天高云阔,雪岭巍峨。站在平均海拔4700米的高原上极目远望,洁白的积云悬挂于湛蓝的天幕,连绵的山脉常年被积雪覆盖,牦牛结队在广袤的草原上悠然行进,这是藏北那曲四季常有的风景。在这里土生土长的才吉30岁时调任聂荣县中学,成为那曲市最年轻的中学校长。
为了帮助高原牧区的孩子们实现科技梦想,他组建了一支科普教师队伍,并在学校里建起了全县第一座现代化科技馆。他们立足藏区实际,打造出一套具有高原生态与牧区生活特色的科普教育体系,以一馆之力推动了全县的科普教育。当科学的种子逐渐在这片雪域高原生根发芽,越来越多的牧区少年从见证科技改变世界开始,生长出用科技构筑未来的勇气和力量。
西藏那曲市聂荣县中学科普团队,获“典赞·2022科普中国”年度十大科普人物/团队。 才吉(一排右一) 吾金欧珠(一排右二)
从零起步做科普
“老师,为什么打雷时会先看到光再听到声音?”“为什么在同样寒冷的天气里,牦牛没人那么怕冷?”初为人师时,才吉常常听到学生们许多好奇的发问。彼时,作为藏区一所完小的数学老师,他自己对问题背后的科学原理也是一知半解,只能惭愧地给学生解释个大概。当成为校长的才吉再次听到这些熟悉的问题时,他陷入了深思:过去在小学,理科知识很少涉猎;如今在初中,物理、化学、生物等学科一应俱全,有了这些打基础,是不是能多为学生们做些什么?
基于这样的想法,才吉抓住国家对西部地区科普教育提供政策支持的契机,提议在校内建科技馆,并以此为基础打造科普教育体系。然而,当他和教师们商议此事时,尽管解释了政策能帮助解决大部分资金问题,大家的反应却并不积极。多数人觉得,开展科普教育怎么看都不是学校当下发展的重点——从实施条件考量,学校缺乏科普教育基础,从零起步难度很大,即使做了也很难看到明显成效;从师资供给来看,学校缺少科普教育的对口师资,在职教师的教学任务已然不轻,再增设额外的教学任务势必会给教师们带来更大的教学压力。
才吉理解教师们的顾虑与担心,作为校长,他比任何人都清楚学校面临的困境。只是他始终觉得,科普教育意义重大。“教育本来就是一个需要长期投入的过程,只有先尝试去做,那些设想中的问题才有可能被解决,进而收获成效,教师也可能会更有动力。”
人们常说:“远在阿里,苦在那曲。”那曲的艰苦,主要源于恶劣的气候条件,用当地人的话讲,这里平常只有两个季节——冬天和“大约在冬天”,最冷时气温能达到零下30多摄氏度。长期面对恶劣的气候条件,使得不少优秀的教师一有竞聘机会就选择离开。留不住人才,导致学校缺少专业的师资力量,是才吉一直以来的一块心病,也是他开展科普教育必须面对的难题。因此,他先组织了几位有意愿参与的教师,一起谋划和推进这项工作。
吾金欧珠是最早响应号召的教师之一,他一直教物理,如今是学校科技馆的主要负责人。在吾金欧珠的印象中,当时的科普团队主要由物理、化学、生物等学科的教师组成,大家需要补充学习更多科学知识,除了偶尔参加上级组织的科技培训外,更多时候需要自己先利用课余时间“摸着石头过河”,学会了再教给学生。“比如一个简单的零件,以前我只需要知道它是什么、怎么用,现在我需要自学它的内部构造,弄清楚为什么这样用、还能怎么用,这样才能在学生动手操作的过程中帮助他们应对可能遇到的各种问题。”他举例说。如果遇到个别棘手的问题,团队就集体讨论,共同寻找解决办法。就这样,教师们依靠不断的学习与实践,勉强弥补了缺少专业师资的短板。
恶劣的气候条件还给科技馆带来了另一重困难:一些展品在严寒环境中难以正常运转,加之学生上课时会频繁动手操作,设备也容易出现故障和损耗。由于学校地处偏远,专业维修人员难以及时到位,因此,教师们只能想尽一切办法自行应急解决。一次,3d打印机突然“罢工”,大家都不知道问题出在哪里,只能上网查资料并打电话向生产厂商的专业人士求助,后来才知道,是温度太低的缘故。于是,大家把各种能用的设备都拿过来升温,经过好一番折腾,才算暂时解决了问题。
不能把科普做成“花架子”
关于如何让学校的科普教育真正发挥价值,才吉有过很多思考和设想。他心目中理想的科普教育,是让学生充分参与进来,绝不能做成“花架子”。
为此,才吉与教师团队商议策划了一系列活动。他们在科技馆推出“小小科技讲解员”项目,先由教师对报名的学生进行培训,之后这些小讲解员再用自己的语言向其他学生解释展品背后的科学原理,不仅讲解者自身对科学知识的理解得到了巩固,其他学生通过同龄人的讲解视角,也更容易接受这些知识。持续开展的“科普手抄报创作”活动则引导学生关注科技前沿动态,并鼓励他们收集、整理感兴趣的科技知识与资讯,以图文并茂的形式制作成手抄报,评选出来的优秀作品将摆放在科技馆集中展示。
对于学生而言,每天的课堂学习是校园生活的重头戏。才吉希望,科技馆不仅是学生的参观场所,还要成为课堂教学的延伸平台,实现科普教育与学校课程的有机融合。立足教学实际,他提出“科学三进”的理念,即倡导科学进学校、进年级、进教室,以这种模式实现科普教育的分层递进。这也成为他们依托校内科技馆开展科普教育的突出特色之一。
如何让科技馆真正服务于教学?一方面,才吉带领教师团队开办了7个科普社团,每周两次在科技馆开展社团课程。在吾金欧珠看来,指导编程社团对教师而言最具挑战性。为了使课程内容尽可能与生活实际相联结,教师们不仅教授学生信息科技教材中的编程知识,还指导他们用代码操控机器完成相应指令,并随着代码的运行,根据实际情况层层深入教学。以控制机器前进为例,教师首先指导学生编写基础代码,随后引导他们根据机器参数计算、填入相关数据。在此基础上,教师又引入红外线传感器,带领学生探究“如何通过该元件识别颜色来控制前进的方向与速度”,并进一步讨论“如果传感器前方遇到障碍该怎么办”等特殊情况,帮助他们逐步深入理解编程的实际应用。
另一方面,教师团队积极探索科技馆资源与日常学科教学的有机融合。科技馆的讲解是帮助学生从现象中发现科学原理,而日常教学则是在此基础上进行系统化的知识建构,实现从认知现象到建构体系的过渡。有了科技馆资源的依托,教师们开始有意识地调整教学方法。吾金欧珠注意到,学生在科技馆体验过哪些展品,往往就会对相关现象及原理生发出浓厚的好奇心,他希望自己的教学能够通过复现或演绎类似的互动实验,捕捉并放大这种好奇心,进而引导他们发现学习过程中的乐趣。在物理课上,他常以展品相关现象导入,引导学生自由发问。比如讲到大气压强,他先演示了“瓶子吞蛋”的趣味实验,学生们看到后,纷纷提出自己的疑问:“为什么鸡蛋能被吸进瓶子?”“会不会是重力的作用?”……之后师生再一起带着问题饶有兴味地进入接下来的探究式学习。
在才吉等人的努力下,书本和视频中的科学知识逐渐进入了藏区学生的日常生活,改变了“科技是遥不可及的”这一刻板印象。随着学生科学素养的普遍提高,他们遇到生活中的相关现象时,开始用科学的眼光去观察,还能够解释背后的一些科学原理,并尝试学以致用解决实际问题。例如:由于放牧期间需要经常搬家,难以保证稳定供电,有的学生便在帽子上安装一个装有电池组的小型电灯泡,晚上走到哪里都能方便照明;有的学生为了减少大家擦黑板时吸入粉尘,在板擦中嵌入微型马达,远程按下开关后,板擦就能实现电动旋转擦拭。
用好藏区高原的天然优势
在学校开展科普教育初期,吾金欧珠曾作为教师代表参加全国科技类教师培训,在教师们相互学习交流时,他是现场唯一“两手空空”的教师。看到其他教师都能拿出几件“高大上”的代表作品,吾金欧珠觉得心里很不是滋味。感到难受的主要原因并非自己在交流中丢了面子,而是为没能给学生带去更多新鲜的科技体验深感愧疚。这段经历深深印在他的心里,成为他坚持做科普的情感动力。
才吉与吾金欧珠都很清楚,学校短期内难以改变缺少高科技作品的现状。自建立科技馆以来,他们一直在积极争取资金支持与先进的科普设备。与此同时,他们也不想完全复制别人的做法,于是尝试利用藏区高原得天独厚的自然条件,设计并打磨出一系列适合在本地开展的科普活动。
聂荣县总面积有2.14万平方公里,单算草场面积就超过了80%,比整个北京市还要大。每到草长莺飞的季节,生物老师就会带学生去学校周围的草场采集本土植物制作标本。出发前,老师会告诉学生哪些植物不能挖,什么样的品类适合采集花瓣、叶子,什么样的品类适合整株保存。采集过程中,学生们拿着小铲子和标本夹,兴奋地趴在草地上仔细辨别植株之间的异同,老师则在旁边适时给予指导。最后,大家把采集的标本结集成册,带回教室再作细致分析,学生们不仅掌握了相关植物学知识,也增进了对家乡自然生态的了解。
白天,由于日照时间长、太阳辐射强度大,当地拥有丰富的太阳能资源。物理老师便带着孩子们围绕太阳能开展有趣的实验;到了晚上,得益于高原上云层与大气干扰较少,地理老师会把望远镜搬到操场,带孩子们观测月亮,验证教材中的月相变化规律。
吾金欧珠认为,让学生正确认识和理解知识只是科普教育的初级目标,更重要的是在此基础上培养学生的创新思维,这正是当前许多学生所欠缺的关键能力。他直言:“县里举办第一届科技创新大赛时,学生们并不理解何为‘科技创新’,提交上来的作品要么是漂漂亮亮的纸糊小屋,要么是从商场买来现成材料组装而成的小汽车模型,虽然精致,但找不到创新点。”
学生创新思维的不足,一定程度上是由于长期受“唯一标准答案”的影响,形成了思维定式。“比如给学生一些‘零件’图形,他们往往会下意识地拼成正方形或长方形。问及原因,学生给出的答案大多是‘出于习惯’。”因此,吾金欧珠常鼓励学生尝试创造一些“不一样的东西”。在科技馆的“比特实验”课堂上,他并不提供现成的设计图纸让学生“按图索骥”,而是引导他们根据现有的零件自主设计创作。通过持续引导,有些学生能够逐渐突破原有的思维边界,创作出富有创意的作品。例如,有人结合编程知识与硬件组装,设计出带有灯光效果和语音交互功能的样品。还有学生利用实验室中的现有材料,将太阳能光板安装在传统酥油桶的四周,组装出一款“太阳能冲奶器”,只要在阳光下,就能实现电动搅拌,解决了传统手工打制酥油费时费力的问题。
随着政策支持力度的加大和学校探索的不断深入,曾经困扰才吉等人的一些难题逐渐得以解决。如今,聂荣县中学科技馆在开放日面向全县及周边地区的中小学生开放,学校也经常与其他中小学联合举办科普活动。当前,藏区教育正迎来优质均衡发展的新机遇,才吉和他的教师团队正在对学校的科普教育筹划新的建设构想,他们始终相信:坚持科普教育,就是努力给高原孩子一个更广阔的未来。