原创 学科实验研究“创新点”的跨学科体现 ——青少年科技创新案例启示之四
创始人
2025-02-24 22:41:08
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对参与学校或校外机构科技社团活动的青少年来说,往往会结合自身的兴趣选择学科实验研究项目,并在专业导师和专业实验室的支持下完成,以此作为角逐区域青少年科技创新大赛的作品。就读某中学的小磊,正是在高一下学期被学校科技社团推荐,参与科技后备人才计划——到一所知名大学生物多样性与生物工程国家重点实验室去参与导师指导下的为期一年的实验研究,题目为“羽毛检测猛禽体内某种污染物的应用性研究”。

记得从进入实验室依托透明的落地玻璃环绕起的一个个房间,听到不知名的大型机器轰鸣着,看到试管架摆满了形状各异的管状容器,闻到些许散发着油漆味的有机药剂的时候,小磊为自己能够进入实验室并象科研人员一样做实验研究感到很兴奋。不过这种兴奋在接下来几个月利用课余时间恶补有机化学知识空缺,以及努力攻读国外文献的过程中消失殆尽。

而随后的实验研究更为艰辛,为了检测猛禽羽毛、肌肉和内脏中的有机污染物含量,需要经过样品准备、提取、样品净化和浓缩加标等不同步骤,这都需要耐心、细致和准确的操作。多少次在实验室忙碌一天至身心俱疲,而当所有的心血汇为棕色进样小瓶中的几滴液体,以及经过对数据的统计、分析后最终以论文形式给出结论和建议,小磊和合作的两名同学才体会到成功的喜悦。

当然,给与小磊最大的启示,是对研究项目“创新点”的认识。小磊在导师的引导下,加上自身的思辨认识到,自己所研究的项目属于生命科学领域中生物化学专业方向,探究羽毛作为一种非损伤生物检测方法的可行性是其内容的创新点。而应用化学方法对猛禽肝脏、肌肉和羽毛样品进行检测,则是聚焦特定研究路径的另一“创新点”。至于本研究所测定的区域猛禽体内的某种污染物浓度,从而推断出该区域环境中的特定污染物的下降趋势,则可看作是(生化)学科实验研究“创新点”的跨(环境)学科体现——这让小磊对科技创新研究项目有了更深刻的体验。

众所周知,对参赛青少年科技创新作品的评价,主要包括科学性、创新性和实用性三个维度。而就作品的创新性而言,项目作者应通过对“创新点”——即 作品创新要点的描述向评委或观众展示。这包括诸如作品所涉及的研究内容的创新、研究方法或路径的创新、以及应用场景的创新等关键点。对选择以某一学科为主进行实验研究的孩子来说,老师和家长应引导其既要关注在该学科研究范畴内的“创新点”,亦要发掘项目研究体现的跨学科应用之“创新点”,以体现作品整体的创新性。

中小学生家长和老师应向孩子传播的是,就科技创新研究而言,单一的基础学科研究相比跨学科的交叉学科研究,寻找创新的突破口要更为艰难。而交叉学科研究,往往可借助于不同领域知识的碰撞产生“火花”,形成新的思想和解决问题的方案。

因此,在孩子参与科技创新项目研究时,如选择化学学科,可引导其选择诸如物理化学这样的交叉专业方向;如选择生命科学学科,则可引导其选择诸如生物化学这样的交叉专业方向;而选择工程学学科,则可引导其选择诸如环境科学与工程这样的交叉专业方向。这样的选择结果,有助于孩子在后续的科技创新项目研究中,更易于探索和发现“创新”的突破口。

中小学生家长和老师还应提醒孩子的是,科技创新研究特别是学科实验研究,其最终形成的研究报告或论文中,对“创新点”的描述至关重要——因为这是对所完成的科研作品创新性的自我评价。这里要让孩子注意的是,既要注意通过描述给出对特定学科领域内研究内容的创新、研究方法或路径的创新、以及应用场景的创新等关键要点,更要注意发掘出项目研究体现的跨学科应用之“创新点”,这样通过描述才能显示作品整体的创新性。你说对吗?

(禾青、欣欣、翟立原,20250224,反馈邮箱:zhliyuan@263.net)

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