新浪财经

从校园实验室走向国际领奖台,上海高二女生获全球发明金奖

滚动播报 11.12 20:31

(来源:上观新闻)

11月,好消息从德国传来。上海财经大学附属中学高二学生汪卿怡的“生物菌肥料改良设备”,在第78届德国纽伦堡国际发明展(iENA)的600多个项目中脱颖而出,经过约20名国际评委的两轮评审,摘得金奖。

“我从高一就开始关注城市枯枝落叶、农田秸秆大量堆积情况,通过学校的实验课程、科创课程,在实验室里一点点将其做成课题、真正落地。”汪卿怡说。

两年时间,从落叶堆走到国际展台

今年的德国纽伦堡国际发明展(iENA)为期3天,汪卿怡的“生物菌肥料改良设备”与中国展团的145个项目共同在纽伦堡会展中心参展。每个项目要在自己的展位上摆展板、样机和实物,由发明展聘请的国际专家评审团在展期内逐个展位看、逐个问。评审团成员包括专利审查员、工程师、高校教授和发明协会代表等,重点考察项目的创新点是否成立、技术做到什么程度(样机还是概念)、有没有实际用处、能不能推广或产业化。

初中毕业的那个暑假,汪卿怡有机会走进了实验室,并被实验室吸引,进入高中后,她也开始关注学校的实验课。也是在那时,她发现小区草丛里堆积着许多枯枝败叶,看上去很脏。结合学校实验课上学到的基本操作,汪卿怡想到用所学知识为小区里的枯枝落叶找到一种新的处理方式:用鼠妇处理枯枝落叶。

“真正动手去做才知道搞科研并不容易,我也只能挤出周末和课余时间泡在实验室:枯叶取样、菌株分离涂布,铁载体、解磷能力测试,流程繁琐耗神。”汪卿怡说,培养基操作失误,整个实验作废;数据不达预期、土壤指标波动,只能反复重做。

深夜离开实验室的她也曾萌生退意,但还是整理问题重新出发,请教老师对照怎么设、指标怎么选、成果怎么落地。经过近两年的研究实践,课题由此迭代成“纤维素降解芽孢杆菌C1与鼠妇协同改良土壤”的完整研究:筛选出优质C1菌株,完成盆栽对照试验,还设计制作了履带式智能投放装置。

“一亩地或一堆落叶用下来多少钱,菌液能不能自己扩培?”“鼠妇从哪里来、会不会跑掉、会不会咬根、冬天还能不能存活?”“菌液能放多久、会不会变质、喷头会不会堵?”……在纽伦堡会展中心,国际专家评审团与参观者的问题接踵而至,“整个过程都是用英语交流,我之前也进行了大量的准备。”汪卿怡说。

通过这次展览,汪卿怡也有了对装置升级的新计划,“评审老师建议我把处理量、行进速度等做成可记录的数据。有了这些数据,就能更方便地改进装置、开展田间对比,让这个项目更有机会实现产业化。”

她不是被单独“挑出来培养”的个案

汪卿怡并不是学校单独“挑出来培养”的个案。上海财经大学附属中学对标STEM四大领域构建“财智STEM”课程,形成“三级四层”架构:课程上分“基础实验—进阶探究—综合应用”三级,能力上设“普及层—拓展层—精进层—卓越层”四层,实现从全员培育到个性化发展的衔接。基础实验保证每个学生都有一次真实动手的经历,进阶探究开始收窄到具体问题,综合应用要求学生交出可展示、可使用的作品。

汪卿怡走的正是这条通道。高一时她在基础实验阶段的实验课上第一次接触枯枝落叶的处理问题,提出“用鼠妇处理落叶”这个还很粗糙的想法;进阶探究阶段把想法做成课题,反复修改方案;综合应用阶段做出履带式智能投放装置。

“实验课教给了我最基本的一套动作:怎么从枯叶和堆肥里取样、怎么用筛选培养基把细菌分出来、怎么在600纳米波长下测OD600、怎么给每个样品做三次重复……后来我能从稀释液里分出12株形态不同的菌落,靠的就是这些动作。”汪卿怡说。

而科创课程则教会她把一个大问题拆成能测的小步骤:先初筛,再比生长曲线、比铁载体合成、比有机磷水解圈、比滤纸崩解率,最后用统一评分标准选出C1菌株。

另外,生物学和生态学的基础知识给了她两个判断:落叶的“骨架”是纤维素,鼠妇不是“小虫子”,而是分解者。这两句话决定了课题的方向——不是单纯找一株最强的菌,而是让微生物和土壤动物一起干活。

在汪卿怡看来,学校的课程对课题的帮助很具体:方法上,无菌操作、梯度稀释、重复测量让数据站得住;思路上,把菌和鼠妇放进同一个对照体系,才有了后来四组盆栽实验和最关键的结论。

而学校的物化生实验设备今年全面更新,随时开放,供她在周末和课余使用。“这份荣誉离不开老师、父母、同学的支持,更离不开学校对青少年科创的重视与培育。”汪卿怡说。

“财经素养为本、科学思维赋能”

上海财经大学附属中学地处杨浦滨江百年民族工业风貌带核心区域,前身为1933年创办的斯高学院,现为杨浦区实验性示范性高中。学校确立“财经素养为本、科学思维赋能”的办学定位,提出“让每一个学生都经历一次财智融合的创造实践”,把育人目标概括为从“答题者”到“创题者”的跨越。

近年来,学校多名学生在科创活动中取得佳绩,今年全校有18名学生入选上海市青少年科学创新实践工作站;汪卿怡、刘天悦入选上海市青少年科学研究院小研究员,在第九届中国(上海)国际发明创新展览会、第41届上海市青少年科技创新大赛、第二十三届上海市青少年“明日科技之星”竞赛、第二十一届宋庆龄少年儿童发明奖活动中均有学生获奖。

除了搭建课程、创设环境,上海财经大学附属中学还建有专兼职结合的特色教师与骨干教师梯队,构建“校—企—社—高校”协同育人范式,“科学季”也已形成学校的固定品牌,定期开展“院士进校园”活动,为学生厚植科学素养,助力学生在科学探索之路上勇毅前行。

上海财经大学附属中学校长娄斐表示,金奖是学生的荣誉,也是学校的责任,“我们的科学教育,不是培养几个‘领奖的孩子’,而是让每一个学生都有一次从‘问出来’到‘做出来’的经历。”

文字:曹轶姗

图片由学校提供

编辑:曹轶姗

加载中...