【校园天地】弘立书院设分子生物实验室 中学生科研成果迈国际

撰文: 校园投稿
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相信许多家长都会发现,这一代的孩子学习能力超前得惊人,学校、老师如何在课程、教学方法
上相应学生的好奇心及求知欲,甚至启发他们愉快学习,成为现时教育的重要课题。香港一间私
立学校——弘立书院半年前在校内开设具备大学级数研究设施的“分子生物实验室”,让中学生
“落手落脚”做个人感兴趣的科学研究。

弘立书院的分子生物技术教授教授梁志清说,分子生物学是二十一世纪的潮流学科,要帮助学生发掘兴趣和提升学术水平,研究身边细菌会是有趣的第一步。细菌是地球生物中最大量的一种——估计种类以过万亿计。然而现时估计只有少于0.001%的细菌被鉴定;有经过基因组排序的细菌则更少于10,000种类。

弘立的学生都掌握培植细菌及抽取基因作排序的知识。而由学生所收集的完整细菌基因数据,均能呈交与国际基因数据库以作发布。甚至有学生凭研究项目,出席著名国际科学会议上发表科研成果,例如在2018年美国微生物学会上,弘立学生与其他大学研究生及行内专业人士,一起向1200名与会者发表研究项目的成果;而在2018年美国地球物理联盟秋季会议上,书院学生亦有公开科研报告。由于这些研究成果拥有重要及一定的学术水平,所以也会被刊登于国际级科学期刊上。

弘立书院分子生物技术教授梁志清(右)、分子生物技术、生物化学科研科学家Simon Griffin博士(中)、科研技术员黎嘉琦(左)。(弘立书院图片)
弘立书院的“分子生物实验室”具备专业的聚合酶连锁反应仪、实验室超纯水系统 、 微量紫外光-可见光光谱仪、桌上型低温离心机、液态氮储罐、倒立萤光显微镜、伺服器(基因 排序分析及生物信息学)等。(弘立书院图片)

高中生研究海洋公园企鹅粪便大肠杆菌

弘立书院“分子生物实验室”科研人员Simon Griffin指出,学生对于可以发展自己感兴趣的研究项目都表现雀跃,例如去年曾有十二年级学生到海洋公园,收集企鹅粪便样本进行大肠杆菌的研究,学生每星期都把课余时间用于研究项目中,十分投入,而且过程可以与专家、博士生等一起学习,获益远比单从书本中学习更有趣。

弘立书院的学生到海洋公园从企鹅身上拿取大肠杆菌物种进行分析。(弘立书院图片)

“我们的学生可以每星期都过来实验室做自己的研究,这让他们从真实世界去学习,而不只是为了考试而学习。”梁志清教授指出,把高阶的科学教育引入高中,近年在国际上渐已成风,在美国已陆续有中学在校园内设置与大学同级的科学实验室。“在我读书的年代,上大学才学基因;现在于小学阶段,已可以向小朋友灌输基因学的概念,例如你的样貌似爸爸或妈妈,已受基因影响。”

弘立书院的学生于分子生物实验室内,进行各种实验研究。(弘立书院图片)

小四开始学用培养皿

采用IB(国际文凭项目)课程的弘立书院,于2013年已透过独立资助的“书院计划”,让学生参与进阶科学教育,其中包括分子生物及生物有机化学的课堂;当时因校内未建成“分子生物实验室”,学生会在暑假或课余时到合作的大学使用实验室。弘立的“分子生物实验室”启用后,学生可以在内进行微生物、基因等相关研究。梁志清指出,学生先在小学的四、五年级开始,在课室做琼脂艺术(Agar Art),即在科学实验常用的琼脂培养皿(agar plate)上用细菌来“绘画”,熟习后,到七至八年级可参加分子生物技术联课活动。踏入高中后,九至十二年级的学生便会在教授及科研人员的指导下,进行STEM相关的个人研究项目。

“现在的小朋友学习模式已很不同,他们是learning exponentially(倍数增长式学习)。”传统规定每学年进度的线性式课程,或会让学生感觉枯燥。“你知不知道为何现在学生觉得上课很沉闷?因为他们的脑袋转得很快,我们以为他们学不到,其实是他们学得快过我们。”梁志清强调:“现在的教育制度,要更积极地跟得上年轻人。”

去年四月,弘立书院十二年级学生在全球最大型的微生物学会议“美国微生物学会 Microbe 2018”上,展示他们的科研成果海报。(弘立书院图片)

记者体验课:科学实验基本功

研究实验为本的科学教育,由“落手落脚”做起。学校为传媒提供一节实验室体验课程,让记者亲身学习做科研的“基本功”——使用移液器(pipette)。我们抽取加入生理盐水稀释的泥土细菌样品溶液,转移到琼脂培养皿作细菌培植。“别少看这基本步骤,单是手执移液器的手势,已经有许多技巧要苦练。”梁志清笑指记者初执移液器的手势,暂时只得C-,“我当年也只是D级。”他笑说。

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肯学比知道重要

研究实验为本的科学教育,中学生真的做得到吗?梁志清认为:“学生不是懂得所有知识,但他们可以学。只要愿意去学,肯定较他们知道多少重要。”他坦言,这种教育观念是革命性的,亦是必须要推动的:“我从港大退休,来中学帮忙(推动科学课程),是因为我发觉年轻人到大学时已失去创意。若不在中学时吸引他们去创意学习,我们会错失了我们的young mind(年轻人的头脑)。”

弘立书院“分子生物实验室”梁志清教授认为,让中学生透过做个人研究实验,是科学 教育的趋势。(弘立书院图片)
“分子生物学实验室”开办的分子生物技术短期课程亦惠及弘立家长, 至今已有30多名 弘立书院的家长,从“分子生物学实验室”开办的分子生物技术短期课程毕业,另更有50多名家 长期待著在未来新学年参加该课程。(弘立书院图片)

(内容由弘立书院提供)

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