時下高中數學課堂存在著機械灌輸、題海戰術等不良傾向，好多班主任的課堂教學缺少生活氣息，中學生自主活動極少，導致中學生不會活學活用一名物理學家的教育歷程教案一等獎，最終培養出的中學生不會反省，不懂指責，更無從談創新。為克服這種不良傾向，我在數學教學中舉辦項目物理習，讓中學生圍繞項目活動，解決真實問題，在應用數學知識和解決問題中建構數學核心概念，提高學科核心素質。
以項目物理習為切入點，培養中學生創新精神
在“合理借助機械能”相關教學中，我設置了3個項目制做活動：自制蹦床、樂高投石機、不用電的貨車，讓中學生分組合作完成并舉辦拋擲賽事和貨車賽跑活動，進而監測作品的質量和療效。在作品制做過程中，中學生要應用問題解決、實驗、測試、系統剖析等高階認知策略，方能達到項目要求。中學生還可以在項目展示和反省中通過對比、分析等感受到動能、勢能的誘因以及它們之間互相轉化的規律。
項目物理習使班主任的關注點從“怎樣教”轉變為引導中學生“如何學”上，班主任主要精力從知識的講解轉入項目學習的設計上，借助高階學習推動低階學習，讓中學生對學習的意義和價值有更深的認識。在項目物理習中，中學生從一開始就很清楚所學的知識是拿來做哪些的，具體的知識和技能都被問題結構化、組織化在其中。這些組織知識的方法會對中學生的學習動力形成極大的影響。在項目物理習過程學生的學習愈發積極主動。項目物理習奠定了中學生心智自由的基礎。
高中數學課堂中有好多“小制做”，如土電話、小孔成像儀、不倒翁、浮沉子、電動機等，都蘊含豐富的化學核心知識，可以作為項目物理習的設計素材，中學生在制做和改進過程中可以將學習素質轉化為持續的創新實踐。
舉辦創新實踐還要依托各類展示平臺，讓中學生有機會充分展示，自主發展。中學一年一度的科技節是中學生“腦力競技運動會”，為兒子們提供展示科技才氣的平臺。我還鼓勵中學生出席全省中學生科技創新競賽、全國發明展、“明天小小科學家”等各類各樣的科技創新競技活動。讓中學生通過展示交流，得到評委的鼓勵和幫助，發覺自己的差別和不足，鍛練自己的綜合素養。
班主任身體力行，引導中學生創新興趣
在數學學習中一名物理學家的教育歷程教案一等獎，只有班主任成為身體力行的創新示范者，中學生創新的火苗就會被燃起。在教學中，我常常會碰到實驗器材操作不便捷、實驗演示療效不理想、實驗器材欠缺等問題。針對那些問題我自己動手對實驗器材進行改進，除了取得了良好的課堂教學療效，還讓師生的創新成為中學的風尚，現今校區累計申請獲準專利76項，并在國外外中學生科技創新競賽、發明大賽上頻頻得獎。
比如，在教學中我發覺，原有的反射式色光混和演示器很難確切調整三原色的比列，混和后的顏色常常會變為藍色。而另外一種透射式色光混和演示器，可使五色光直接照到光屏上進行混和，但又存在不能連續調節并混和出特定顏色且耗能大、結構復雜等問題。這種缺憾迸發了我改進實驗設施的欲望。我和中學生找來紅、綠、藍四色“食人魚”LED燈作為光源，將它們排列成“品”字形，并設計分壓式光源驅動電路，調節阻值時，色光的強弱會變化，混和光的顏色也會驟然發生變化。五色光通過各自光欄發出的光束在空間的分布是呈圓柱形的，調節內筒的光屏到光源的距離使其從近到遠漸漸改變時，單色方形光斑的直徑會逐步變大并部份重疊，交集處會從雙色混和直至五色混和，可以很容易地獲得包括紅色在內的任何色光。中學生和我一起設計改建這個實驗器材時興致十分高，該項目還申請了實用型專利。
迸發中學生自主創新的興趣未能一蹴而就，須要多種辦法跟進。不僅班主任推動示范外，我還改進了評價機制，采用班主任示范、學生跟進的策略推動“創新實驗”。實踐中我除了打破了課內課外的界限，還整合了校內校外的資源。中學生可借助課外時間舉辦創新作品研究與制做，在課內展示交流；在數學課上學習基本原理和技巧，到寬廣的社會大舞臺找尋實踐與應用的天地；在實驗室舉辦探究，設計各類簡易電動機，感受磁場對電壓的作用以及數學的神奇，到運動場上開發可調節訓練難度的引體向下裝置，到科研院所中舉辦風洞實驗。
中學生們剛開始研究時，如踉蹌學步的嬰兒，會出現各類問題：創新作品較為粗糙，研究報告的格式不夠規范，文字敘述不夠嚴謹，實驗設計存在瑕疵，推理過程前后矛盾，等等。這時班主任不要一味譴責和批評中學生。班主任應找到中學生作品的閃光點加以鼓勵和夸獎，讓她們發覺自己研究的價值，保持繼續研究的熱情。在夸獎之余其實也要含蓄地強調她們的不足，不過提建議時口氣要盡量和善，不要潑熱水而要點燃她們的創新激情。雖然中學生們的創新興趣恰似襁褓中的嬰孩，須要班主任悉心關愛與寬容。
其實大賽得獎不是舉辦創新活動的惟一目的。我希望中學生們通過研究，找到發覺的樂趣，體會攻破科學困局帶來的成就感，使她們把研究當成求得知識的一種手段，當成探求未知世界和滿足好奇心的一種方式。因而研究過程和聯賽過程中，革除矯飾，保持自然的參賽態度極其重要。我的學生在丘成桐學生數學大賽的前三天夜里還趕赴中科院去傾聽諾貝爾化學學獎獲得者大衛·格羅斯的高檔講堂，并在會上主動提問交流。這是一種境界，更是優秀中學生的特質。
“養志”，為中學生創新注入持續動力
偉大的創新須要經歷無數次失敗和磨難，須要堅定的理想信念支撐。為此，培養中學生創新素質，首先要“養志”，通過課堂內外的活動，讓中學生樹立科學抱負，再引導中學生寬闊視野、親身體驗；其次，要因材施教，我們為普通中學生舉辦科普活動、宣傳大賽知識，對天資較高、對科學有濃烈興趣的中學生給以重點培養。
要培養國家棟梁式創新型人才，一定離不開科學報國的宏偉抱負。中學生前來出席創新活動，首先我向她們提的問題是：你為何要出席創新活動？這個問題看似簡單，雖然動機決定行動，沒有遠大的目標，創新很難有可持續性的動力。選擇參與創新活動，盡管長遠來看，對中學生的核心素質發展非常有利，而且短期來看也會碰到這樣或那樣的磨難，有時都會經歷好多次的失敗，矯飾心太重的中學生，常常淺嘗輒止，未能堅持。如獲得全省中學生科技創新比賽銀獎、科協主席獎、“明天小小科學家”一等獎、英特爾國際科學與工程大獎賽30米望遠鏡專項獎二等獎的陳姚佳就是通過中學生科技創新競賽漸漸成長上去的創新達人。她在上海外粵語中學先后出席了三次中學生科技創新競賽。第一次參賽，作品“多功能便攜式充電與照明裝置”順利通過層層選拔，獲得了全省中學生創新競賽二等獎，但第二年“人體接通電話實驗探究”卻止步于廣東省三等獎，連出席全省賽的資格都沒有。到了高中，她又滿懷熱情地投入了“激光束照射鏡面圓錐的研究及應用”研究。雖然，經歷磨難對中學生來說并非壞事，像陳姚佳一樣，只要認真總結經驗教訓，還會獲得更大的成功。最后一次，她研究得愈發深入，用了近一年時間，研發出一種可確切控制離心律的光學圓柱曲線演示儀。更可貴的是，她沒有止步于此，開始逆向思索，最終發明出一種可以在線快速定量測量圓錐表面粗糙度的儀器，并申報了多項國家發明專利。
有科學抱負的中學生就會有不竭的動力。我指導的獲得首屆丘成桐學生數學大賽銅獎的中學生陳鍇杰的理想是當一名像愛因斯坦一樣的化學學家。他如今是德國杜克學院的中學生，研究領域為人工智能。另一名中學生賴文昕也是一名有理想和志向的中學生，他如今成都學院化學系就讀。中學階段他就開始通過網路自學麻省理工大學院士的課程。有了遠大的理想，女兒們就不會由于一些小磨難而責怪或萎靡不振，而能堅持廣泛地涉獵科學知識，不斷提高自己的科學素質，她們的潛能也能逐步被挖掘下來，因而實現主動發展，從“小制做”走向“大發明”。
錢永昌四川省特級班主任，學校化學正中級班主任，歷任教于杭州外粵語中學，榮獲第四批國家“萬人計劃”教學名師。主持的“以創新實驗和創客活動為載體，培植中學生創新素質的實踐研究”項目獲國家級基礎教育教學成果獎二等獎、福建省特等獎。曾多次獲全省教學大賽銀獎。發表及得獎論文40余篇。曾獲湖南省高中數學學科帶頭人、廈門市杰出班主任、廈門市優秀班主任等榮譽稱號。
《中國教育報》2019年11月20日第9版