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中國科學報 | “博士課堂”里的科學夢與教師夢

時間:2022-02-18  來源:《中國科學報> 文本大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大 |  | 】  【打印

  你想了解學校、學生的教育及學習情況嗎?你想與學校老師一同開展科學教研工作嗎?你想結識更多優秀的博士成員,碰撞合作火花嗎?中國科學院深圳先進技術研究院系列科學教育課程“博士課堂”2022年度博士老師招募工作正在進行中。

  “博士課堂”落地生根的地方比較特殊,是2016年由深圳先進院與深圳市南山區教育局共建的中國科學院深圳先進技術研究院實驗學校(以下簡稱中科實驗學校)。由于科研機構的加盟,它在成立之初就明確了“建設科學教育特色學?!钡哪繕?,希望探索出一條高端科研資源與基礎教育融合的道路。

  加入“博士課堂”的博士老師們,會在學校教師的指導下,結合自身的研究方向,確定課程核心內容,并根據學生的年齡特點與認知程度,通過科學小實驗、卡通視頻、科學小故事等形式把原本專業的科學內容轉化為中小學不同階段課堂的分層次教學。過去六年,中科實驗學校每個教學班每兩周就會上一節科普課。老師們測算過,如果一個學生從1年級讀到8年級,可以聽128位博士講授不同內容的課程。

  “博士課堂”是中科院“高端科研資源科普化”計劃和“‘科學與中國’科學教育”計劃的落地實踐,它的出現給了科學資源走入課堂一個獨特的示范。

  “我有個教師夢” 

  2017年,谷飛飛剛入職中國科學院香港中文大學深圳先進集成技術研究所成為助理研究員,就收到了一封來自“博士課堂”的邀請信。

  谷飛飛很忐忑:怕中心主任不支持,也不清楚具體要給學生講什么。

  “但我有個教師夢??茖W研究工作的積累,讓我漸漸產生了一種表達欲,這種表達無關論文寫作,更多的是一種體會和感悟。這可能是我從事科普的原動力吧?!?/p>

  谷飛飛和“博士課堂”一拍即合。

  她主要從事計算機三維視覺研究。按照“博士課堂”的要求,她要從所在研究領域內找到課題,保證科普內容嚴謹準確,并緊跟科技前沿,更重要的是用學生們聽得懂的語言和形式來講述。

  作為“博士課堂”項目的專家顧問,北京師范大學科學傳播與教育研究中心副主任李亦菲提出,老師們要根據不同學段學生的需求,對講課的內容進行梳理,形成體系。在講課方式上,從激發學生提問題的意識出發,用問題鏈串聯知識內容。

  思考、打磨了近一個月,谷飛飛為1~3年級的學生設計了一節“神奇的立體視覺”課,通過單眼和雙眼套圈對比實驗,讓同學們擁有立體視覺的概念,通過觀察立體視覺在工業場景中的應用,從人眼視覺升華到機器視覺。

  單是設計教具和互動游戲,谷飛飛就花了兩周。事實證明,課堂效果非常好。

  之后,谷飛飛又為4~6年級的學生修改了課程內容,主要啟發學生對人眼特性的觀察,比如視覺暫留、似動現象、立體感。針對7~8年級,則是從3D電影入手,啟發思考3D立體成像技術。

  2017至2018年,在時間比較充足的情況下,谷飛飛每個月都會給學生們上課,近幾年頻率降低,但仍是“博士課堂”教師隊伍的一員。

  作為元老級成員,谷飛飛經常被新來的年輕人問及是否會影響科研工作。

  “科普一定會占用你的時間,但前提是要保證完成自己的科研任務?!?谷飛飛回答。

  2021年,谷飛飛晉升為副研究員,這是一段不短的時間?!叭绻疫^去幾年只做科研,晉升也許會更快,但我忍不住想去上課,上課讓我覺得愉快,這很值得?!?/p>

  “這種回報超出了我的預期” 

  郎琦和谷飛飛是同期加入“博士課堂”的博士后,他來自深圳先進院合成生物學研究所(以下簡稱合成所),從事微流控研究。博士后出站前,郎琦已經發表了SCI論文10余篇,是一位很有科研潛力的年輕人。

  但令所有人沒想到的是,他最終選擇去了人大附中深圳學校教書,很快成了深圳市的教壇新秀,徹底改變了自己的職業軌跡。

  當時擺在郎琦面前的有來自科研單位、企業的多個高薪職位,都被他拒絕了,家人朋友很不解。但當時他的導師劉陳立很尊重他的決定。

  “我能做好科研,但我喜歡老師這個職業,我在學生身上得到的成就感,很多時候比發一篇高影響因子的文章要大得多?!?/p>

  所以他選擇當一名高中教師,承擔起了學校研究性學習教研組長的工作,帶著一個博士團隊,進行項目式學習。

  “我在影響一些人,改變一些人,這是非常有價值的一件事?!崩社嬖V《中國科學報》,是“博士課堂”的鍛煉和積累,讓他下定決心,盡一切努力去激發學生的好奇心、求知欲,提高他們學習能力,開拓他們的視野,而不是做一個只會刷分的機器。

  科研、教育沒有價值高低之分。年輕科研人才加入基礎教育系統,是對教師隊伍的一個重要補充。李亦菲說,在探索讓科技資源以各種不同的方式為教育服務的同時,又能為科研人員提供新的發展機會和空間,這一價值是雙向的。

  事實上,科普從來不是只有受眾受益,它對科研人員本身有著實實在在的反哺。

  谷飛飛直言,在教學互動中,學生們沒有邊界的好奇心,刺激了她在學術領域的新思考。進入科普圈,也幫她得到了一些跨學科合作的機會。更讓她欣慰的是,有一天她意識到了科普表達能力的鍛煉,讓她寫的基金本子、項目申請更容易被讀懂、接受。她強烈地感受到“這種回報超出了我的預期”。

  “它真的撒下了科學的種子” 

  過去6年,深圳先進院8個研究所、20個研究中心的105位年輕科研人員加入了“博士課堂”,累計授課1438節。他們總共開發了106項課程內容,涵蓋了教育部要求的“物質科學”“生命科學”“地球與環境”“工程與技術”四類,目前,團隊還完成了三輪《博士課堂校本科普讀本》的編寫工作。

  除了這些數據,一項科普教育項目效果到底如何,最有發言權的還是學生。

  中科實驗學校教師發展中心丁秀娟告訴《中國科學報》,2021年暑期,學校對初中部7~9年級學生進行了隨機抽樣問卷調查,收回有效問卷273份,占初中部學生總數的62.76%,還對53名(占畢業生人數36%)9年級學生進行了訪談。這些學生至少有近3年的“博士課堂”學習經歷。這次課程實施情況的調研結果,超出了老師們的預期。

  對許多家長而言,“博士課堂”對于學生們的學習是否有積極影響非常重要。

  “從學生們的反饋來看,‘博士課堂’提供了更多接觸學科前沿的機會,有效地拓寬了學生的知識面。同時在多層次的浸潤式學習中,學生走進更大場景的學習空間,學到了一套系統的科學方法論,這給了他們極大的自信,提高了自我效能感,從而擁有更好的科學表現?!?丁秀娟說。

  比如,學生們特別提到了在2021年理化考試中最后的幾道開放題?!澳切┛雌饋硖貏e陌生的模型,其實回想一下有很多博士老師都講過,題目中的情景也經常和‘博士課堂’重疊?!薄白鲞@些題的時候可能會比較慌,因為沒見過嘛。但博士老師提過,雖然課上的知識不一定能用得上,但至少不慌了?!?/p>

  博士課堂的一個核心目標是科學啟蒙,能否激發學生們的科學興趣是一項重要的評價指標。

  98%以上的學生在課后會進行延展學習。一半的學生有意識地進行深入思考并尋求專業人士的幫助,主動參與到實踐活動中體驗科學推進的過程。有大約33%學生愿意開展相關課題研究,這些主動開發課題的學生又在班級、年級甚至全校范圍組建團隊,輻射帶動更多學生加入課題研究。

  “博士課堂”的授課頻次為每兩周一次,93.3%的學生希望維持兩周一次甚至改成一周一次、一周兩次,可見學生對“博士課堂”的喜愛程度。當被問到為什么喜歡時,答案有些出乎老師們的意料。

  丁秀娟表示,和學校常規的科學課項目比,在“博士課堂”上,教師的個人特質和精神狀態更被學生們看重。他們在課堂上“幽默風趣”“熱愛科研”,形象鮮活,極具感染力。超過70%的學生認為博士老師“學養深厚”,他們用真才實學點燃了學生的求知欲,同時也用“誠摯熱情”激發了學生的學習熱情。

  “博士課堂”給學生們潛移默化的影響不止于此。

  有學生提到,“我和我身邊的校外同學分享‘博士課堂’時,他們把我當成了科學怪人,可能他們覺得這個話題距離他們比較遙遠”。

  經過和學生們的交流,老師們發現這群學生身上的獨特氣質,這也是在經歷豐富的科普學習活動后一種無意識的表達?!按蟛糠值闹锌茖嶒瀸W校學生對科學有更多的熱愛,他們會以學習了更多更廣泛的科學知識為榮?!?/p>

  調研最后,當談到職業規劃和學歷規劃時,大部分學生有了目標,職業比較多地集中在醫生、教師、程序開發員和科學工作者等。在問卷中,老師們也發現學生們選擇理工科的熱情高于廣東省平均水平。

  “我的外婆有些老年癡呆癥的前兆。在一節跟老年癡呆癥有關的‘博士課堂’中,博士老師在課上介紹了這個病的治療方法。所以我十分希望從事生物或者醫學研究,想親自去研究并根治老年癡呆癥?!边@一回答瞬間感動了訪談組的老師。

  還有一個非常有趣的回答讓老師們印象深刻?!拔矣X得我當不了科研人員,我想去做投資。賺到第一桶金之后,我想投給芯片制造和生物醫藥!”

  在老師看來,學生們的回答非常質樸,但已經有著自己的獨立思考。在他們的意識里,前沿科學領域是自身發展和國家發展的主戰場。

  “學生們學完了知識,有一天發現有很多都已經忘了,而那些留在他們記憶深處的東西,才是教育真正要給予的東西?!倍⌒憔旮嬖V《中國科學報》。

  “我們不能說‘博士課堂’可以成就每個學生的未來,但學生們的這些反饋,讓我們感受到,它真的撒下了科學的種子,幫學生們開啟夢想?!睂τ谶@一點,丁秀娟無比篤定。

  從“很少的交集”到“很深的融合” 

  做科普易,而要像“博士課堂”這樣,把科學資源與基礎教育真正融合起來,建立一種高質量、規范化、成體系的科普課堂教學體系,并逐步形成滾動的、積極的工作機制,并不容易。

  “最根本的原因在于,本質上科研機構和學校是不同的界別,有著兩套完全獨立的管理系統,這兩套管理系統之間的交集很少,即使有也得不到制度化保障。因此,科普和教育才常常成為兩張皮?!?/p>

  李亦菲指出,兩個沒有交集的機構單位要想建立起一種系統化的、持續性的合作,相當于要打破制度的約束。因此,必須建立在制度創新、模式創新的基礎上。

  深圳先進院原黨委書記、博士課堂項目領導者白建原解釋,首先深圳先進院有比較好的科普生態環境,同時也得益于中科實驗學校提供的平臺。從深圳先進院院長樊建平,到各個研究所所長、學術帶頭人,都很重視科普,愿意支持科普。深圳先進院副院長、合成所所長劉陳立,深圳先進院腦認知與腦疾病研究所所長王立平親身示范,經常參與中科院的公眾科普活動,還鼓勵所里的人積極參與。院長樊建平總會抓住一切面向廣大公眾的授課機會,告訴大家深圳先進院在做什么。

  2017年10月19日,經中科院院長辦公會審議通過,深圳先進院印發了《中國科學院深圳先進技術研究院科普工作規劃綱要(2016—2020)》,這是中科院研究院所首個科普工作規劃?!鞍芽破展ぷ鞣诺窖芯克ぷ饕巹潓用?,很不容易?!?白建原表示。

  其次,要想讓“博士課堂”長久運行下去,就必須建立保障機制、工作機制、激勵機制。

  深圳先進院的年度預算中包含了“博士課堂”必要的工作經費,教師們不是免費“勞動力”。

  “博士課堂”工作模式的核心是保證科研團隊與教育團隊的融合,而團隊則需要不斷建設。

  白建原介紹,參與“博士課堂”的博士們均是自愿報名,對此我們適時引導大家由個人熱情,逐步轉為青年科技工作者的責任,進而提升為科研機構的使命感。

  在團隊建設中,通過校長間不定期溝通,新老師上崗培訓、崗中教研、年度研討會、項目組教研、校本讀物編研、崗后考核表彰、團建等多種方式方法,讓兩支團隊從生疏到熟悉、從熟悉到配合、從配合到互相指教。

  “對這些博士們來說,博士課堂最難的不是選擇講什么內容,而是怎么把非常專業的科學知識,轉化成學生能聽懂的教學內容,這是一個很大的挑戰?!崩钜喾普f道,科研團隊與教育團隊的深度融合,保證了優質的課程質量。

  科普不能只講情懷,必要的激勵機制是博士們動力的來源之一。深圳先進院共有20位博士老師獲得了深圳南山區科普傳播貢獻獎,23位連續5年獲得深圳先進院年度表彰,精神獎勵和物質獎勵相結合。此外,在個人年度考核中,科普工作作為研究人員的對院貢獻,也會被認可為社會貢獻。

  白建原表示,以“博士課堂”樣態為科學教育的核心模式帶動了深圳先進院整體科學技術對社會大眾的普及與傳播工作,由于工作出色,受到了中科院、廣東省科協、深圳市科協和深圳南山區的表彰。這也使得深圳先進院內部進一步提升了對科普工作的認識和支持力度,形成了有生命力的生態環境和成長機制。

  有了好的機制,還需要嚴格的執行?!吧钲谙冗M院和中科實驗學校有一支共識度非常高、強有力的執行團隊,特別是項目領導者的意志非常堅定?!崩钜喾茝娬{,“很多時候我們不差好想法,也不缺好制度,缺的是始終如一的堅持?!?/p>

  目前,“博士課堂”已經開設高中版,項目式學習、學伴計劃首次在高中嘗試。白建原表示,如何提升課程質量和系統知識的融合度,將是他們努力的方向。

  隨著“博士課堂”課程的成熟化,他們出現在深圳南山區教育局主導建設的線上課堂平臺和新媒體B站平臺,以及與中華兒慈會打造《同一堂課》,與深圳中科院院士活動基地合作承辦“科學與中國——香港澳門活動“,將“科學+”教育課程傳播至深圳南山區相關學校、粵港澳大灣區成員校和“科學+”聯盟學校,形成了由點及面、點面結合的燎原之勢。

  未來五年,深圳先進院將明確“點、線、面”工作思路,“注重試點、以點帶面,連點成線、以線促面”,打造深圳先進院特色科學教育亮點,以鏈接大灣區青少年創新素養提升為主線,推進“科學+”教育聯盟建設,帶動深圳先進院科普工作全面發展。

 

博士老師們的卡通人物圖像(丁秀娟供圖)

  《中國科學報》 (2022-02-18 第4版 文化)

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