铵盐是化学中的一个大类,虽然学生从化学课上学到了有机化合物,但还没有学到这么具体的物质。我联系了实验室的专家,邀请青岛科技大学的化学博士提供技术支持,和学生们一起研究。”宁磊介绍,实验室购买了试剂,带着学生做科研。经过好几轮的失败之后,最终他们将季铵盐包埋在海藻酸钠生物凝胶中,用工程学的知识做成了一个净水器的装置。水经过它,便会将致病菌过滤掉。记者了解到,主导这个实验的是高二学生,其在高考选科中选择的组合就包括生物和化学。

 在其他学校的实验室里,这种实践也比比皆是。例如在青岛第一中学实验室,学生设计出了智能温室大棚、有记忆的人工智能衣架、基于识别的垃圾分类等有一定创新性的作品。