省屬工科院校大學(xué)生科普教育探索與實踐

胡永金 陳杰 周曉紅 吳云沛 呂東燕 陳偉 毛書哲

摘? 要 湖北汽車工業(yè)學(xué)院物理演示與探索實驗室在完成大學(xué)物理實驗教學(xué)任務(wù)之外，充分挖掘?qū)嶒炇矣布腿肆Y源，利用物理演示儀器和設(shè)備，開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踐活動，提升了大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)意識和動手能力，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;物理演示與探索實驗室;科學(xué)素養(yǎng);科普教育基地;大學(xué)物理實驗

中圖分類號：G482? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）17-0090-03

1 前言

進入21世紀以來，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)已成為一個國家綜合實力和國際競爭力的決定性因素。黨的十八大明確提出，科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置，要堅持走中國特色的自主創(chuàng)新道路，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。2016年，習(xí)近平總書記在“科技三會”的講話中強調(diào)，科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實現(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]。黨的十九大報告再次明確要求：弘揚科學(xué)精神，普及科學(xué)知識[2]。

大學(xué)生作為中國特色社會主義的建設(shè)者和接班人，也是高等教育的主體受眾，是國家實施科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的人才支撐。如果說工科的專業(yè)課程教育是把大學(xué)生培養(yǎng)為“專家”，那么通識類的科普教育則是要把大學(xué)生培養(yǎng)為“通才”，這兩項教育合力鑄就大學(xué)生“T”型的知識結(jié)構(gòu)框架[3]。但從目前來看，社會各界包括高校本身對大學(xué)開展科普教育的重要性還認識不到位，片面地認為大學(xué)里的科學(xué)研究職能就是科學(xué)研究活動本身，與科普教育沒有關(guān)系。大學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也只是片面地追求對專業(yè)知識的掌握，對于普適性的科普類知識并沒有興趣，導(dǎo)致對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展全貌缺乏系統(tǒng)性認識，科技認知存在偏科現(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)，萬眾創(chuàng)新”的時代需要，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科技進步和經(jīng)濟發(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。物理演示與探索實驗室作為全校開設(shè)物理實驗課的平臺載體，對工科學(xué)生進行了科學(xué)的實驗方法和技能的基礎(chǔ)訓(xùn)練，同時進行了大學(xué)生科普教育探索和實踐。

2 科普教育資源

物理演示與探索實驗室始建于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（約600 m2）、文化走廊一個（約70 m2）、多功能展播廳兩間（約200 m2），室內(nèi)外觀如圖1所示;各類科普和演示實驗設(shè)備160余套，實驗項目集科學(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。實驗展示手段有實物、模型、圖片、動畫等，參與方式可視聽、可互動體驗、可動手創(chuàng)新。科普設(shè)備中包含一些非常經(jīng)典的科普教育項目，如海市蜃樓、怒發(fā)沖冠、激光琴互動演示、電磁感應(yīng)與電磁炮、大型蒸汽機、數(shù)字聲懸浮器、太陽能跟蹤系統(tǒng)、遠程充電、GPS全球定位系統(tǒng)等。實驗室現(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，實驗室被十堰市科學(xué)技術(shù)協(xié)會授予“十堰市科普教育基地”稱號。

3 大學(xué)生科普教育實施過程

組建專業(yè)的科普志愿者服務(wù)團隊? 組建一支高水平的科普志愿者服務(wù)團隊是有效推進高質(zhì)量科普教育工作的關(guān)鍵。從專業(yè)實驗教師隊伍中挑選一批專業(yè)素養(yǎng)高且熱心科普活動的同志，作為科普教育與傳播教師。首先，要求教師熟悉實驗室內(nèi)所有的物理演示儀器的科普原理和操作技巧，同時能夠把儀器展現(xiàn)出來的現(xiàn)象同日常生活的科學(xué)知識熟練緊密地聯(lián)系起來，編寫出大學(xué)生科普教育的電子講義。接著進入集中試講環(huán)節(jié)，一人主講，其他教師作為科普教育受眾，同時模擬實際情況向講解者提出各種相關(guān)的科學(xué)技術(shù)問題，教師要能夠準確快速地回答出來。主講教師和旁聽人員交替位置后，輪流扮演角色，進行實際演練。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驗室開放方案，同時要收集可能提出的問題，要求做到對答如流、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)團隊之外，還要成立一支以大學(xué)生為主的科普志愿者服務(wù)團隊。每年在大二年級各專業(yè)大學(xué)生中，選拔一批物理功底較好、表達能力強、有一定的空余時間且樂于科普教育的學(xué)生，進行集中培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括熟悉實驗室內(nèi)的設(shè)備布局、儀器的正確使用方法、參觀實驗室人員登記、專業(yè)的科普知識講解、實驗操作及實驗室安全維護工作等。培訓(xùn)合格后，將根據(jù)每個學(xué)生的業(yè)余時間來安排在實驗室的值班工作，并做好一切管理工作。

科普教育實踐過程

1）大一新生入學(xué)后的科普教育。新進校的大學(xué)生，剛剛擺脫高中階段沉重的學(xué)業(yè)負擔(dān)，踏進大學(xué)校園后，對一切新鮮事物都充滿好奇心，這個時期還沒有真正接觸到專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，非常適合大眾化的科普教育。絢麗多彩的實驗室，引人入勝的科學(xué)故事，琳瑯滿目的儀器設(shè)備，身臨其境的互動體驗，身心愉悅的科普教育過程，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)余時間值班表，每次3～4人一組，負責(zé)科普教育接待和實驗室的對外開放工作。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為單位預(yù)約參觀實驗室和接受科普教育活動。班長負責(zé)聯(lián)系實驗室負責(zé)人，填寫預(yù)約參觀表格，具體填寫班級名稱、聯(lián)系人、人數(shù)和參觀的具體時間，方便后期聯(lián)絡(luò)。在實驗室正式對外開放時，大學(xué)生科普志愿者全程負責(zé)接待、實驗室管理和安全維護工作;值班教師負責(zé)全程管理和把控，學(xué)生志愿者做得不到位的地方，可以及時補充更正，后期總結(jié)經(jīng)驗。一個班級的學(xué)生來到實驗室后，科普志愿者致歡迎詞和介紹實驗室概況，并講解安全注意事項和實驗室守則。

全體大學(xué)生分組后，一名科普志愿者帶領(lǐng)一個小組進行科普教育活動。為了提高儀器和場地的使用效率，分區(qū)域進行活動，輪流交替推進。科普志愿者首先講解實驗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帶給每個人的快樂。如果時間充裕，在注意人身和儀器安全的前提下，大學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的主觀能動性，大膽地進行操作、實踐和探索。活動場景如圖2所示。

2）完成大學(xué)物理實驗課程學(xué)習(xí)后的科普教育活動。根據(jù)工科院校的教學(xué)安排，在全校各專業(yè)都會開設(shè)兩個學(xué)期的大學(xué)物理實驗課程，且要求每個學(xué)期必須完成10個實驗項目，會涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理實驗等相關(guān)內(nèi)容。大學(xué)生在完成實驗課程的全部內(nèi)容學(xué)習(xí)之后，對科學(xué)知識會有滿滿的收獲感。這些實驗內(nèi)容往往都偏重于基礎(chǔ)性，操作要求較高，實驗過程相對復(fù)雜，同時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，沒有“窺”到物理實驗科學(xué)的全貌，感覺還沒有吃“飽”。這時，教師就可以鼓勵學(xué)生利用業(yè)余時間去參觀物理演示與探索實驗室，接受系統(tǒng)性的科普教育訓(xùn)練，這對課內(nèi)知識的學(xué)習(xí)也能起到很好的鞏固、補充和拓展作用。學(xué)生可根據(jù)已有的物理實驗知識基礎(chǔ)，在實驗室內(nèi)大膽地進行探索體驗，完成一些創(chuàng)新性的實驗內(nèi)容，拓寬個人的科學(xué)視野和廣度。

以科普教育為目的的社會實踐拓展活動? 憑借物理演示與探索實驗室這個平臺，科普志愿者服務(wù)團隊師生開展了一系列豐富多彩的物理類科普教育活動，如“科學(xué)記者團”和“行走的課堂——我來講科學(xué)”等。這些活動憑借科學(xué)宣傳、精準互動、深度體驗等特色，被地方電視臺和晚報等多家媒體報道，在大學(xué)生中引起強烈的反響。一些大學(xué)生社團或創(chuàng)新團隊組織以此為平臺，開展了極具特色的第二課程社會實踐活動，如“求實學(xué)子科普行——大學(xué)生科普志愿服務(wù)團隊”社會調(diào)查、“互聯(lián)網(wǎng)+科普之自然科學(xué)館運營”之嘗試、“孩童眼中的科學(xué)——科普DIY玩具”創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)活動等。

2019年，在大學(xué)生科普志愿者隊伍中挑選精兵強將，在教師的指導(dǎo)下，經(jīng)過充分的打磨與演練，參加了湖北省科技廳舉辦的科普講解大賽活動，鍛煉了學(xué)生的社會實踐能力，開闊了科學(xué)眼界，增長了科學(xué)見識;同時同部屬高校及其他兄弟單位進行了友好的交流探討，相互取長補短，學(xué)習(xí)到先進的大學(xué)生科普教育的經(jīng)驗和做法。

4 提升科普教育質(zhì)量的對策與建議

對大學(xué)生科普教育的認識需要進一步提升，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)前社會有一種片面的認識，認為工科類大學(xué)生只要學(xué)好本專業(yè)的知識和技術(shù)就行，而且越專越精越好，并不需要進行大眾化的科普教育活動。在這個大的指揮棒的指導(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，認為這是國家層面的事情，具體來說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，對于與職稱評審、職務(wù)晉升及選樹評優(yōu)無關(guān)的科普教育工作無暇關(guān)注;在校大學(xué)生主要圍繞如何順利畢業(yè)這個總體目標任務(wù)，忙于上課、參加社會實踐和各種思想政治教育活動等，對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，出臺一些保障科普場地和經(jīng)費的政策，要求教師每年必須完成一定的科普教育工作量，并且能夠承認教師的科普教育成果，將其作為教師職稱晉升和評先爭優(yōu)的重要依據(jù)之一;在學(xué)生的畢業(yè)目標任務(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學(xué)分，而且作為硬性要求。

需要加強科普教育資源的內(nèi)涵建設(shè)，開展形式多樣的科普活動? 科普活動作為大學(xué)生科普教育的重要載體，活動組織和展現(xiàn)內(nèi)容直接體現(xiàn)科普教育工作的質(zhì)量。隨著時代的高速發(fā)展，大學(xué)生科普教育工作也需要與時俱進，科普活動內(nèi)容需要推陳出新。這就需要加強科普教育資源內(nèi)涵建設(shè)，提升科普教育的活力和創(chuàng)新性，用大學(xué)生喜聞樂見的方式吸引新時代的大學(xué)生參與[6]。

1）加大科普資源更新力度。可根據(jù)每個學(xué)校的特點，購置或開發(fā)一些與專業(yè)緊密相關(guān)的科普資源，這樣學(xué)生的參與興趣會更高，專業(yè)歸屬性更強，一眼看上去就感覺是自己專業(yè)內(nèi)的東西。本實驗室就購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、大型蒸汽機、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，普遍認可程度高。同時，還可以引進時下流行的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，體驗性強，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驗室轉(zhuǎn)一圈，這遠遠達不到高質(zhì)量科普教育的要求。因此，在活動過程中要注重提升大學(xué)生的獲得感和體驗感，盡量少講解，多讓學(xué)生參與。如在“怒發(fā)沖冠”實驗中，兩名大學(xué)生一組，一人負責(zé)指揮和儀器操作，另一人負責(zé)人體帶電演示，成員間可交流互動，了解靜電科學(xué)的神奇性，增強對靜電分布和高壓帶電的科學(xué)認識。

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，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)平臺等。

要加強科普教育活動對外的開放力度，爭取社會資金? 高校內(nèi)的科普場所僅僅對校內(nèi)大學(xué)生開放是遠遠不夠的，必須能夠?qū)ι鐣耸块_放，提升科普場館的社會知名度和影響力。在運行一段時間和條件成熟之后，可以向政府部門申請科普基地認定，盡量爭取到一定的政府經(jīng)費支持。同時，可以與中小學(xué)或校外教育培訓(xùn)機構(gòu)進行有償合作，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。有了固定的經(jīng)費保障，科普教育活動才能進入良性循

環(huán);否則，有可能會因為場地失修、儀器損壞和缺乏給相關(guān)工作人員一定的激勵措施，科普教育活動陷于停滯狀態(tài)。

5 結(jié)語

以物理演示與探索實驗室為平臺，筆者所在學(xué)校為大學(xué)生開展了一系列科普教育活動，也取得一定的教育成果和良好的社會效益，為進一步做好大學(xué)生科普教育工作打下堅實的基礎(chǔ)。后期將在總結(jié)前面經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，繼續(xù)加強科普資源內(nèi)涵建設(shè)，提升科普教育的質(zhì)量，讓更多的大學(xué)生和社會人士從教育活動中受益。■

參考文獻

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[2]習(xí)近平.決勝全面建成小康社會 奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利：在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[J].青海交通科技，2020（1）：2.

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[4]吳晶平.高校青年學(xué)生的科普教育工作研究[J].科教導(dǎo)刊，2019（7）：11-12.

[5]朱蔚云，李靖，許田芬，等.高等院校在開展科普活動中存在的主要問題及對策[J].科技資訊，2019（14）：89-90.

[6]葛春先.新時代如何提升大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)：以鄭州大學(xué)為例[J].中國高校科技，2019（8）：58-60.