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这才是科学教育该有的样子
撰文/张艺琼(中美富布赖特学者,广东外语外贸大学外国语言学及应用语言学研究中心教授)
This is EPIC! 这是我们在泰宁参加《知识就是力量》科考营那几天我家图图的口头禅。
Epic是非常棒的意思,也有史诗般宏大壮丽的意思,我想这是图图有感而发。
泰宁的丹霞地貌宏大壮丽,堪称史诗般震撼。大自然的鬼斧神工常常让我们惊叹,但通常我们只会用“太震撼了”来形容。
而这一次的体验非常不同,因为我们有幸跟随中国地质科学院地质研究所研究员、自然资源首席科学传播专家苏德辰老师和中国农业科学研究院蜜蜂研究所副研究员姚军老师,他们不仅让我们感受到这份壮美,更让我们了解了其背后的原因,让我们既“知其美,也知其所以美”(引自苏德辰老师),既知其震撼,也知其所以震撼。
图图用了happy, inspiring and impressive三个关键词来形容这一次科考。对于我来说,我终于体验到了理想中的科学教育,它不仅激发了孩子的好奇心和动手能力,还帮助他们深入理解知识的生成过程,并促进了人与人之间及人与自然之间的关系发展。
两位老师能够站在孩子的角度观察自然,从孩子能够理解的现象和可操作的实践出发,引导他们培养对自然现象的敏锐感知,并手把手教孩子去探索自然现象背后的原因。
我们在登顶看猫儿山的时候路过一个寺庙,寺庙上有一堵墙,上面有新糊的泥巴块。苏老师突然袭击,问,你们说新糊的泥巴和墙哪个在先哪个在后。大家都很好奇,苏老师在卖什么关子?原来,苏老师用这个例子说明地质学家如何判断地层的先后。岩层一层层长好了以后,有虫子造个洞,或者有岩浆从地下冒上来,会破坏岩层,就形成穿层结构,就是根据这个穿切关系判断岩层形成的先后。讲解结束后苏老师告诉孩子们,好多科学知识来源于生活。
有一天有个孩子问喀斯特地貌,苏老师并没有立刻回答,而是告诉他餐厅里就有喀斯特现象,回去讲。回到餐厅吃完饭,苏老师将孩子们聚集在一起,指着天花版上因漏水形成的白色细管,向孩子们讲解了喀斯特地貌中鹅管石(钟乳石)的形成过程:原来,含有钙离子水在裂隙边缘缓慢渗出,钙离子就有机会与空气中的二氧化碳充分反应而生成碳酸钙并附着在墙壁上,这就是钙化现象。有些钙化总沿着固定的地方向下生长,就形成了细长的“鹅管”,大自然的洞穴中,鹅管进一步发育,可以形成千姿百态的钟乳石。讲完以后苏老师想把一些白柱子取下来,让孩子们仔细看,姚老师立马站上凳子用自己的帽子接样品。
在野外讲解钙华现象的时候,为了让孩子们近距离看盐酸和钙华反应,他自己先上岩石壁,找好落脚点站稳,把孩子们俩俩拉到岩石壁上,一左一右,有些孩子的运动能力不强,很难在岩石壁那狭窄的地方稳住,因此非常费劲。但苏老师不厌其烦地拉上去,一遍又一遍地把盐酸滴到岩石上,让孩子们看化学反应产生的气泡。这个花了半个多小时的实验其实有很多简化版本。最简单就是一句话,盐酸和钙反应产生气泡,记住就好了。再复杂一点就是在岩石壁平缓处让孩子们围成一圈展示。但苏老师没有选择捷径。他说,我想让孩子们体验一下我们在野外的工作场景,锻炼一下孩子们的攀爬能力。他只有经过了一个较艰难的过程,才能更深刻地理解这个基本的化学反应在地质科考中的意义以及科学考察意味着什么。
姚老师也是问题大王。第一天在营地午餐结束回酒店的马路边,一个眼尖的孩子发现树上有一个窝,有点像鸟巢也有点像蜂窝。姚老师仔细观察后摘下来问孩子,是鸟巢吗?像吗?鸟巢特征是什么?蜂窝呢?孩子们被问题轰炸得有点懵圈。姚老师说,我们这几天就是小侦探,寻找各种悬疑并找到答案。孩子们欣喜若狂。
下午一个大悬疑就出现了。在地质博物馆的院子里,姚老师先给孩子们看了一个头栽在再力花里的蚂蚁,问孩子们为什么这种花会“捉虫子”呢?孩子们七嘴八舌,想象力无限。姚老师让孩子们找一根细草,穿进去再拉出来体会一下是否会有被夹住的感觉。他先演示,再让孩子们自己操作。孩子们很投入地尝试。
孩子们体验了花朵阻力之后,姚老师告诉大家再力花是利用花器不同部分的有机配合和协调来实现这个操作的。当有异物进入雄蕊形成的特殊筒状结构,并触及到兜状退化雄蕊的上缘时,那枚具有卷曲能力的花柱便会迅速作出反应,卷曲起来,夹住异物。但是再力花它不吃虫子,也不会吃。那它为什么要这样做呢?悬疑继续,还没破案。原来是因为在再力花的原产地,当蜂鸟吸食它的花蜜时,它可以依靠这个功能把蜂鸟的喙夹住,以便更多的花粉能够粘在它身上,同时将鸟喙上的花粉留在花柱上,提高花粉传播率。但再力花来到中国后,蜂鸟可没跟着过来。但是再力花显然不会将鸡蛋都放在一个篮子里,蜂鸟并不是其唯一的传粉者。被捉住的虫子变成了诱饵,吸引小鸟来吃,小鸟会顺带帮它传点花粉。这非常漂亮的深入浅出引导思考的案例,孩子们可以轻松了解相当复杂的动植物形态进化现象。
姚老师每天晚上都带孩子们进行夜诱观查,用特制的高压汞灯和幕布架子吸引各种昆虫,以便更好地讲解各类昆虫的习性,通过各种具体场景,帮助孩子们理解益虫与害虫的相对性,从而更深入地认识生态系统的有机性。同时,姚老师不断提醒孩子们,在捕捉和观察昆虫后要将它们放归自然,以维护环境的完整性。在野外,姚老师发现的各种虫子让孩子们惊喜得哇哇叫。到了后面两天,泰宁山谷里回荡着孩子们的喊声:“姚老师!姚老师!快来!这儿有一只虫子!”呼唤声中既包含了孩子们对姚老师的敬佩与依赖,更充满了他们发现感兴趣虫子的欣喜与激动。
两位老师的各种深入浅出源于他们对孩子们深深的爱,这种爱与他们对大自然的热爱相似,既敏锐又充满欣赏。有一天在吃饭的时候苏老师和姚老师坐到远处聊事情,图图跑过去拿狗尾巴草扫姚老师的脖子。我提醒图图不要干扰两位老师的聊天,图图欲玩又止。这种尴尬被苏老师和姚老师捕捉到了,苏老师说,来,你过来,我用狗尾巴草扫你,看你能坚持多久。于是就来了一场挠痒痒比赛。这种暖心互动全程都是,孩子们的一举一动都被包容,随后往正向引导。
在结营仪式上,小营员们分享收获,图图年龄偏小,而且全程玩得过于开心,根本没时间准备发言。他没空准备结营发言,却记得要带笔去找两位老师签名留念。他第一次说了个开场白就说不下去了,等到最后第二次说的时候,他提到了一句非常笼统的感受,我提醒他举个例子,他举了一个例子就没有第二个了。我知道他是很沮丧的。到了苏老师总结,苏老师就拿他举例子,成功地帮助他把沮丧转为继续努力的动力。苏老师先肯定了他平时问题问得好,对很多现象有自己的理解,但为什么现在记不起来了呢,因为没有及时记录,好记性不如烂笔头,如果当时记下来了就不会想不起来。这句话图图听进去了。回家以后我提醒他要写泰宁之旅的总结,他说,对,苏老师说不记下来就忘记了。于是自己口头作文记录了不少还能记起来的事情。
短短五天的科考营,大自然的震撼无法全部用文字表达。但关于科学以及如何做科学研究的震撼,极有可能改变孩子的一生。如今,孩子们明白了,科学不再是抽象的符号,而是那难爬却按捺不住想爬上去的岩石峭壁;科学也不是书本上枯燥的原理,而是与大自然的一草一木息息相关;科学家也不再是严肃可怕的人,而是那些你可以去挠痒痒的老师。这才是理想中的科学教育,梦想中应有的样子。
这种科学教育是极为珍贵且难得的。我们之所以能够享受这一机会,得益于《知识就是力量》杂志社致力于促进人与人以及人与自然之间和谐关系的理念。这一理念没有停留在文字宣言上,而是通过科考营的潜移默化,由两位极具人格魅力的科学家们将他们对自然的深刻理解传递给孩子们,从而对孩子的思维方式和价值观产生深远的影响。
在科学小记者采访活动中,《知识就是力量》杂志副主编何郑燕老师在岗前培训时鼓励孩子们从自身的角度去体验、理解和询问科学家们所体现的求实、协同和育人等精神。虽然这些词对于孩子们来说可能还有些抽象,但在活动结束时,当孩子们一个个排队请求老师们签名时,我知道,他们已经对这些概念有了自己的理解。