“科技创新靠人才,人才培养离不开教育。教育是科技发展的基础,对一个国家、对一个地区都是如此,教育上不去,科技就没有后劲,创新也无从谈起。”山西省科协巡视员、山西省青少年科技教育协会理事长关原成日前接受记者采访时说。
百年大计,教育为本,教育大计,教师为本。任何教育方针、教育政策和教育目的,最终主要通过教师来实现。如果没有一支业务过硬、实践和创新能力强、综合素质高的科学教师队伍,改革、发展、创新都是了空中楼阁。为此,2012年年初,省科协提出“四大科普”计划,作为“四大科普”计划重中之重的“科普助教”,引起教育系统的高度关注。围绕这一计划,山西省科协、山西省青少年科技教育协会做了大量工作,以推动我省科学教育的蓬勃发展,发挥科协组织知识链高端人才服务教育的作用。
物理课就像讲故事
“来三位大一的学生、三位大二的学生。”2012年9月22日上午,太原师范学院黄陵校区的礼堂内,座无虚席,来自中国科学院老科学家科普报告团、首都师范大学附中的特级教师王邦平教授站在讲台上,向台下就坐的250余名学生说。
六位学生踊跃上台,与台下学生面面而对。在大学生面前的桌子上,分别摆着一个空水果盘、一个空矿泉水瓶、一枚鸡蛋。王教授说:“用空矿泉水瓶和水果盘,把鸡蛋的蛋清和蛋黄分开。要求自己记住操作的每一步。”
实验开始啦,1分钟,2分钟,3分钟……8分钟过去了,6位学生中只有2位同学成功分离了蛋清和蛋黄。其中一位学生是磕开鸡蛋,用水瓶口一点一点吸蛋清,因瓶口太大,几次差点把蛋黄吸入,好在最后有惊无险。另一位学生是将鸡蛋两头各抠开一个小孔,让蛋清慢慢流出,因为孔不敢抠的太大,所以,8分钟过去后,蛋清也没有完全流入水瓶。王教授让实验成功的学生陈述原理时,用水瓶吸蛋清的学生直接了当地说“不知道”。另一位学生提到了压强和蛋黄外的薄膜。这时,王教授语速放慢地讲到:“这是一个最简单的物理实验,但就这么一个简单实验,也有它的原理,刚才那位女同学说得不错,但还有最简单的分离方法吗?”说完只见王教授磕开鸡蛋置水果盘中,使劲捏扁空矿水瓶,之后对准蛋黄轻轻一吸,盘子顺势一斜,前后不到10秒,蛋黄就进人瓶中,蛋清留在果盘里。阶梯教室内顿时掌声四起。
“同学们,我相信你们在考上大学前,物理成绩都不差,你们做过很多题,但实验一定没做过几个,尤其是亲自动手做实验,至于亲自设计实验我想就更不用提拉。你们是物理专业的学生,你们能说得清什么是‘物理’吗?如果未来的四年,你们仍然是只会做题,将来走到学校,一定当不好老师。刚才我做的蛋黄和蛋清的分离实验,你们没有一人说明它的原理。记住:再小的实验,也要弄懂它的物理学本质,只有弄懂了它的本质,你做起来才不难。”王邦平教授语重心长地和学生们说,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”台下再次响起热烈的掌声。
接下来,王邦平教授用更加浅显的道理,诙谐的语调让同学们知道,日食就是影子;牛顿第一定律的内涵、电流的发现过程等物理学史。
两个小时过去了,王邦平教授下课了。同学们才恍然大悟,物理课原来可以这么讲,就像在讲故事,在听跟物理有关的历史故事,扣人心弦。
知识真是力量吗?
9月23日上午,太原师范学院(黄陵校区)的阶梯教室,不时传来一阵阵笑声和惊叹声,原来大屏幕上“扎气球比赛”、“弹簧秤称大象”、“模拟飞船对接”等《异想天开》栏目正在播放,这些有趣的设计都出自站在讲台上的这位个子不高,略微发胖的高云峰教授。高教授是清华大学航空航天学院的老师,不仅从事航天航空轨道的研究,而且一直提倡实践教育。从2000年开始,先后策划设计了数百个力学科普实验或活动,例如:纸桥过车、纸船载人、手机吊冰箱、飞针穿玻璃、机械打水漂等经典节目,观众累计超过4亿人次,是一位了不起的力学科普工作者。
“同学们,我们看过许多谍战片,其中都涉及到密码的问题。今天,我们也来尝试一下‘加密和解密’工作。”接着,高老师以26个英文字母为例介绍了加密原理和解密方法,并进行了实战演练。高教授要求将如下密文“ezxzcczh htww mp mppepc ”进行解密。15分钟后,只有一组学生解密成功,密电是:“Tomorrow will be beeter,即明天会更美好!”
解密活动结束后,高教授组织学生们进行了题为“动物会爬”的制作与竞赛活动,通过演示和讲解,每人分发了一根长20厘米的铁丝和一根长60厘米的棉线,每组一把钳子。学生们开始亲自动手制作,高教授一边巡视,一边提醒铁丝的圈应该是立体的,不是平面的,三个圈的位置关系应要考虑。只见有的同学们用钳子,有的同学用手掰,有的在试验,有的在观察,20分钟后,只有很少的部分作品出炉。在高教授的提议下,有三组同学参与“动物会爬”的比赛。只听“开始”令下,三组同学不停地扭动手腕,小动物从绳子的下方向上爬去。说时迟,那时快,在欢呼声中获胜的一组很快决出。
两个有趣的互动环节,两个需要学生们亲自动手、亲自思考的活动,不仅仅说明“在做中学”比“在听中学”的优势,同时也反映出当下大学生实践能力的薄弱。“知识就是力量”是培根在回忆古希腊伟大数学家阿基米德时写的。阿基米德是科学史上第一个将物理与数学融会贯通的人,也是第一个将计算技巧与严格证明融为一体的人。他一生在数学、物理学、天文学、机械等领域为人类作出了巨大贡献。他不但是一位伟大的科学家,还是一位伟大的爱国者。当罗马帝国的军队侵犯他的家乡时,七十多岁高龄的阿基米德挺身而出,竭尽自己的心智,为保卫国家而战斗。传说他制作了一面巨大的抛物镜,把阳光聚焦后反射到罗马的战车上,燃起熊熊大火,罗马士兵无一生还。他发明了一种投石器,能迅速投出成批的石子,把逼近城墙的士兵打得头破血流。罗马军队的统帅马塞尔沮丧地说:“我们是在同数学家打仗!他(阿基米德)安稳地呆在城里,却能焚烧我们的战场,一下子掷出铺天盖地的石子,真像神话中的百手巨人。”今天的讲座高老师用“知识就是力量”这句名言向学生提出问题,通过实践,使我们明白学习知识是很容易的,运用知识会有一定难度,灵活运用就会更难。只有当知识变成解决问题的工具,才能发挥它应有的力量!
新思路搭建新舞台
“学校的科学教育工作做得好不好,问题不在学生,而在老师。”关原成说。《全民科学素质行动计划纲要》在“实施科学教育与培训基础工程”中明确指出:“鼓励高等师范院校和有关高校增设科学教育相关专业,着力培养从事科学教育的专门师资”。“建立健全科技与教育结合、共同推动科学教育发展的有效模式。”为落实《全民科学素质纲要》内容,山西省青少年科技教育协会经过努力,与中国青少年科技辅导员协会和太原师范学院共同启动“师范院校大学生科技教育培养项目”,旨在从根本上解决科学教育师资的匮乏问题,提高教师综合素质,培养多元化的师资队伍。
山西作为项目的试点省份,拿出了敢于吃螃蟹的勇气和决心。省科协领导深思熟虑,选取太原师范学院物理系大一、大二年级的学生,从2012年9月起,到2015年7月,计划利用三年时间,每学期(第一学期在9月,第二学期在5月)进行2-3天培训,共计160学时。整体课程采用讲授、研讨、互动等教学方式进行授课。关巡视员说:“往年的培训都是针对在职教师,今年,首次将师范院校学生纳入培训范围,本着先试点,后推广;先纵向,后横向的原则组织实施。培训内容包括国内外科技教育的发展趋势;学习科技教育学科的相关内容;了解新课程改革下科技教育的作用和意义;掌握进行科技教育活动的基本技能,并发展一批中国青少年科技辅导员协会大学生会员,为大学生免费提供国内外科技教育信息和资源,为大学生从事科学教育、进行科普活动、服务社会提供舞台。”
太原师范学院物理系主任阎元红教授也表示,中国青少年科技辅导员协会和山西省科协将“师范院校大学生科技教育培训项目”选在太原师范学院物理系,这不仅是对我们的信任,更是对学生能力培养的良机,学生一定会终身受益,同时,真诚希望科教合作在培训形式、内容和模式上取得经验,推广到全国。
地位低羁绊人才出
“目前,我国中小学从事科技教育的工作者大多是教生物、物理、化学等理科专业的教师。有些学校,还让承担不了主要学科教学的老师去当科技辅导员。即使是这样一支队伍,也仅仅是在靠默默奉献的精神和普及科技教育的信念支撑着。他们辅导学生从事科技创新的成果对评职称、评优评先等并不起作用。这样从源头就降低了学生科学素质培养的平台。科技辅导这项工作是挑人的,他既要有渊博的学科知识,又要有很强的实践能力和创新能力,可谓全科教师。”关原成说。
师范学院物理系主任阎元红对记者说:“我们学院从2002年起,开始招收科教专业的学生,至今已经有7届学生毕业走向社会,但是,他们中除了考研的外,大多还是从事了单科教学。我们在学校为了培养他们的综合能力,提高他们的综合素质,专门为他们设计了5+3人才培养模式,使他们更优秀于单科学生,这从每年考研率、四六级过级率、国家、省市科技创新大赛获奖情况中都可以看出。但因为跟学校评职称、评优都不对接,即使他们有热情,他们也会逐渐回归到单科教学领域,这就严重阻碍了综合型人才的培养,自然也就阻碍了科学教育的发展。”
据了解,当前中小学校急需能担当起科技教育的教师,师范学院培养了能胜任理化生的教师,但仍缺少能组织开展科技活动的教师,大学生科技教育项目的落地无疑为中小学校带来了福音,也为师范院校大学生丰满了羽翼,只有科教联合,协同育才,才能真正从制度上完善科技教育师资的保障体系,这也是惟一解决当前科技教育师资紧缺的办法和途径。
正视问题 持之以恒
正如山西省科协党组书记、常务副主席杨伟民讲的:“科协作为人民团体,有责任和义务为教育服务。科学普及无处不在,无人不需,无时不有。我们有决心和信心,为教育服务好,为人才培养作好工作。”关巡视员说:“科协有些工作让教育上认可是需要一个过程,而且很多时候,改革要经过‘上下左右’的比较,‘上’面是否有这个意思,‘下’面是否有这种需求,‘左’中部几省是不是有这个想法,‘右’东部发展比较快的几个省是不是有这种尝试。上面先动可能就会‘牵一发而动全身’,所以,有些改革上面是希望从下面改起的。要从下面改,就要先做好下面的工作。工作做好了,只要时机成熟,还愁什么地位?愁什么无用武之地?就如这次培训活动,不是得到教育系统的认可了吗?在前不久召开的山西省‘科普助教’顶层设计征求意见会上,山西省教育厅副厅长张卓玉也表示,教师培训是个很重要的工作,如果省科协能承担起这个任务,我们就可以外包给科协。这说明教育部门对省科协多年来所做的培训工作很满意,而且,青少年科技教育协会也完全有能力来承担这项任务。”
俗话说:十年树木,百年树人。任何改革都不会一帆风顺,改革就是挑战,改革就得实践,改革就要创新。科普助教就是挑战、实践与创新。只要有益教育、有助人才培养,有利科普、有为科技创新,就要坚持改革不动摇。如果每次改革都不持续,那就不会有今天这样突飞猛进的发展。