科技創(chuàng)新打出教育王牌！濟南三中與全國一等獎“憑水相逢”

 

    近日，第19屆塞萊默杯全國中學(xué)生水科技發(fā)明比賽暨斯德哥爾摩世界青少年水獎中國地區(qū)選拔賽結(jié)果塵埃落定，濟南三中“憑水相逢”社團參選的三個項目從全國兩千多個項目脫穎而出，其中史瀚林小組《基于生活中的有害物質(zhì)對水源的影響研究報告》和趙靜茹小組《清水綠葉家園構(gòu)想》斬獲全國一等獎，占據(jù)了七個全國一等獎中的兩個席位，季仲凱小組《氯化鈉改性沸石凈化水中氨氮的研究》榮獲優(yōu)秀獎，展現(xiàn)出不俗的發(fā)明創(chuàng)新能力。據(jù)悉，這是濟南三中第一次在該項目比賽中同時獲得兩個一等獎，也是濟南市近年來在該項目比賽中的首次。本次比賽展現(xiàn)出學(xué)校優(yōu)秀學(xué)子對水資源和水環(huán)境保護的高度重視，以及學(xué)校對于學(xué)生科技學(xué)習(xí)、創(chuàng)新素養(yǎng)的大力培育。

 

 

 

                團隊同心共濟

 

 

　  今年3月，史瀚林就和小組成員著手準(zhǔn)備研究生活中的有害物質(zhì)對水源的影響，他們一頭扎進南部山區(qū)進行實地考察，每個周末傾注七八個小時的精力。通過走訪當(dāng)?shù)鼐用窈蛯嵉乜睖y，發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥對水源的危害嚴(yán)重影響了人體健康。抱著格物致知的精神，史瀚林小組又輾轉(zhuǎn)到省立醫(yī)院，在中毒與職業(yè)病科對食物中毒的病人進行深入了解。“農(nóng)戶為了除蟲、保鮮打的農(nóng)藥是大部分人食物中毒的根源，嚴(yán)重的還可能致癌。”史瀚林說道。不僅如此，下雨天農(nóng)藥殘留還會進入田地，污染土壤和河流，造成不可挽回的后果。

 

　　調(diào)查問卷是研究過程中必不可少的部分，史瀚林小組收集了幾百份問卷，用大量數(shù)據(jù)組建了各類分析模型。“剛開始我們經(jīng)驗不足，問卷不知道給誰發(fā)，聊天也不知道該問什么。”史瀚林坦言，對他們來說如何邁出第一步至關(guān)重要，在崔西彬老師的指導(dǎo)下，他們克服了畏難心理，漸漸走上正軌，最終獨立完成了調(diào)研過程。“通過這次比賽，我們與人溝通的能力、獨立行事的能力得到了極大提升，也變得大膽細(xì)心了許多。”獲得全國一等獎讓他們備受鼓舞，也決心繼續(xù)備戰(zhàn)明年的水科技比賽。

 

 

    居住在泉城的孩子都有一個清水綠葉家園的夢，趙靜茹也不例外，去年10月她的小組圍繞低碳節(jié)水的主題開始探索社區(qū)節(jié)水方法，改善社區(qū)水資源利用狀況，推動全社會低碳節(jié)水循環(huán)利用。趙靜茹小組三人利用晚飯后居民樓下人最多的時間展開社區(qū)調(diào)查，“訪談中我們發(fā)現(xiàn)老年人的節(jié)水意識比較強，節(jié)水方式也比較傳統(tǒng)，大部分停留在淘米水澆花的程度。”對此，他們提出了地下雨水收集裝置、房屋雨水收集裝置、社區(qū)污水循環(huán)利用、家庭水龍頭改造、社區(qū)節(jié)能噴泉、水流發(fā)電能源構(gòu)建六個節(jié)水創(chuàng)新概念。為了制作節(jié)水模型，趙靜茹小組進行了反復(fù)試驗，過程中使用的水質(zhì)檢測儀正是學(xué)校在2018年獲得水科技全國二等獎的作品。

 

　　團隊協(xié)作過程中難免會有摩擦，“分析材料的時候我們?nèi)�人的想法常常不同，我希望把每個要點展開詳細(xì)說明，其他人可能會想結(jié)合起來系統(tǒng)闡釋。”遇到這種情況，組內(nèi)往往采用公開投票或者請教老師的方法解決，讓報告質(zhì)量盡善盡美。“參加這次比賽豐富了我的地理知識，增強了團隊協(xié)作能力，讓我對濟南的泉水有了更系統(tǒng)的了解，相信不久的將來濟南會真正實現(xiàn)‘家家泉水，戶戶垂楊’。”

 

 

    氯化鈉改性沸石凈化水中氨氮的研究是三個獎中唯一一項發(fā)明創(chuàng)新類獎，源于季仲凱在生物課上對水體富集產(chǎn)生的興趣。“過量的氨氮會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，人類吃掉水中的生物后，這些有害物質(zhì)會留存在體內(nèi)無法降解。”通過實驗，季仲凱和小組成員選擇了低成本、高吸附能力的沸石作為凈化材料。他們到山上采集沸石與各種試劑反應(yīng)，達到把氨氮降解至對水體無害的目的，四五十分鐘的實驗結(jié)束后還要進行大量計算，一步錯則步步錯，這對所有人的細(xì)心和耐心程度都是一個考驗。

 

　　據(jù)季仲凱介紹，每次實驗需要用十種儀器，其中大部分在高中階段都沒有使用過，需要提前學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)時間緊迫的高二，他們竭盡所能提高效率，一有空就鉆進實驗室，向科研的廣度和深度進軍。季仲凱相信，如果效果穩(wěn)定，通過這種方式不光可以凈化城市廢水，還能投入河、湖中大面積使用。“參加這個項目前我是個粗心大意的人，現(xiàn)在變得細(xì)心很多，今后我想繼續(xù)深入研究水體內(nèi)氨氮化合物對環(huán)境及人類的影響，爭取實現(xiàn)更大成就。”季仲凱說道。

 

 

 

               指導(dǎo)教師親力親為

 

 

　　2012年，濟南三中第一次參加水科技比賽，出于對人工智能領(lǐng)域的濃厚興趣，崔西彬自告奮勇帶隊前往北京參賽�；疖嚺艿每欤�全靠車頭帶，十年過去，濟南三中將四個一等獎、三四十個二等獎收入囊中，不論調(diào)查報告類還是科技發(fā)明類項目每年都能闖進決賽，崔西彬和房慶海兩位老師也屢次獲評優(yōu)秀指導(dǎo)教師。“從2012年到現(xiàn)在，所有的參賽項目我都妥善保存下來，既是紀(jì)念也是靈感。”崔西彬說道。

 

　　基于學(xué)校開設(shè)的研究性學(xué)習(xí)課程，崔西彬在2011年創(chuàng)立了“憑水相逢”水科技社團，成立之初學(xué)生們就制作出了濟南水環(huán)境開發(fā)遠景設(shè)計“而”字模型。目前水科技社團在校內(nèi)擁有兩間專門的活動室，出了十本與水有關(guān)的校本教材，這個社團也成為了歷屆水科技比賽人才培養(yǎng)的大本營。最令崔西彬引以為豪的是去年參賽的發(fā)明創(chuàng)新類項目《基于嵌入式單片機的水質(zhì)檢測河道清理仿生魚設(shè)計》，學(xué)生們用過硬的專業(yè)知識、強大的心理素質(zhì)通過了中外專家坐鎮(zhèn)的英文答辯，一舉奪得全國第二名的好成績。

 

 

    在項目推進過程中，崔西彬認(rèn)為最難解決的是時間問題，學(xué)生白天學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，晚上還需要查漏補缺，只能利用周末和假期時間準(zhǔn)備比賽，為了能交出一份滿意的答卷，老師和學(xué)生都犧牲了很多休息時間。“因為水科技比賽的特殊性，我們需要到各個水源地進行實地勘測，在不影響其他工作的情況下，我一年會去三四次南部山區(qū)，更是各種果園、菜園的‘�？�’。平時還會帶著水科技社團的學(xué)生前往光大水務(wù)集團、濟南高新污水處理廠等地開展探究學(xué)習(xí)。”崔西彬不論寒暑，在每個指導(dǎo)環(huán)節(jié)都親力親為，成為學(xué)生們堅實的依靠。

 

　　“平心而論，學(xué)生們的思維能力非常開闊，每年都會給我們提供很多科技發(fā)明的創(chuàng)意。”崔西彬拒絕填鴨式教育，不僅備賽過程集思廣益，平時的化學(xué)課堂上也善于引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生，讓每個孩子的優(yōu)秀創(chuàng)意都有機會落地、登上全國水科技比賽的舞臺。據(jù)了解，參加比賽的每個學(xué)生文化課都非常優(yōu)秀，在研究項目的過程中還能學(xué)習(xí)到高中范疇外的知識，為大學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)做鋪墊。崔西彬真誠地希望學(xué)生們能通過參加水科技比賽開闊視野、實現(xiàn)自身全方位發(fā)展。

 

 

                培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任意識

 

 

　　優(yōu)異成績的取得離不開學(xué)校的保駕護航，據(jù)悉，濟南三中為研究性學(xué)習(xí)課程的開展提供了資金、設(shè)施等方面的大力支持。學(xué)校開設(shè)了3D打印室、創(chuàng)客教室、機器人工作室、水科技工作室、無人機創(chuàng)作空間等六個專用教室供學(xué)生使用。每周一次的探究性學(xué)習(xí)課堂上，學(xué)生們可以研究風(fēng)俗小吃、旅游景點、古建筑的修繕和保護等，只要是積極向上的課題，都可以在興趣愛好范圍內(nèi)自由探索，這也是水科技社團能夠大放異彩的原因。

 

　　此次學(xué)校獲獎的三個項目中，不論是節(jié)約用水、水污染的治理還是水的循環(huán)利用，都是為了增強學(xué)生的節(jié)水意識，引導(dǎo)參賽學(xué)生樹立終身節(jié)水意識，通過他們輻射到周圍同學(xué)及家庭，進而增強全社會的水資源保護意識、培養(yǎng)節(jié)水風(fēng)尚，側(cè)面反映了學(xué)校對于節(jié)約型校園建設(shè)的重視。據(jù)后勤保障部主任趙百杰介紹，去年濟南三中獲評濟南市節(jié)水型公共機構(gòu)示范單位，在水、電、暖氣、垃圾處理等方面均進行了深度落實。

 

 

    學(xué)校從三個方面狠抓節(jié)水工作，建章立制方面成立了節(jié)約用水工作領(lǐng)導(dǎo)小組，動員全校師生參與節(jié)水活動。據(jù)了解，每年學(xué)校申報的用水計劃以上一年的數(shù)據(jù)為依托，采取新的措施提高用水效率，確保無計劃外用水，學(xué)校每個區(qū)域都有用水情況實時監(jiān)視，一旦出現(xiàn)用水異常會及時通報，開展自查自糾。宣傳方面學(xué)校開展了豐富多彩的綜合實踐活動，在世界水日、全國節(jié)水宣傳周增強學(xué)生節(jié)水意識，并立足課堂進行學(xué)科滲透，研究性學(xué)習(xí)課程就是常見的形式。保障措施方面學(xué)校建立健全節(jié)水責(zé)任制，把節(jié)水責(zé)任落實到每個師生身上，“去年以來我們對學(xué)校供水系統(tǒng)進行了一系列改造，為提高水資源利用率安裝了智能水表、節(jié)能綠化噴灌設(shè)備等等，效果立竿見影。”趙百杰說道。

 

　　濟南三中目前正在積極申報各類節(jié)水型先進單位，以評促建，投入水平、管理水平及各項制度落實得到了極大提高。學(xué)校希望同學(xué)們杜絕空喊口號行為，真正養(yǎng)成節(jié)約用水、保護水資源的習(xí)慣，把行動放在細(xì)枝末節(jié)上，培養(yǎng)起高度的社會責(zé)任意識。