2005年暑假期間,南京師范大學附屬小學師生一行50多人踏上了參加美國太空夏令營的游學之旅。作為科學教師的我,有幸成為其中一員,全程經歷此次夏令營活動,在每天不斷接觸異國他鄉新鮮事物的同時,對青少年校內外科學教育如何有效實施也有著許多感受和思考。
在16天的游學過程中,我們接受了來自語言、習俗、文化、操作、集體生活、旅行生活等等的挑戰,充分感受了美國發達的太空科技和豐富多彩的課外科學教育活動。在漢斯維爾太空營的4天是此行的核心內容,孩子們在此興奮雀躍,而我也獲益良多。
太空營坐落在僻靜的漢斯維爾郊區,這里曾是全美的航空航天實驗研究中心。整個太空營像座太空游樂城,半圓形的金屬太空倉是兒童心儀的住宿營地和活動教室,室外設有矗立的火箭展區、模擬火箭發射場、救生訓練池、飛機展區、兒童足球場,室內設有太空人訓練專區、兒童攀巖區、航空航天展館、球幕電影院、航天飛機發射模擬系統、餐廳等等。展品大多數是實物,部分為復制品。整個營地同時可以承擔太空營和飛行挑戰兩項青少年科技活動,能同時容納數百人,活動時間可按需從1天、3天、5天到7天不等,各項設施均按不同的活動時間表逐一開放。這里既可以家長陪同孩子參加活動,也可以孩子結伴集體參加,形式靈活多樣。現在它是全球熱愛太空科學的少年兒童向往的樂園,曾接待了全球50萬少年兒童。
一、親歷比什么都珍貴
當我們在課堂上大談合作、責任心、科學的重要性時,孩子們似懂非懂。然而在太空營短短幾天的經歷,讓孩子對航天科技有了親身體驗,并能一輩子牢牢記住,親歷其實遠比說教重要。
模擬航天飛機發射活動和太空人訓練活動、發射自制火箭,是太空夏令營活動的最大特色和亮點。在模擬發射活動中,營地特意為中國人準備了航天飛機中文發射手冊。第一次模擬訓練,大家心中都充滿了好奇。孩子們沒把模擬活動當真,以為這很簡單,就和以前演課本劇一樣的,沒有想到,這卻是個十分艱苦的過程,因為需要參與團隊配合一致,共同合作。15個隊員人人都有發射任務,大家都戴著耳機,通過話筒相互聯系。有學生因為很長時間沒有話說,就在別人說話時故意插嘴、亂說話,其他就著急地制止,結果耳機里全是雜音,沒有發布正確的操作指令,發射失敗。模擬系統雖然沒有表現出失敗帶來的嚴重影響,但是這次經歷讓孩子們意識到在科學工作中每個角色不論工作多少都承擔十分重要的任務,必須要負責任地工作。
經過深刻反省,第二次模擬航天飛機發射之前大家首先商量好對策,每個人一句話說完后必須說“OVER”,同時關閉“TALK”鍵,下一個人才能說話,這樣就可以保證沒有人插嘴,耳機里就沒有雜音了。同時嚴格按照發射手冊上規定的時間和程序專心工作,我們的“航天飛機”終于順利升空,沖出大氣層,成功脫落推進器,繞地球飛行5圈后安全著陸于“休斯頓”。
多維訓練器、4G加速器、救生訓練、太空行走、月球行走、返回地球、飛機模擬駕駛都是太空人必備訓練項目,我們也實地體驗了一把。真實的訓練讓孩子真正體會到太空生活的特殊性和航天人必備的身心素質。這樣的體會刻骨銘心,無法忘懷。
美國漢斯維爾市太空營從航天實踐和航天科技出發,選擇豐富的教育內容和有效的教育形式,用真實的科學教育學生,讓孩子學活著的科學。孩子們在真實的情境中,把自己看作真正的航天人,主動又負責任地參加各項活動,不斷適應航天任務的要求。他們開始樂意關注航天科技領域的一切進展,在航天工作崗位上學習到什么叫做“敬業”,不斷進取、不怕困難、尊重科技、懂得合作的精神和意識在孩子們身上有機會得到體現。我國神舟六號飛船的成功升空,同樣也引起了國人的航天熱潮。如果有條件像這樣讓孩子們能夠親身、實地體驗一下航天航空的工作、生活氛圍,那么這種熱情將無可置疑地轉化為科技人才生長的土壤。
二、科學知識、精神和方法的綜合教育
太空營的航天展由一個個人物、歷史故事、眾多實物構成,為孩子們打開通向美國航天歷史世界的時光隧道。孩子們不僅親眼所見,還和各種設備零距離接觸,人類科技創新的精神和強大的創造力不言自明。航天科技的階段性實物展示,讓孩子受到強烈的震撼,對航天器的各部分結構、性能有了深入的感性認識。在歷史中穿梭讓營員們學到的不僅僅是知識和方法,還深刻感受人類推動科學進步的巨大精神力量:人類總是在不斷向自己提出新的挑戰,不竭的好奇心和求知欲是科技進步的源泉。科學是無數人共同的創造發明,能為科學工作是一件光榮的事情。真正的科學并不是冒險的代名詞,無畏的犧牲決不是科學,科學在實事求是、耐心的探索中謹慎前行,即使倒退也有可能。
美國阿波羅登月計劃是人類載人航天史的一個杰作,它的實施是人類求真務實、勇于探索、循序漸進的科學精神的完美體現。在對阿波羅7號到阿波羅17號任務表的介紹中,我們可以清晰地看到科學工作的進程。它是對學生進行科學精神和方法教育的好教材。雖然還存在語言的障礙,有些精神也許孩子們一時也領悟不了,但這絲毫不妨礙他們在看到實物、故事、圖片所展示出來的科學進步時,臉上煥發出來的向往和光彩。成功發射“神舟號”宇宙飛船后,我國也借助載人航天巡回展拉開了航天普及教育的序幕。但這樣的展覽展示,大多重在理性的介紹,而缺乏感性的理解;大多是文字和圖片式的匯集,而缺少實物、影像等的直接感官沖擊……我們的科普展示,特別是面向青少年的科普活動形式,能再借鑒美國太空營的經驗就更好了。
三、幫助學生樹立做科學的信心
太空夏令營十分注意激發每個孩子的好奇心和求知欲,除了創造真實的學習環境和活動任務激發孩子好奇心和求知欲外,還運用了不少保護孩子學習興趣的組織策略:
(1)人人有獎,隊隊有獎。太空營設立團體和個人兩種獎項。參加活動的隊伍都將參加一次學習競賽,像中央臺的“幸運52”欄目一樣,屏幕上共有25道題,分布在5個領域,每個領域有5個難度級別,最難的為500分,最容易的為100分,答錯不扣分。每個隊依次派人答題,每個人都有答題機會。有的題必須由一個人獨立完成,有的題由全隊討論后完成,每個人都必須為自己的團隊貢獻自己所學,一起為團隊掙分數。在這里,你將驚喜地發現,每個孩子都在積極而努力地答題。我們的隊伍被分成三個小隊參加競賽,最后根據答題情況,三個小隊分別被授予最佳表現獎、最具潛力獎、最佳合作獎,每個隊員都得到太空營的培訓證書和贈送的太空營標志。個人獎每周一評,由組織者查閱這一周活動的錄像資料,同時經教練推薦從本周所有營員中選出一位最佳營員,當選的人將會自豪無比。與國內的相關評比不同的是,夏令營中隊隊有獎,人人有獎。在這里獎狀的意義不再是少數佼佼者身份的證明,多數人受挫、失落的傷疤,而是激勵每個孩子生動活潑發展的工具,評價實現了激勵的目的,把每個孩子的潛在力量——自信心凝聚在獎狀、獎章上。
(2)奇趣科學,快樂學科學。未能感受美國原汁原味的小學科學課是我的遺憾,但是在夏令營經歷的奇趣科學課卻讓我眼前一亮。比如課中教練告訴大家,火箭為了獲得巨大的反推力,使用甲基類化合物和四氧化氮混合后產生向下噴出的大量氣體,這個過程還伴隨著反應發生時產生的“砰”的巨響。教練拿出一只雪碧瓶,瓶口套著一只氣球,瓶內和氣球里分別裝著一些物質。有誰愿意來做這個實驗嗎?過了許久,一位小學生鼓足勇氣決定嘗試嘗試。教練把瓶子放到了實驗者手上,然后帶上護目鏡趕緊躲到臺下,看到膽小的教練和實驗者害怕緊張的樣子,所有觀眾都大笑起來。隨著“3、2、1”的倒計時,氣球被掀起,里面的物質和瓶子里的物質混合起來。教練大喊:“砰!”可是并沒有發生什么爆炸,氣球十分緩慢地變大了,越來越大。觀眾不禁更是大笑。教練這才告訴大家:不好意思,我剛才騙了大家,瓶子里裝的不是甲基類化合物和四氧化氮,而是普通的可以食用的蘇打和醋,它們混合在一起也會產生氣體,大家恍然大悟。就這樣,絕沒有枯燥的講解,教師圍繞著航天物理學知識,通過故事引進了一些角色,通過實驗展示一些現象,然后讓志愿者參與游戲,在游戲中想像與事實之間巨大的反差,加上教練惟妙惟肖的表演,這樣的課把所有人都深深吸引,在陣陣爆發的笑聲中,孩子們發現所有的事實,記住所有的知識。
(3)關注行為習慣的培養。在中國,像這樣的活動通常會選拔好學生參加,但在美國,我發現參加太空夏令營的學生并不是靠成績來區分,而是注重每個孩子基本行為習慣的培養。
在為我們這支隊伍舉辦的簡短的開營式上,大高個、紅鼻頭的總教練用幽默、溫和的語氣,配合著幻燈片宣布營地各項紀律,總共不到十條,清楚又明了:營員不能到營地外面去,不能打架,按時睡覺,教練輪流在宿舍外面值班,要服從教練的指揮,要按照安排表活動,一個團隊一起行動,營員要參加簡單的考核等等。和美國孩子一樣,一開始所有人在營地集合,分好組,宣布組名,認識教練,選舉隊長,領取床上用品,認識宿舍,認領床鋪,擺放行李,鋪床疊被,了解日程安排。每隊安排兩個中方教師、一個美國教練、一個翻譯和15個孩子。營員每天6:30起床,晚上10:00就寢。每天大約有七、八項活動交替進行,井然有序。雖然安排很滿,但并不匆忙,每項活動經過測算都會給予足夠的時間。每位營員對當天的安排都會十分投入,對第二天的活動又會充滿期待。
行為習慣的培養體現在日常生活中,成人以身作則,不斷培養孩子的規則意識,幫助他們適應集體生活。比如餐廳規定好入口和出口,必須要按照這個流程,不得插隊,即使上廁所也要從出口繞一圈到入口外的洗手間。吃飯時間不能提前也不能推遲,一個團隊要和教練坐在一起,要按照餐廳的規定數量和種類取食物,要自己送餐具。在聯誼會上,孩子們坐著的、爬著的都有,不在乎姿勢如何,只要注意力集中就可以。我觀察到一些孩子在不斷變換姿勢,但是眼睛視線一直沒有離開舞臺,更不會影響別人,打架和交頭接耳的現象根本看不到。我想到國內帶學生組織的活動,雖然有的活動的內容很好,孩子們的興趣也很高,但往往我們把大量精力放在維持秩序上,孩子們的無序和自由散漫也削弱了他們可能從這些活動中得到的收獲。
四、建設一支優秀的輔導員隊伍
好的活動基地和活動創意需要一支優秀的組織隊伍來實現。太空營除了一流的設施,還有一個更重要的教育資源,那就是一群敬業的年輕教練。他們大都走出學校不久,充滿活力,訓練有素,太空營的理念在他們的工作中得到體現。
他們能主動接近孩子,擅長與孩子相處,像師長,又像兄弟姐妹。作為團隊的靈魂,他們擅長團隊管理和建設,具有強大的號召力和管理能力。如果沒有語言和文化的障礙,他們的快樂、投入、寬容、幽默、誠懇一定會深深打動每個中國孩子。他們每人都有一本活動記錄本,活動全程認真做好訓練記錄,并合理穿插體育活動。同時他們又非常敬業,就拿晚上值班而言,夜間值班考驗人的意志,所有教練都會拿把椅子坐在寢室門口,沒有人溜崗睡覺。
另外在太空營還有為數不少的志愿者在進行一些輔助性工作。這些志愿者往往是正在假期的大學生。比如我們的一些營員被要求進行三項空間探究實驗:艙外活動體檢、在淀粉粘土實驗中對聚合物的粘性和彈性進行研究、用一種植物纖維制造一個聚合物并研究它的營養效果。要求按照科學家設計好的實驗步驟開展研究,做好詳細記錄。雖然有明確的行動指導,但一些孩子仍然覺得比較困難,這時就分別有志愿者輔導學生完成這些研究。
科技輔導員和志愿者對于開展課內外科學活動來說,所起的作用幾乎可以決定成敗。我們應該學習這類人才的培養制度,特別是培養職業素養和敬業精神。如果有了一批得力能干的基層科學輔導員隊伍,我們就多了一批科學思想、科學技術、科學方法的播種機。
將青少年培養成為有科學素養的公民是當今世界科學教育的一個大趨勢。太空營作為美國校外科學教育的品牌活動之一,正是這種發展趨勢的體現。太空營活動既包含了探究學習的理念和行為,又包含了體驗、游戲等有效的教育元素,確實是孩子們接受太空科學啟蒙教育的天堂。
美國不僅重視在學校開展正式的科學教育,而且重視依托社會力量和教育基地在校外開展非正式科學教育。美國兒童在暑期沒有把自己淹沒在單調和乏味的書面作業和各種各樣的培訓班中,他們有更多的機會去體驗生活,發現世界,滿足自己的好奇心。離開漢斯維爾后,我在美國首都華盛頓免費開放的自然博物館、歷史博物館、航天航空博物館中,看到來來往往的家長、孩子、志愿者、童子軍絡繹不絕。在校外非正式的科學教育中,學生走進更廣闊的世界,接觸更真實的生活問題和科學情境,在更大的空間中發展自己的興趣,擁有更專業、更靈活的指導,更容易得到個別化的指導和教育,這不能不說是他們的幸運。
新一輪的國際競爭在一定程度上將集中在富有科學技術競爭力的高素質人才上,我想這也是我國頒布《科學素質行動綱要》的初衷。就我國青少年的科學素質提高而言,與其他國家相比,我國中小學科學課程僅占課程總課時的8%,與國際12%的平均水平尚有較大差距。除了增加校內科學課程課時、加快科學課程改革之外,我們還可以開發形式多樣的體驗式的非正式科學教育活動、大力發展校外非正式科學教育,彌補科學課程不足,共同推動科學教育改革。我期待著,有一天,中國的孩子不用走出國門,也能享受到像漢斯維爾太空營這樣優質的夏令營活動。
(作者單位:南京師范大學附屬小學)
責任編輯:葉 萍