胡永金 陳杰 周曉紅 吳云沛 呂東燕 陳偉 毛書(shū)哲
摘? 要 湖北汽車工業(yè)學(xué)院物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室在完成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)之外,充分挖掘?qū)嶒?yàn)室硬件和人力資源,利用物理演示儀器和設(shè)備,開(kāi)展了一系列科普教育工作,引導(dǎo)大學(xué)生積極參與科普教育實(shí)踐活動(dòng),提升了大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)意識(shí)和動(dòng)手能力,為培養(yǎng)具有科學(xué)視野的工程技術(shù)人才奠定良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 大學(xué)生科普教育;物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室;科學(xué)素養(yǎng);科普教育基地;大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào):G482? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2020)17-0090-03
1 前言
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,新的一輪科技革命正在孕育和興起,人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)迅猛發(fā)展且極大地改變著人們的生產(chǎn)生活,科學(xué)技術(shù)已成為一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素。黨的十八大明確提出,科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐,必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置,要堅(jiān)持走中國(guó)特色的自主創(chuàng)新道路,實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。2016年,習(xí)近平總書(shū)記在“科技三會(huì)”的講話中強(qiáng)調(diào),科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼,要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置[1]。黨的十九大報(bào)告再次明確要求:弘揚(yáng)科學(xué)精神,普及科學(xué)知識(shí)[2]。
大學(xué)生作為中國(guó)特色社會(huì)主義的建設(shè)者和接班人,也是高等教育的主體受眾,是國(guó)家實(shí)施科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的人才支撐。如果說(shuō)工科的專業(yè)課程教育是把大學(xué)生培養(yǎng)為“專家”,那么通識(shí)類的科普教育則是要把大學(xué)生培養(yǎng)為“通才”,這兩項(xiàng)教育合力鑄就大學(xué)生“T”型的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架[3]。但從目前來(lái)看,社會(huì)各界包括高校本身對(duì)大學(xué)開(kāi)展科普教育的重要性還認(rèn)識(shí)不到位,片面地認(rèn)為大學(xué)里的科學(xué)研究職能就是科學(xué)研究活動(dòng)本身,與科普教育沒(méi)有關(guān)系。大學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也只是片面地追求對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握,對(duì)于普適性的科普類知識(shí)并沒(méi)有興趣,導(dǎo)致對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展全貌缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識(shí),科技認(rèn)知存在偏科現(xiàn)象,創(chuàng)新能力后勁乏力。為了適應(yīng)當(dāng)下“大眾創(chuàng)業(yè),萬(wàn)眾創(chuàng)新”的時(shí)代需要,科技的創(chuàng)新發(fā)展迫切需要高校引領(lǐng)和推廣,而大學(xué)生的科學(xué)普及和科學(xué)素質(zhì)提升在很大程度上能助推社會(huì)科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4]。
湖北汽車工業(yè)學(xué)院作為一所省屬地方性工科院校,依托東風(fēng)汽車公司,圍繞汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展學(xué)科特色,堅(jiān)持“產(chǎn)、學(xué)、研”合作教育辦學(xué)模式,創(chuàng)建汽車特色鮮明的應(yīng)用型大學(xué),培養(yǎng)高素質(zhì)且具有創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才。物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室作為全校開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課的平臺(tái)載體,對(duì)工科學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和技能的基礎(chǔ)訓(xùn)練,同時(shí)進(jìn)行了大學(xué)生科普教育探索和實(shí)踐。
2 科普教育資源
物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室始建于2018年,室內(nèi)面積約900 m2,設(shè)有集教學(xué)演示、科學(xué)探索和科普展示于一體的大廳一個(gè)(約600 m2)、文化走廊一個(gè)(約70 m2)、多功能展播廳兩間(約200 m2),室內(nèi)外觀如圖1所示;各類科普和演示實(shí)驗(yàn)設(shè)備160余套,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目集科學(xué)性、趣味性、通俗性及應(yīng)用性于一體,科普內(nèi)容主要包括力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械、光電與信息技術(shù)、材料與現(xiàn)代制造技術(shù)、生命與環(huán)境科學(xué)、綠色生活與環(huán)保理念。實(shí)驗(yàn)展示手段有實(shí)物、模型、圖片、動(dòng)畫(huà)等,參與方式可視聽(tīng)、可互動(dòng)體驗(yàn)、可動(dòng)手創(chuàng)新。科普設(shè)備中包含一些非常經(jīng)典的科普教育項(xiàng)目,如海市蜃樓、怒發(fā)沖冠、激光琴互動(dòng)演示、電磁感應(yīng)與電磁炮、大型蒸汽機(jī)、數(shù)字聲懸浮器、太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)、遠(yuǎn)程充電、GPS全球定位系統(tǒng)等。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有專職教師九人、兼職教師四人,其中具有副教授以上高級(jí)職稱者五人,具有碩士或博士學(xué)位者10人;學(xué)生科普志愿者15人。2019年度,實(shí)驗(yàn)室被十堰市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)授予“十堰市科普教育基地”稱號(hào)。
3 大學(xué)生科普教育實(shí)施過(guò)程
組建專業(yè)的科普志愿者服務(wù)團(tuán)隊(duì)? 組建一支高水平的科普志愿者服務(wù)團(tuán)隊(duì)是有效推進(jìn)高質(zhì)量科普教育工作的關(guān)鍵。從專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍中挑選一批專業(yè)素養(yǎng)高且熱心科普活動(dòng)的同志,作為科普教育與傳播教師。首先,要求教師熟悉實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有的物理演示儀器的科普原理和操作技巧,同時(shí)能夠把儀器展現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象同日常生活的科學(xué)知識(shí)熟練緊密地聯(lián)系起來(lái),編寫(xiě)出大學(xué)生科普教育的電子講義。接著進(jìn)入集中試講環(huán)節(jié),一人主講,其他教師作為科普教育受眾,同時(shí)模擬實(shí)際情況向講解者提出各種相關(guān)的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,教師要能夠準(zhǔn)確快速地回答出來(lái)。主講教師和旁聽(tīng)人員交替位置后,輪流扮演角色,進(jìn)行實(shí)際演練。最后,所有教師坐在一起交流討論,集中商量確定最佳的科普教育和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放方案,同時(shí)要收集可能提出的問(wèn)題,要求做到對(duì)答如流、不卡殼,凸顯專業(yè)的科普水平。
除了建立教師科普志愿者服務(wù)團(tuán)隊(duì)之外,還要成立一支以大學(xué)生為主的科普志愿者服務(wù)團(tuán)隊(duì)。每年在大二年級(jí)各專業(yè)大學(xué)生中,選拔一批物理功底較好、表達(dá)能力強(qiáng)、有一定的空余時(shí)間且樂(lè)于科普教育的學(xué)生,進(jìn)行集中培訓(xùn),培訓(xùn)內(nèi)容包括熟悉實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備布局、儀器的正確使用方法、參觀實(shí)驗(yàn)室人員登記、專業(yè)的科普知識(shí)講解、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)室安全維護(hù)工作等。培訓(xùn)合格后,將根據(jù)每個(gè)學(xué)生的業(yè)余時(shí)間來(lái)安排在實(shí)驗(yàn)室的值班工作,并做好一切管理工作。
科普教育實(shí)踐過(guò)程
1)大一新生入學(xué)后的科普教育。新進(jìn)校的大學(xué)生,剛剛擺脫高中階段沉重的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),踏進(jìn)大學(xué)校園后,對(duì)一切新鮮事物都充滿好奇心,這個(gè)時(shí)期還沒(méi)有真正接觸到專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),非常適合大眾化的科普教育。絢麗多彩的實(shí)驗(yàn)室,引人入勝的科學(xué)故事,琳瑯滿目的儀器設(shè)備,身臨其境的互動(dòng)體驗(yàn),身心愉悅的科普教育過(guò)程,這些都能深深地吸引不同專業(yè)的大學(xué)生參與。
每學(xué)期初,根據(jù)大學(xué)生科普志愿者的課程表,安排好業(yè)余時(shí)間值班表,每次3~4人一組,負(fù)責(zé)科普教育接待和實(shí)驗(yàn)室的對(duì)外開(kāi)放工作。然后向全校各專業(yè)學(xué)生發(fā)出通知和公告,歡迎全校新生以班級(jí)為單位預(yù)約參觀實(shí)驗(yàn)室和接受科普教育活動(dòng)。班長(zhǎng)負(fù)責(zé)聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人,填寫(xiě)預(yù)約參觀表格,具體填寫(xiě)班級(jí)名稱、聯(lián)系人、人數(shù)和參觀的具體時(shí)間,方便后期聯(lián)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)室正式對(duì)外開(kāi)放時(shí),大學(xué)生科普志愿者全程負(fù)責(zé)接待、實(shí)驗(yàn)室管理和安全維護(hù)工作;值班教師負(fù)責(zé)全程管理和把控,學(xué)生志愿者做得不到位的地方,可以及時(shí)補(bǔ)充更正,后期總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)班級(jí)的學(xué)生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室后,科普志愿者致歡迎詞和介紹實(shí)驗(yàn)室概況,并講解安全注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)室守則。
全體大學(xué)生分組后,一名科普志愿者帶領(lǐng)一個(gè)小組進(jìn)行科普教育活動(dòng)。為了提高儀器和場(chǎng)地的使用效率,分區(qū)域進(jìn)行活動(dòng),輪流交替推進(jìn)??破罩驹刚呤紫戎v解實(shí)驗(yàn)原理和示范儀器操作步驟,然后讓所有大學(xué)生參與其中,一起享受科普教育活動(dòng)帶給每個(gè)人的快樂(lè)。如果時(shí)間充裕,在注意人身和儀器安全的前提下,大學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,大膽地進(jìn)行操作、實(shí)踐和探索?;顒?dòng)場(chǎng)景如圖2所示。
2)完成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)后的科普教育活動(dòng)。根據(jù)工科院校的教學(xué)安排,在全校各專業(yè)都會(huì)開(kāi)設(shè)兩個(gè)學(xué)期的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程,且要求每個(gè)學(xué)期必須完成10個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,會(huì)涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理實(shí)驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容。大學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)課程的全部?jī)?nèi)容學(xué)習(xí)之后,對(duì)科學(xué)知識(shí)會(huì)有滿滿的收獲感。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往都偏重于基礎(chǔ)性,操作要求較高,實(shí)驗(yàn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,同時(shí)要求有正確和完整的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。但是,有些學(xué)生可能意猶未盡,沒(méi)有“窺”到物理實(shí)驗(yàn)科學(xué)的全貌,感覺(jué)還沒(méi)有吃“飽”。這時(shí),教師就可以鼓勵(lì)學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間去參觀物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室,接受系統(tǒng)性的科普教育訓(xùn)練,這對(duì)課內(nèi)知識(shí)的學(xué)習(xí)也能起到很好的鞏固、補(bǔ)充和拓展作用。學(xué)生可根據(jù)已有的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ),在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大膽地進(jìn)行探索體驗(yàn),完成一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,拓寬個(gè)人的科學(xué)視野和廣度。
以科普教育為目的的社會(huì)實(shí)踐拓展活動(dòng)? 憑借物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái),科普志愿者服務(wù)團(tuán)隊(duì)師生開(kāi)展了一系列豐富多彩的物理類科普教育活動(dòng),如“科學(xué)記者團(tuán)”和“行走的課堂——我來(lái)講科學(xué)”等。這些活動(dòng)憑借科學(xué)宣傳、精準(zhǔn)互動(dòng)、深度體驗(yàn)等特色,被地方電視臺(tái)和晚報(bào)等多家媒體報(bào)道,在大學(xué)生中引起強(qiáng)烈的反響。一些大學(xué)生社團(tuán)或創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組織以此為平臺(tái),開(kāi)展了極具特色的第二課程社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),如“求實(shí)學(xué)子科普行——大學(xué)生科普志愿服務(wù)團(tuán)隊(duì)”社會(huì)調(diào)查、“互聯(lián)網(wǎng)+科普之自然科學(xué)館運(yùn)營(yíng)”之嘗試、“孩童眼中的科學(xué)——科普DIY玩具”創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)活動(dòng)等。
2019年,在大學(xué)生科普志愿者隊(duì)伍中挑選精兵強(qiáng)將,在教師的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)充分的打磨與演練,參加了湖北省科技廳舉辦的科普講解大賽活動(dòng),鍛煉了學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐能力,開(kāi)闊了科學(xué)眼界,增長(zhǎng)了科學(xué)見(jiàn)識(shí);同時(shí)同部屬高校及其他兄弟單位進(jìn)行了友好的交流探討,相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,學(xué)習(xí)到先進(jìn)的大學(xué)生科普教育的經(jīng)驗(yàn)和做法。
4 提升科普教育質(zhì)量的對(duì)策與建議
對(duì)大學(xué)生科普教育的認(rèn)識(shí)需要進(jìn)一步提升,學(xué)校、教師和學(xué)生要齊心協(xié)力做好科普教育工作? 當(dāng)前社會(huì)有一種片面的認(rèn)識(shí),認(rèn)為工科類大學(xué)生只要學(xué)好本專業(yè)的知識(shí)和技術(shù)就行,而且越專越精越好,并不需要進(jìn)行大眾化的科普教育活動(dòng)。在這個(gè)大的指揮棒的指導(dǎo)下,高校的管理者把主要精力也放在抓教學(xué)和科研上,完全忽視科普教育工作,認(rèn)為這是國(guó)家層面的事情,具體來(lái)說(shuō)是科技館和博物館的事情。這就導(dǎo)致教師的主要精力和時(shí)間集中在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的教學(xué)和科研課題研究當(dāng)中,對(duì)于與職稱評(píng)審、職務(wù)晉升及選樹(shù)評(píng)優(yōu)無(wú)關(guān)的科普教育工作無(wú)暇關(guān)注;在校大學(xué)生主要圍繞如何順利畢業(yè)這個(gè)總體目標(biāo)任務(wù),忙于上課、參加社會(huì)實(shí)踐和各種思想政治教育活動(dòng)等,對(duì)接受科普教育的興趣不足,看不到科普教育在短期內(nèi)的回報(bào)和意義[5]。
所以,為了培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)俱佳的人才,高校需要大力挖掘科普資源,出臺(tái)一些保障科普?qǐng)龅睾徒?jīng)費(fèi)的政策,要求教師每年必須完成一定的科普教育工作量,并且能夠承認(rèn)教師的科普教育成果,將其作為教師職稱晉升和評(píng)先爭(zhēng)優(yōu)的重要依據(jù)之一;在學(xué)生的畢業(yè)目標(biāo)任務(wù)要求中,要求學(xué)生必須完成一定工作量的科普教育活動(dòng)學(xué)分,而且作為硬性要求。
需要加強(qiáng)科普教育資源的內(nèi)涵建設(shè),開(kāi)展形式多樣的科普活動(dòng)? 科普活動(dòng)作為大學(xué)生科普教育的重要載體,活動(dòng)組織和展現(xiàn)內(nèi)容直接體現(xiàn)科普教育工作的質(zhì)量。隨著時(shí)代的高速發(fā)展,大學(xué)生科普教育工作也需要與時(shí)俱進(jìn),科普活動(dòng)內(nèi)容需要推陳出新。這就需要加強(qiáng)科普教育資源內(nèi)涵建設(shè),提升科普教育的活力和創(chuàng)新性,用大學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的方式吸引新時(shí)代的大學(xué)生參與[6]。
1)加大科普資源更新力度??筛鶕?jù)每個(gè)學(xué)校的特點(diǎn),購(gòu)置或開(kāi)發(fā)一些與專業(yè)緊密相關(guān)的科普資源,這樣學(xué)生的參與興趣會(huì)更高,專業(yè)歸屬性更強(qiáng),一眼看上去就感覺(jué)是自己專業(yè)內(nèi)的東西。本實(shí)驗(yàn)室就購(gòu)置了一些與汽車技術(shù)緊密聯(lián)系的演示儀器,如雙氣缸斯特林熱機(jī)、大型蒸汽機(jī)、汽車用GPS全球定位系統(tǒng),這些科普設(shè)備深受學(xué)生歡迎,普遍認(rèn)可程度高。同時(shí),還可以引進(jìn)時(shí)下流行的VR和AR設(shè)備,再結(jié)合一些與專業(yè)接近的科普電子資源,學(xué)生倍感新鮮,體驗(yàn)性強(qiáng),能充分展現(xiàn)科技的神奇魅力。
2)提升科普教育方式的創(chuàng)新性。傳統(tǒng)的科普教育方式主要是學(xué)生參觀與觀賞,走馬觀花式地沿著實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)一圈,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到高質(zhì)量科普教育的要求。因此,在活動(dòng)過(guò)程中要注重提升大學(xué)生的獲得感和體驗(yàn)感,盡量少講解,多讓學(xué)生參與。如在“怒發(fā)沖冠”實(shí)驗(yàn)中,兩名大學(xué)生一組,一人負(fù)責(zé)指揮和儀器操作,另一人負(fù)責(zé)人體帶電演示,成員間可交流互動(dòng),了解靜電科學(xué)的神奇性,增強(qiáng)對(duì)靜電分布和高壓帶電的科學(xué)認(rèn)識(shí)。
3)注重發(fā)揮信息技術(shù)在科普教育中的技術(shù)支撐作用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”的廣泛應(yīng)用,要充分發(fā)揮這些技術(shù)優(yōu)勢(shì),為大學(xué)生科普教育工作提供技術(shù)支撐,如觸摸屏式的電子資源、微信APP、各種在線學(xué)習(xí)平臺(tái)等。
要加強(qiáng)科普教育活動(dòng)對(duì)外的開(kāi)放力度,爭(zhēng)取社會(huì)資金? 高校內(nèi)的科普?qǐng)鏊鶅H僅對(duì)校內(nèi)大學(xué)生開(kāi)放是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須能夠?qū)ι鐣?huì)人士開(kāi)放,提升科普?qǐng)鲳^的社會(huì)知名度和影響力。在運(yùn)行一段時(shí)間和條件成熟之后,可以向政府部門(mén)申請(qǐng)科普基地認(rèn)定,盡量爭(zhēng)取到一定的政府經(jīng)費(fèi)支持。同時(shí),可以與中小學(xué)或校外教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行有償合作,從事一些研學(xué)、課外科普小制作和科普大講堂等類似的活動(dòng)。有了固定的經(jīng)費(fèi)保障,科普教育活動(dòng)才能進(jìn)入良性循
環(huán);否則,有可能會(huì)因?yàn)閳?chǎng)地失修、儀器損壞和缺乏給相關(guān)工作人員一定的激勵(lì)措施,科普教育活動(dòng)陷于停滯狀態(tài)。
5 結(jié)語(yǔ)
以物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái),筆者所在學(xué)校為大學(xué)生開(kāi)展了一系列科普教育活動(dòng),也取得一定的教育成果和良好的社會(huì)效益,為進(jìn)一步做好大學(xué)生科普教育工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。后期將在總結(jié)前面經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)加強(qiáng)科普資源內(nèi)涵建設(shè),提升科普教育的質(zhì)量,讓更多的大學(xué)生和社會(huì)人士從教育活動(dòng)中受益?!?/p>
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