新利平台 > 即時新聞 > 文化

國科大創新:研究生擔綱科普隊伍主力軍

發布時間:2024-04-01 15:37:00來源: 中國青年報

 

  這是春分時節種下的一粒科學夢。

  帶來“肥料”和“光照”的是中國科學院大學(以下簡稱“國科大”)“春分工程”科普團隊的研究生們(men) 。

  就在不久前,國科大凝聚態物理專(zhuan) 業(ye) 博士三年級的研究生焦誌超(注:培養(yang) 單位為(wei) 中國科學院物理研究所)在北京市昌平區二一學校四年級課堂上展示了一個(ge) 電學實驗。教室裏,20多個(ge) 小朋友手拉手,圍成一個(ge) 大圓圈。隊伍兩(liang) 端的小朋友分別抓住萊頓瓶的一邊。當萊頓瓶放電的一刻,安全電流瞬間穿過所有的小朋友。

  這讓所有的孩子一下子歡呼尖叫起來。“現在,你們(men) 已經感受到了電的存在。”焦誌超為(wei) 小朋友一一解答為(wei) 什麽(me) 靜電能讓頭發豎起來?為(wei) 什麽(me) 電流可以穿過人體(ti) ?為(wei) 什麽(me) 會(hui) 產(chan) 生摩擦起電的現象?在一堂堂科學教育課程浸潤下,科學的奇妙種子悄悄埋在了孩子們(men) 的心中。

  讓大學生走進中小學課堂授課並不算新鮮事。但如果把時間線拉長到6年,把空間距離從(cong) 1所學校擴大到100所學校,便足見“春分工程”所帶來的科學教育的創新力量。

  中國科學院大學黨(dang) 委宣傳(chuan) 部部長、科協秘書(shu) 長劉衛強給出了一組數據:從(cong) 科學教育資源薄弱的學校開始,“春分工程”至今已走進了100多所中小學、科技場館和社區,僅(jin) 2023年就開展了6343堂科學課程。而如今這一數字還在不斷增長,預計2024年將開展上萬(wan) 堂科學課程。這就意味著,科學的春風正通過“春分工程”這一創新的科學教育體(ti) 係,吹進數萬(wan) 名中小學孩子的心中。

  “要讓孩子們(men) 培養(yang) 起科學興(xing) 趣,提高科學素養(yang) ,創造一個(ge) 能沉浸其中的科學氛圍,那麽(me) 科普活動的頻次就應該增加,最好每周都有課程活動,還要長期穩定地開展。”劉衛強說。

  做孩子科學夢想的“放大鏡”

  走進一所學校,焦誌超總會(hui) 帶上一個(ge) “哆啦A夢口袋”,從(cong) 其中拿出一件件可以創造“奇跡”的科學道具。

  一個(ge) 放在桌子上的電離子魔幻球,當小朋友把手放在上麵,魔幻球會(hui) 發出色彩絢麗(li) 的電弧。但焦誌超還有一種更神奇的玩法:他讓小朋友們(men) 拿上裝著稀有氣體(ti) 的長管,一旦靠近魔幻球,長管便出現霓虹燈一般的顏色。

  坐在教室裏的孩子們(men) 發出了一陣陣驚歎聲。但焦誌超覺得這還遠遠不能展示科學的魅力。他從(cong) 口袋裏拿出日光燈管,靠近電離子魔幻球,手放在燈管上。隨著手的移動,燈會(hui) 隨著手的位置逐漸發亮,就像動漫裏的光劍一般,可以隨意控製燈亮的長度,甚至是位置。

  “演示到這裏,教室早已炸開了鍋。”焦誌超發現,小朋友們(men) 對科學的好奇心被一下子點燃——他們(men) 想知道為(wei) 什麽(me) 稀有氣體(ti) 會(hui) 發光?為(wei) 什麽(me) 不同稀有氣體(ti) 的發光顏色不一樣?為(wei) 什麽(me) 日光燈管的光亮可以隨意控製?

  這是焦誌超最有成就感的時刻。他明白,如果直接講解電學等專(zhuan) 業(ye) 知識,會(hui) 讓小朋友覺得晦澀難懂,失去對科學的興(xing) 趣。但一個(ge) 個(ge) 科學小實驗會(hui) 在他們(men) 的心中留下深刻的印象,等到初高中開始學習(xi) 物理知識,這一粒種子會(hui) 激發他們(men) 對這門學科的熱愛。

  正在從(cong) 事量子光學領域量子關(guan) 聯成像研究的國科大博士生謝錦濤(注:培養(yang) 單位為(wei) 中國科學院物理研究所)把生活中常見的光學知識帶到了中小學課堂。他設計了一門叫作《一起發現光》的課程。

  如何讓光現象變得可見可感呢?這位博士生做了一個(ge) 小實驗:一個(ge) 塑料自封袋,兩(liang) 個(ge) 印有皮卡丘的卡通硬紙片。他將其中一個(ge) 紙片塗上膠水並與(yu) 自封袋的表麵粘貼在一起,而另一個(ge) 則不進行任何操作。在空氣中,兩(liang) 個(ge) 皮卡丘清晰可見,而一旦放入水中,另一個(ge) 未塗抹膠水的皮卡丘卻消失了。

  有同學猜測:是不是兩(liang) 個(ge) 紙片的圖案不一樣導致的?是不是因為(wei) 它們(men) 的顏色不一樣?

  “這是光的折射和全反射帶來的魔法。”謝錦濤向好奇的同學們(men) 解釋,未塗抹膠水的皮卡丘因全反射現象,無法讓光穿透水麵進入人眼,因此“消失在水中”。其實光現象隨處可見,謝錦濤引導同學們(men) 去思考日常手機上網所連接的Wi-Fi信號的產(chan) 生,其中的光通信光纖傳(chuan) 光的原理跟“消失的皮卡丘”一致,也是利用了全反射現象。

  課堂上,已講了上百堂課程的謝錦濤聽到了越來越多來自生活中的科學問題,比如尺子放在太陽光下為(wei) 什麽(me) 可以看到彩虹?三棱鏡為(wei) 什麽(me) 可以出現不同顏色的光?

  “引導他們(men) 用科學的知識去看世界,會(hui) 發現更多有趣的實驗,也會(hui) 培養(yang) 發現問題和解決(jue) 問題的能力。”謝錦濤說。

  從(cong) 2018年起,帶著科學小實驗進課堂的國科大研究生們(men) ,去往密雲(yun) 、昌平、順義(yi) 等地部分科學教育資源相對匱乏的學校,成為(wei) 孩子們(men) 科學夢想的“放大鏡”。

  會(hui) “發芽”的科學夢

  北京市懷柔區第六小學六年級6班的學生秦子彭最喜歡“彩虹的秘密”“飛機的眼睛”等科學實驗,“把特別深奧的科學知識,用非常簡單易做的實驗告訴我們(men) ”。回家後,他研究了爸爸的手機屏幕,上網查了資料,才發現電子屏幕背後藏著複雜的原理及構造知識。他最大的夢想是:“希望有一天我也能用科學的語言表達世界,創造世界。”

  2023年,參加國科大“春分工程”的21個(ge) 學院科普團隊圍繞著人工智能、航空航天、心理健康、化學工程、生命科學、計算機科學等專(zhuan) 題,招募了222名研究生講師,每人準備1個(ge) 題目,每周為(wei) 中小學孩子們(men) 提供不同領域的科學教育課程。

  來自國科大中丹學院的生態學專(zhuan) 業(ye) 二年級博士劉林林曾在下課後收到一個(ge) 小本子,其中留下了不同“春分工程”主講人的簽名。這位小朋友把筆記本拿到她的手邊,希望她可以留下一個(ge) 簽名。

  對於(yu) 劉林林來說,上完一堂課最大的期待是希望孩子們(men) 可以在回家路上跟爸爸媽媽分享,用自己的語言告訴家人今天學到了哪些科學知識。

  為(wei) 了做到這一點,從(cong) 事生態學研究的她準備了一堂名為(wei) 《關(guan) 於(yu) 水的五個(ge) 秘密》的課。在自來水淨化的知識篇章,劉林林告訴小朋友們(men) ,水分子需要與(yu) 汙染顆粒作鬥爭(zheng) ,像打怪物通關(guan) 一樣,隻有幹淨的水分子才能從(cong) 淨水係統中脫離出來。

  在設計課程時,為(wei) 了讓一二年級的小朋友可以自己讀出來,劉林林會(hui) 專(zhuan) 門在課件上標注拚音。

  2021年3月,懷柔區第六小學開始與(yu) “春分工程”合作。3年來,不同領域的科學知識被持續引進中小學課堂。懷柔區第六小學大隊輔導員尹伊觀察到了孩子們(men) 的變化,如今報名參加科學比賽的孩子逐年增加。在其他學科的課程上,孩子們(men) 會(hui) 把國科大研究生們(men) 講解的航天知識糅合進來,在課堂上分享自己看到的航天視頻。

  2023年,教育部等十八部門發布《關(guan) 於(yu) 加強新時代中小學科學教育工作的意見》,其中提到以學生為(wei) 本,因材施教,推進基於(yu) 探究實踐的科學教育,激發中小學生好奇心、想象力和探求欲,培養(yang) 學生科學興(xing) 趣,引導學生廣泛參與(yu) 探究實踐,做到學思結合、寓教於(yu) 樂(le) ,自覺獲取科學知識、培養(yang) 科學精神、提升科學素質、增強科技自信自立、厚植家國情懷,努力在孩子心中種下科學的種子,引導孩子編織當科學家的夢想。

  “身邊的孩子們(men) 變成了‘十萬(wan) 個(ge) 為(wei) 什麽(me) ’。”尹伊發現,一係列的科學教育活動激發了他們(men) 對科學的熱愛。“興(xing) 趣就是最好的科學老師。”

  用童心激活科研初心

  這是一場教學相長的科學教育工程。很多參與(yu) 其中的國科大研究生都談到這項工程對自身科研道路的激勵作用。

  用國科大再生醫學專(zhuan) 業(ye) 碩博三年級研究生管其標(注:培養(yang) 單位為(wei) 中國科學院動物研究所)的話來說,“看到了自己小時候的影子”。

  3月中旬,管其標在講解《昆蟲之旅》的課堂上,遇到了一個(ge) 癡迷昆蟲的四年級小朋友。通過班級上同學零碎的描述可知,這個(ge) 小朋友不僅(jin) 在家裏搭建了一個(ge) 可以隨時觀察昆蟲的小型“動物園”,還把這種癡迷帶到了教室:課桌裏放著一個(ge) 外賣盒子,裏麵裝著不少小昆蟲,旁邊放置一些食物;課桌上擺放著昆蟲的專(zhuan) 業(ye) 書(shu) 籍,筆記上有抄寫(xie) 的昆蟲知識。

  在同學們(men) 的眼裏,這是一個(ge) 酷愛昆蟲的“奇怪”小孩。管其標對大家說:“他現在看起來確實跟你們(men) 不太一樣。但我要告訴大家,小時候的我也是這樣的,但經過十幾年的學習(xi) 和成長,我成了國科大的學生,走進全國頂尖的昆蟲研究院所。”

  這讓管其標想起了十幾年前的那個(ge) “怪小孩”:會(hui) 趴在地上看螞蟻或者小蟲子,蹲在樹下、跑到水邊看昆蟲,一待就是一個(ge) 下午。

  從(cong) 事科研多年,要在基礎學科獲得突破往往需要走過漫長的、無人問津的時光,當初對昆蟲的熱愛和癡迷逐漸退卻。“但從(cong) 小朋友的交流中,又看到了當初的自己。”管其標覺得,“這是一件很激動、很振奮人心的事情。”

  學習(xi) 了8年遙感相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 知識,在為(wei) 中小學的科學課堂準備時,國科大地圖學與(yu) 地理信息係統專(zhuan) 業(ye) 碩士二年級的錢佳琪(注:培養(yang) 單位為(wei) 中國科學院空天信息創新研究院)回想起自己剛入門時的狀態。課堂上,老師從(cong) 圖形學、攝影學、色彩學等知識講起,喚起大家對學科的興(xing) 趣。

  錢佳琪告訴小朋友們(men) ,衛星就像是從(cong) 天上看世界的眼睛,可以大到觀察地球的升溫狀況,也可以小到觀察植物的生長情況。

  “研究生不能一直局限在書(shu) 本裏,要多跟外界接觸,才能更好打開自己的思維。”在課堂講解之中,錢佳琪把生活中的遙感知識分享給同學們(men) ,也讓他越來越理解到科研要服務於(yu) 生活,服務於(yu) 每一個(ge) 普通人。

  劉林林的手機裏存著一張紙條的照片,其中寫(xie) 著:“林林老師,謝謝你給我們(men) 講課,祝你成為(wei) 最厲害的科學家。”

  “春分工程”走出一條服務科學教育的新路

  “春分工程”從(cong) 最開始每周5名研究生走進1所學校帶來的5場報告做起,到如今,這支科學教育的研究生隊伍越來越壯大。隨著國科大所有科教融合學院以及中國科學院京區16個(ge) 研究所加入,“春分工程”科普團隊已發展為(wei) 500名講師,每周可以走進100所學校帶來700場報告。

  為(wei) 了保證服務中小學的科普工作能夠可持續開展,國科大成立了科學技術協會(hui) ,秘書(shu) 處設立專(zhuan) 人專(zhuan) 崗對接中小學負責“排課”。

  國科大科協秘書(shu) 處餘(yu) 玉婷的工作之一是負責每周對接所有中小學的排課和調課。“國科大研究生每周有課程、實驗、組會(hui) ,還會(hui) 不定期跟導師出差。那麽(me) 我會(hui) 負責動態調課,保證每一所中小學的科學教育活動正常開展。”

  “我們(men) 和100多所學校一一建立了微信群,除了安排每周課程,還可直接獲得中小學師生對於(yu) 科普活動效果的反饋,幫助研究生講師提升科普能力。”負責“春分工程”項目運營的國科大科協常務副秘書(shu) 長吳寶俊提到,依托於(yu) 此前試點學校的成功實踐,“春分工程”形成了一套相對穩定的研究生授課流程。

  為(wei) 了讓這一支科學教育的青年隊伍穩定運轉,吳寶俊介紹,國科大建立了科普中心,設置了科協,由專(zhuan) 門教師負責與(yu) 各個(ge) 中小學對接和溝通,拓展“春分工程”的輻射範圍。為(wei) 了提高教學質量,學生自主填寫(xie) 報名,在每年9月到10月中旬組織培訓,對授課內(nei) 容和方法進行把關(guan) 。

  調任北京市懷柔區喇叭溝門滿族鄉(xiang) 中心小學校長後,李勁鬆主動跟“春分工程”聯係,希望科學教育可以輻射到山區的孩子。

  這名多年關(guan) 注“春分工程”的教育工作者看到這一項科學教育工程的價(jia) 值。如今他所在的學校,因地理位置限製,學校和家庭可以提供的科技資源相對匱乏,孩子們(men) 無法獲得持續的科學教育。

  吳寶俊也看到了這一困境。根據他掌握的情況,北京地區高校、科研院所中擅長做科普或者有時間長期開展科普活動的理工科專(zhuan) 家,據估算隻有幾百人。“並非所有的研發人員都擅長做銷售,也並非所有的科研人員都擅長做科普。”

  而北京市教育委員會(hui) 公布的《2023-2024學年度北京教育事業(ye) 發展統計概況》顯示,北京有714所小學,有687所普通中學。“這意味著平均幾所學校分配不到一位科普專(zhuan) 家。”在吳寶俊看來,即便是科學資源最豐(feng) 沛的北京地區,也麵臨(lin) 著科普專(zhuan) 家缺乏的困境。

  2023年,教育部校外教育培訓監管司負責人就教育部等十八部門《關(guan) 於(yu) 加強新時代中小學科學教育工作的意見》(以下簡稱《意見》)提出,要做寬校外科學教育資源。其中強化供需雙方對接,明確要開展科學教育的時間和次數要求,讓參與(yu) 方式變“短期”為(wei) “常態”,實現校外科學教育與(yu) 學校的“雙向奔赴”。另外,針對如何確保薄弱地區、薄弱學校及特殊兒(er) 童群體(ti) 在科學教育中“一個(ge) 都不能少”,負責人也做出了重點回複,提到《意見》高度重視科學教育的幫扶托底工作。

  在服務科學教育的道路上,“春分工程”走出了一條新路。“讓研究生成為(wei) 科普隊伍的主力軍(jun) ,既可以彌補科普專(zhuan) 家人數的不足,還可以通過科普活動讓研究生和中小學生得到共同成長。”

  吳寶俊說,要把科學教育與(yu) 高校育人功能相結合。等到10年之後,當這些研究生成長為(wei) 研究員的時候,就是中國的下一代科普專(zhuan) 家。

  “‘春分工程’彌補了學校科學教育資源的不足。研究生上課形式有趣多樣,讓孩子們(men) 感興(xing) 趣,愛學習(xi) 。”李勁鬆去課堂旁聽時,聽到了國科大研究生給學生們(men) 分享大學的求學故事。有孩子說,未來自己也要去這所學校讀書(shu) 。

  “從(cong) 興(xing) 趣角度去引領,通過榜樣的力量去帶動,給孩子們(men) 埋下了一粒科學的種子。”談到“春分工程”,李勁鬆說得最多的兩(liang) 個(ge) 字就是“影響”。

  國科大常務副書(shu) 記、科協主席王豔芬強調,“春分工程”是國科大的科普品牌,也是學校一項重要的社會(hui) 責任項目。“我們(men) 希望青年學子在服務社會(hui) 的實踐中,體(ti) 悟‘博學篤誌’的價(jia) 值追求,涵養(yang) ‘格物明德’的人格氣質,真正做到全麵發展。”

  下一個(ge) 10年,吳寶俊計劃將現有的“春分工程”模式擴展到中國科學院在全國各地的教育基地和研究所,每年從(cong) 國科大在讀的6萬(wan) 餘(yu) 名研究生中遴選出2%左右形象好、表達好的研究生,經過係統化培訓,組建服務中小學的科學教育隊伍,覆蓋更多的中小學校,持續穩定地開展1萬(wan) 場以上的研究生科普報告,讓更多的孩子懂科學、愛科學。

  一張北京市密雲(yun) 區小學操場的照片始終保留在劉林林的手機裏。照片裏牆上寫(xie) 著:“讓每一個(ge) 鄉(xiang) 村少年都擁有人生出彩的機會(hui) 。”

  中青報·中青網記者 楊潔 來源:中國青年報

(責編:常邦麗)

版權聲明:凡注明“來源:新利平台”或“新利平台文”的所有作品,版權歸高原(北京)文化傳(chuan) 播有限公司。任何媒體(ti) 轉載、摘編、引用,須注明來源新利平台和署著作者名,否則將追究相關(guan) 法律責任。