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成立于1977年11月的上海市长宁区少年科技指导站已走过了22年的历程。值得一提的是,这个仅有34名教职员工的校外科技教育机构,多年来认真履行长宁区学校科技教育委员会办公室的职责,建立了区、校青少年科技教育的网络。少科站围绕素质教育的全面实施,将创新精神和实践能力的培养贯穿于科学教育、传播和普及的全过程,强化学校科技教育的现代化、信息化建设,逐步形成大学、中学、小学、幼儿园纵向衔接,校内外、社会、家庭横向沟通,市、区、学校相互协调的青少年科普发展新格局。
长宁区少科站主持工作的沈满副站长告诉笔者,除了组织和协调全区中小学做好针对广大青少年的科学技术普及活动外,少科站还借助全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市“明日科技之星”评选活动,为学生创新思维的形成提供了滋生的土壤,为培养学生的科技创造能力提供了广阔的空间,也为学生搭建了展示才能的平台。2008年度,长宁区中小学生在各级科技竞赛中获全国一等奖5项、二等奖3项、三等奖6项,获上海市一等奖32项、二等奖33项、三等奖52项、专项奖44项,获奖等级和数量超越其他区、县而荣登全市榜首。
不过,曾担任10多年科技辅导员并指导数十名青少年参加各级科技竞赛获奖的沈满副站长却倍感压力和责任重大:“如何让更多的青少年参与科学技术教育、传播和普及活动,实现《全民科学素质行动计划纲要》所提出的提升未成年人科学素质的任务;如何让更多的有潜力的青少年,通过全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市‘明日科技之星’评选活动脱颖而出,逐步成长为建设创新型国家的后备人才;这些都需要认真研究,不断创新观念,系统规划,科学实施。难度还是很大的。”
面对艰巨的任务和面临的困难,少科站通过全站教职员工的深入讨论。通过中层干部的多元思考和细致策划,通过站领导最后的归纳和科学决策,一个“结合面向青少年广泛开展的科普活动和深入开展的有特色的科技创新活动,明确提升青少年科学素质教师须先行”的思路逐步明晰,并开始落实到全站各个部门和教师之中。
创新实践活动需要探索新手段
全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市“明日科技之星”评选活动,都是为有潜力的青少年参与科技创新实践活动搭建平台。这些青少年通常在教师的指导下。结合自己在身边发现的与生活、学习、周边环境相关的问题提出假设,然后依据假设进行科学探究,进行诸如观察、实验、分析、研究,最后归纳出终极结论。在上述过程中,最为关键的是发现问题和通过观察实验来验证假设。前者需要知识基础和多元的视角,后者则需要可靠的科学观测仪器——而这对许多希望参与创新实践活动的青少年来说恰恰是个难题。
少科站资深的摄影教师董尼一直在思考这个问题:那就是要推动青少年科技创新实践活动的开展,仅仅依赖高校、科研院所和为数不多的中学才有的高级科学观测仪器是远远不够的,能不能找到青少年身边就有的科学观测仪器,以使更多的青少年有机会参与这项有益于提升自身科学素质的活动呢?这时,一些美国教师的尝试给了他启示。
董尼老师告诉笔者:在美国,先进的数码相机为学校的科学课程提供了许多新的教学可能,特别是用来记录生活现象、收集实验数据、印证事物发展的过程等。当科学与艺术碰撞时,数码摄影又展示了人类智慧的火花。现在的中学生并不善于形象思维,而家庭拥有的数码相机却可以提供比传统观察方式更加丰富的学习经验。通过数码图像获得的数据让学生们对实验中的可变因素的联系以及探究学习中转瞬即逝的现象有了记录的手段,以便进行进一步的了解,缩短了具体了解和形式了解的差距,可以使学生们对课堂上所学到的抽象概念有更好的理解。因此,学会数码相机摄影技术,对于当代青少年来说,是发展自身科学素质的必然。
例如,在地理教学中,师生们可以拍摄不同分解等级的矿物和岩石的样本照片,通过这些视觉化的样本,可以获得矿物和岩石内部层理上的特征。在化学教学中,有些化学反应发生得太快,以至于学生无法看出最终产物的中间形式。使用数码相机连续快速拍摄,可以将化学反应过程完整地记录下来。在生物教学中,通过拍摄数码照片,能够记录一个实验的完整过程,如昆虫的解剖。而在物理教学中,当学生们向上斜抛一个物体,希望计算其水平飞行距离和达到的最高点高度时,数码相机还能被用来测量抛物线。
董尼老师正在尝试开发数码相机的科学测量功能,他向我们展示了自己利用“微距”功能拍摄的花蕊、叶片等植物的微观形态。他也在探索利用数码相机对物理现象、化学现象和环境变化进行测量。董尼老师准备尽快将自己开发的数码相机科学测量功能传授给全区的科技教师,再通过他们传授给更多的青少年,以帮助其用数码相机作为科学测量工具,参与科技创新实践活动。“提升青少年科学素质,教师就要先行一步。”董尼老师如是说。
科普既要提升素质还要低成本
走进少科站航空模型工作室,那形状各异、色彩斑斓的数十架模型飞机就会映入你的眼帘。顾允一老师告诉我们:一般来说,大多数青少年对航空模型都有直觉的兴趣。这种兴趣的表现是,他们为客观事物的新奇性所吸引,喜好观察鲜明、生动、不平常的现象。年龄越小。这种表现越为明显。如果能够抓住青少年的上述心理特征,在活动中注意把理论与模型制作结合在一起,将抽象的科学概念、理论或规律赋予直观的形象,就可以唤起他们直觉的兴趣,使其能积极主动而且心情愉快地去学习,完成由具体到抽象的认识过程。
“科普不仅是传授知识,更要传授方法、技能”,顾允一老师对笔者这样说。一般来说,航空模型是需要按照一定的规程来进行组装和飞行操作的。就青少年而言,不仅要学会操作,更可贵的是熟练操作,因为这对于他们手和脑的协调,对于其技能的训练有着重要意义。历史告诉我们,技术的最原始概念是熟练——熟能生巧,而巧就是技术。所以,航空模型活动的开展,可以视为是青少年技术教育的启蒙,是提升青少年科学素质的重要组成。
顾允一老师还告诉我们:车模、空模、海模的组装过程中,大都需要使用胶水作为黏合剂,而胶水的使用,尤其是看似简单的涂抹,却是很讲技巧的——这可以训练青少年掌握正确的动作技能。当然,如果借此进行拓展,还可以使青少年了解粘接技术的广泛应用、黏合剂的组成和分类方法;了解几种常见黏合剂的性能和用途;了解粘接的基本工艺过程及其对粘接质量的影响;了解粘接的安全知识等等。此外,尝试操作程序的,“优化”,对模型结构与功能关系的了解,以及工具的使用,亦可促进青少年对技术的领悟。
“当然,为了让更多的青少年参加航空模型和其他模型活动,以提升其科学素质,一定要注意科普活动的低成本”,顾允一老师边说边拿出一个自己开发的竹蜻蜓进行演示。“这个竹蜻蜓与那些模型飞机一样,也可以演示飞行的科学原理,但它的制作材料只是雪糕棒、硬纸片和一点儿面粉,整个成本只有几分钱。”的确,大多数中国人有钱了,但低成本的科普对一些家境困难的青少年仍有着重要的现实意义,而从国家的有限资源考虑,这样的做法又何尝不有着深远的历史意义?
科学文化为教师营造育人环境
“少科站要加强科学文化建设,这不仅可以提升全站教职员工的科学素质和人文素质,还可以营造良好的育人环境,鼓励教师不但要向青少年传授科学知识、方法和技能,更要关注他们的情感、态度和价值观的培养”,沈满副站长这样告诉笔者。而从少科站的环境建设。青少年科技活动的规划与实施,以及教师的风貌来看,也可以感受到这一氛围。
就笔者与少科站一些教师的交谈来看。无论是组织“科技活动进校园”的郭企安老师,开展多种形式环境教育的张卫平老师,还是将化学与生活紧密结合的王海老师,开展计算机和信息教育的周静老师,亦都强调了以人为本,重视科学文化的传播,对青少年进行全面的教育。
实际上,对文化的重视和认知还有利于对科学形成正确的认识。例如,从知识论的角度来理解科学,即将科学仅仅理解为一种凝固不变的知识体系,而从文化论的视野来理解科学,即将科学理解为人类过去是、现在是、将来还是在不断创造着的文化。而后一种认识应该更符合客观规律。
科学文化的建设,不仅可以使教师们理解科学知识、科学方法、科学思想和科学精神,亦可以使他们理解科学、技术与社会之间的相互关系。理解科学技术作用于社会的终极目标。而教师的先行与自身素质的提高,又会促进其对青少年的培养,最终实现提升青少年科学素质,为中华民族伟大复兴造就科技创新后备人才队伍和高素质劳动大军的任务。
这些,或许正是上海市长宁区少科站典型经验给我们的启示。
长宁区少科站主持工作的沈满副站长告诉笔者,除了组织和协调全区中小学做好针对广大青少年的科学技术普及活动外,少科站还借助全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市“明日科技之星”评选活动,为学生创新思维的形成提供了滋生的土壤,为培养学生的科技创造能力提供了广阔的空间,也为学生搭建了展示才能的平台。2008年度,长宁区中小学生在各级科技竞赛中获全国一等奖5项、二等奖3项、三等奖6项,获上海市一等奖32项、二等奖33项、三等奖52项、专项奖44项,获奖等级和数量超越其他区、县而荣登全市榜首。
不过,曾担任10多年科技辅导员并指导数十名青少年参加各级科技竞赛获奖的沈满副站长却倍感压力和责任重大:“如何让更多的青少年参与科学技术教育、传播和普及活动,实现《全民科学素质行动计划纲要》所提出的提升未成年人科学素质的任务;如何让更多的有潜力的青少年,通过全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市‘明日科技之星’评选活动脱颖而出,逐步成长为建设创新型国家的后备人才;这些都需要认真研究,不断创新观念,系统规划,科学实施。难度还是很大的。”
面对艰巨的任务和面临的困难,少科站通过全站教职员工的深入讨论。通过中层干部的多元思考和细致策划,通过站领导最后的归纳和科学决策,一个“结合面向青少年广泛开展的科普活动和深入开展的有特色的科技创新活动,明确提升青少年科学素质教师须先行”的思路逐步明晰,并开始落实到全站各个部门和教师之中。
创新实践活动需要探索新手段
全国青少年科技创新大赛系列活动和上海市“明日科技之星”评选活动,都是为有潜力的青少年参与科技创新实践活动搭建平台。这些青少年通常在教师的指导下。结合自己在身边发现的与生活、学习、周边环境相关的问题提出假设,然后依据假设进行科学探究,进行诸如观察、实验、分析、研究,最后归纳出终极结论。在上述过程中,最为关键的是发现问题和通过观察实验来验证假设。前者需要知识基础和多元的视角,后者则需要可靠的科学观测仪器——而这对许多希望参与创新实践活动的青少年来说恰恰是个难题。
少科站资深的摄影教师董尼一直在思考这个问题:那就是要推动青少年科技创新实践活动的开展,仅仅依赖高校、科研院所和为数不多的中学才有的高级科学观测仪器是远远不够的,能不能找到青少年身边就有的科学观测仪器,以使更多的青少年有机会参与这项有益于提升自身科学素质的活动呢?这时,一些美国教师的尝试给了他启示。
董尼老师告诉笔者:在美国,先进的数码相机为学校的科学课程提供了许多新的教学可能,特别是用来记录生活现象、收集实验数据、印证事物发展的过程等。当科学与艺术碰撞时,数码摄影又展示了人类智慧的火花。现在的中学生并不善于形象思维,而家庭拥有的数码相机却可以提供比传统观察方式更加丰富的学习经验。通过数码图像获得的数据让学生们对实验中的可变因素的联系以及探究学习中转瞬即逝的现象有了记录的手段,以便进行进一步的了解,缩短了具体了解和形式了解的差距,可以使学生们对课堂上所学到的抽象概念有更好的理解。因此,学会数码相机摄影技术,对于当代青少年来说,是发展自身科学素质的必然。
例如,在地理教学中,师生们可以拍摄不同分解等级的矿物和岩石的样本照片,通过这些视觉化的样本,可以获得矿物和岩石内部层理上的特征。在化学教学中,有些化学反应发生得太快,以至于学生无法看出最终产物的中间形式。使用数码相机连续快速拍摄,可以将化学反应过程完整地记录下来。在生物教学中,通过拍摄数码照片,能够记录一个实验的完整过程,如昆虫的解剖。而在物理教学中,当学生们向上斜抛一个物体,希望计算其水平飞行距离和达到的最高点高度时,数码相机还能被用来测量抛物线。
董尼老师正在尝试开发数码相机的科学测量功能,他向我们展示了自己利用“微距”功能拍摄的花蕊、叶片等植物的微观形态。他也在探索利用数码相机对物理现象、化学现象和环境变化进行测量。董尼老师准备尽快将自己开发的数码相机科学测量功能传授给全区的科技教师,再通过他们传授给更多的青少年,以帮助其用数码相机作为科学测量工具,参与科技创新实践活动。“提升青少年科学素质,教师就要先行一步。”董尼老师如是说。
科普既要提升素质还要低成本
走进少科站航空模型工作室,那形状各异、色彩斑斓的数十架模型飞机就会映入你的眼帘。顾允一老师告诉我们:一般来说,大多数青少年对航空模型都有直觉的兴趣。这种兴趣的表现是,他们为客观事物的新奇性所吸引,喜好观察鲜明、生动、不平常的现象。年龄越小。这种表现越为明显。如果能够抓住青少年的上述心理特征,在活动中注意把理论与模型制作结合在一起,将抽象的科学概念、理论或规律赋予直观的形象,就可以唤起他们直觉的兴趣,使其能积极主动而且心情愉快地去学习,完成由具体到抽象的认识过程。
“科普不仅是传授知识,更要传授方法、技能”,顾允一老师对笔者这样说。一般来说,航空模型是需要按照一定的规程来进行组装和飞行操作的。就青少年而言,不仅要学会操作,更可贵的是熟练操作,因为这对于他们手和脑的协调,对于其技能的训练有着重要意义。历史告诉我们,技术的最原始概念是熟练——熟能生巧,而巧就是技术。所以,航空模型活动的开展,可以视为是青少年技术教育的启蒙,是提升青少年科学素质的重要组成。
顾允一老师还告诉我们:车模、空模、海模的组装过程中,大都需要使用胶水作为黏合剂,而胶水的使用,尤其是看似简单的涂抹,却是很讲技巧的——这可以训练青少年掌握正确的动作技能。当然,如果借此进行拓展,还可以使青少年了解粘接技术的广泛应用、黏合剂的组成和分类方法;了解几种常见黏合剂的性能和用途;了解粘接的基本工艺过程及其对粘接质量的影响;了解粘接的安全知识等等。此外,尝试操作程序的,“优化”,对模型结构与功能关系的了解,以及工具的使用,亦可促进青少年对技术的领悟。
“当然,为了让更多的青少年参加航空模型和其他模型活动,以提升其科学素质,一定要注意科普活动的低成本”,顾允一老师边说边拿出一个自己开发的竹蜻蜓进行演示。“这个竹蜻蜓与那些模型飞机一样,也可以演示飞行的科学原理,但它的制作材料只是雪糕棒、硬纸片和一点儿面粉,整个成本只有几分钱。”的确,大多数中国人有钱了,但低成本的科普对一些家境困难的青少年仍有着重要的现实意义,而从国家的有限资源考虑,这样的做法又何尝不有着深远的历史意义?
科学文化为教师营造育人环境
“少科站要加强科学文化建设,这不仅可以提升全站教职员工的科学素质和人文素质,还可以营造良好的育人环境,鼓励教师不但要向青少年传授科学知识、方法和技能,更要关注他们的情感、态度和价值观的培养”,沈满副站长这样告诉笔者。而从少科站的环境建设。青少年科技活动的规划与实施,以及教师的风貌来看,也可以感受到这一氛围。
就笔者与少科站一些教师的交谈来看。无论是组织“科技活动进校园”的郭企安老师,开展多种形式环境教育的张卫平老师,还是将化学与生活紧密结合的王海老师,开展计算机和信息教育的周静老师,亦都强调了以人为本,重视科学文化的传播,对青少年进行全面的教育。
实际上,对文化的重视和认知还有利于对科学形成正确的认识。例如,从知识论的角度来理解科学,即将科学仅仅理解为一种凝固不变的知识体系,而从文化论的视野来理解科学,即将科学理解为人类过去是、现在是、将来还是在不断创造着的文化。而后一种认识应该更符合客观规律。
科学文化的建设,不仅可以使教师们理解科学知识、科学方法、科学思想和科学精神,亦可以使他们理解科学、技术与社会之间的相互关系。理解科学技术作用于社会的终极目标。而教师的先行与自身素质的提高,又会促进其对青少年的培养,最终实现提升青少年科学素质,为中华民族伟大复兴造就科技创新后备人才队伍和高素质劳动大军的任务。
这些,或许正是上海市长宁区少科站典型经验给我们的启示。