科技創新打出教育王牌！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生水科技發明比賽暨斯德哥爾摩世界青少年水獎中國地區選拔賽結果塵埃落定，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對水源的影響研究報告》和趙靜茹小組《清水綠葉家園構想》斬獲全國一等獎，占據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》榮獲優秀獎，展現出不俗的發明創新能力。據悉，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。本次比賽展現出學校優秀學子對水資源和水環境保護的高度重視，以及學校對于學生科技學習、創新素養的大力培育。

 

 

 

                團隊同心共濟

 

 

　  今年3月，史瀚林就和小組成員著手準備研究生活中的有害物質對水源的影響，他們一頭扎進南部山區進行實地考察，每個周末傾注七八個小時的精力。通過走訪當地居民和實地勘測，發現農藥對水源的危害嚴重影響了人體健康。抱著格物致知的精神，史瀚林小組又輾轉到省立醫院，在中毒與職業病科對食物中毒的病人進行深入了解。“農戶為了除蟲、保鮮打的農藥是大部分人食物中毒的根源，嚴重的還可能致癌。”史瀚林說道。不僅如此，下雨天農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，用大量數據組建了各類分析模型。“剛開始我們經驗不足，問卷不知道給誰發，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重要，在崔西彬老師的指導下，他們克服了畏難心理，漸漸走上正軌，最終獨立完成了調研過程。“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，也變得大膽細心了許多。”獲得全國一等獎讓他們備受鼓舞，也決心繼續備戰明年的水科技比賽。

 

 

    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水的主題開始探索社區節水方法，改善社區水資源利用狀況，推動全社會低碳節水循環利用。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調查，“訪談中我們發現老年人的節水意識比較強，節水方式也比較傳統，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、社區污水循環利用、家庭水龍頭改造、社區節能噴泉、水流發電能源構建六個節水創新概念。為了制作節水模型，趙靜茹小組進行了反復試驗，過程中使用的水質檢測儀正是學校在2018年獲得水科技全國二等獎的作品。

 

　　團隊協作過程中難免會有摩擦，“分析材料的時候我們三人的想法常常不同，我希望把每個要點展開詳細說明，其他人可能會想結合起來系統闡釋。”遇到這種情況，組內往往采用公開投票或者請教老師的方法解決，讓報告質量盡善盡美。“參加這次比賽豐富了我的地理知識，增強了團隊協作能力，讓我對濟南的泉水有了更系統的了解，相信不久的將來濟南會真正實現‘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明創新類獎，源于季仲凱在生物課上對水體富集產生的興趣。“過量的氨氮會導致水體富營養化，人類吃掉水中的生物后，這些有害物質會留存在體內無法降解。”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，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束后還要進行大量計算，一步錯則步步錯，這對所有人的細心和耐心程度都是一個考驗。

 

　　據季仲凱介紹，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，需要提前學習，在學習時間緊迫的高二，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，現在變得細心很多，今后我想繼續深入研究水體內氨氮化合物對環境及人類的影響，爭取實現更大成就。”季仲凱說道。

 

 

 

               指導教師親力親為

 

 

　　2012年，濟南三中第一次參加水科技比賽，出于對人工智能領域的濃厚興趣，崔西彬自告奮勇帶隊前往北京參賽。火車跑得快，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，不論調查報告類還是科技發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秀指導教師。“從2012年到現在，所有的參賽項目我都妥善保存下來，既是紀念也是靈感。”崔西彬說道。

 

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

 

 

    在項目推進過程中，崔西彬認為最難解決的是時間問題，學生白天學習任務繁重，晚上還需要查漏補缺，只能利用周末和假期時間準備比賽，為了能交出一份滿意的答卷，老師和學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，更是各種果園、菜園的‘常客’。平時還會帶著水科技社團的學生前往光大水務集團、濟南高新污水處理廠等地開展探究學習。”崔西彬不論寒暑，在每個指導環節都親力親為，成為學生們堅實的依靠。

 

　　“平心而論，學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明的創意。”崔西彬拒絕填鴨式教育，不僅備賽過程集思廣益，平時的化學課堂上也善于引導啟發學生，讓每個孩子的優秀創意都有機會落地、登上全國水科技比賽的舞臺。據了解，參加比賽的每個學生文化課都非常優秀，在研究項目的過程中還能學習到高中范疇外的知識，為大學的專業學習做鋪墊。崔西彬真誠地希望學生們能通過參加水科技比賽開闊視野、實現自身全方位發展。

 

 

                培養學生社會責任意識

 

 

　　優異成績的取得離不開學校的保駕護航，據悉，濟南三中為研究性學習課程的開展提供了資金、設施等方面的大力支持。學校開設了3D打印室、創客教室、機器人工作室、水科技工作室、無人機創作空間等六個專用教室供學生使用。每周一次的探究性學習課堂上，學生們可以研究風俗小吃、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自由探索，這也是水科技社團能夠大放異彩的原因。

 

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

 

 

    學校從三個方面狠抓節水工作，建章立制方面成立了節約用水工作領導小組，動員全校師生參與節水活動。據了解，每年學校申報的用水計劃以上一年的數據為依托，采取新的措施提高用水效率，確保無計劃外用水，學校每個區域都有用水情況實時監視，一旦出現用水異常會及時通報，開展自查自糾。宣傳方面學校開展了豐富多彩的綜合實踐活動，在世界水日、全國節水宣傳周增強學生節水意識，并立足課堂進行學科滲透，研究性學習課程就是常見的形式。保障措施方面學校建立健全節水責任制，把節水責任落實到每個師生身上，“去年以來我們對學校供水系統進行了一系列改造，為提高水資源利用率安裝了智能水表、節能綠化噴灌設備等等，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。學校希望同學們杜絕空喊口號行為，真正養成節約用水、保護水資源的習慣，把行動放在細枝末節上，培養起高度的社會責任意識。