【情系科学】科普路上的行与思
编者按:力学研究所成立六十多年来,力学人遵循钱学森的工程科学办所思想,为推进中国的近代力学事业、为推动中国的经济国防建设,做出了重要的贡献。老一辈力学人以国家需求为己任、艰苦创业和奋发拼搏的精神,是力学所60年奋斗史的精髓,他们在退休以后继续发挥余热,为科学事业做贡献。本刊在“情系科学”栏目里陆续推出离退休老同志的文章,以展示普通科技人员的风貌。
科普路上的行与思
陈光南
我的第一堂科普课
那是2016年5月9日上午,在绍兴市文澜小学的体育馆内,我开讲了我的第一场科普课《声音的奥秘》。
我是当年“五一”节前才接到节后要去“救火”的通知的。此时,离我进入中国科学院老科学家科普演讲团不满一周,我还没有来得及认真考虑面对中小学生该讲什么和如何讲的问题。我在职时期的专业方向和研究领域是金属物理与材料力学,它们对于中小学生而言似乎深奥了一些,一时不知道该如何给他们讲解这些东西。好在我发现,这次“救火”的主要听众是是小学中高年级的学生,而声音是他们的教学内容之一,其重点是让同学们认知“声音源于物体振动”和“声波需要借助介质传播”两个知识点;而无论是物体振动还是声波传播,说到底都与力学和材料有关。于是利用“五一”七天假期,从力学和材料的角度构思了《声音的奥秘》的课件。
一个半小时下来,同学们安安静静坐在下面,我也按部就班地讲完了预定的内容。看起来开局似乎还算顺利。可我总感觉哪里不对,因为我没有在孩子们的眼神中看到预期的兴奋。下课了,老师们带着各自的学生回教室,我也带着疑惑悻悻地回到住所。
团友高登义老师听了我的课,也猜出来了我的疑惑。在回住所的路上高老师安慰我:是不是感觉给孩子们讲课不像我们给研究生讲课?不知道怎么才能使得上劲?没关系!讲几次就好了!我们开始做科普的时候都遇到过这种情况。接着他进一步给我传授经验:同学们安安静静,不等于他们在认真地听你讲课,更多的可能是因为有他们的老师在后面坐镇。如果老师们也在认真听你讲课,那你的课就讲成功了。我回忆了一下,在我讲课的时候,老师们好像并不专注,不时看自己的手机。我明白了,我的首场科普课是不成功的。
当天晚上,因为连续几天高强度的备课,我非常疲惫,但就是睡不踏实。我能做好科普吗?我对自己产生了怀疑。同时,高老师的话也像一把鼓槌在不时地敲打我,既是警醒,也是激励。凌晨,迷迷糊糊中的我猛然醒悟:为什么不能变换一下讲课方式?例如,将现在的“自问自答”模式变换成“我提问题大家回答”模式,最后,我来归纳大家的答案,点明知识点,指出需要注意的问题。当然,我提出的问题,必须同学们接得住,有兴趣,答得上,并且能够由此开拓眼界,受到启发。我赶紧按照这个思路修改我的课件,直至天明。
我的第二场讲座安排在10号上午10:30开始,在绍兴鲁迅外国语学校。我启用了新修改的课件,效果果然不错。课堂气氛热烈欢快,我从同学们的眼神里,看到了兴奋,看到了自信!中午12点了,校长宣布下课,可是同学们都不肯走。校长问:还有什么问题吗?同学们齐声答道:我们要陈教授的签字!话音未落,同学们便潮水般地涌上了讲台。这是同学们对我的肯定,比我的博士论文获得教授们的通过还要令我激动。
我能在科普的路上坚持走下来,既要感谢同事们的帮助,鲁迅外国语学校同学们的鼓励,还有文澜小学师生给予我的警醒!
图1 在浙江绍兴鲁迅外国语学校
从被动到热爱
坦率地说,走上科普之路,于我而言,多少有点阴差阳错,或者“赶鸭子上架”。但后来科普路上的经历,让我实实在在地爱上了做科普,愿意将它当作自己的一份责任。当然,这一转变也得益于这一路上遇到的老师和同学们的不断鼓励。这里举几个例子:
宁夏育才中学。该校的生源,主要来自国家级贫困地区西海固(西吉县、海原县和固原县)。因为经济发展滞后,孩子们了解外界的机会相对较少,但他们的求知欲旺盛,改变贫困面貌的愿望强烈。2018年5月,我在该校为高二年级的同学做《激光3D打印冷思考》讲座。课后互动过程中,一位女生一连问了我好几个问题,譬如“科学家是如何工作的?”“您是怎样成为科学家的?”“物理真的难学吗?”等。最后她动情地对我说:“陈教授,您为什么不早一点来我们学校?您要是能早点来,我一定会报理科班!”我问她为什么?她告诉我:她一直认为物理不仅难学,而且枯燥无用。但听了我的讲座和刚才的回答,她改变了看法:原来只要概念清楚,物理不仅不难学,而且有趣有用。我告诉她:多掌握一些包括物理在内的自然科学方面的知识,也有益于你在文科方面的发展。文科知识和理科知识都是社会进步所需要的,能掌握文理两方面知识的人才更是社会发展急需的人才。要相信自己!你一定能行!
图2 在宁夏育才中学
广东汕头市濠江区三河中学。2021年9月,该校邀请我为该校同学做一个关于3D打印的讲座。了解到听众是刚刚进入初二年级的同学,担心他们听不懂,在开讲的前一天我与该校老师联系,希望变更讲座题目。但三河中学校长反馈的意见是:学校有一台以塑料丝为原料的3D打印机,孩子们很有兴趣,仍然坚持3D打印选题。为了能让孩子们听懂,我就连夜修改课件,特别增加了塑料丝3D打印与金属增材制造异同方面的内容。由于老师和同学们事先已经通过查阅相关资料做了充分准备,这次讲课效果出乎意料地好!在课后的讨论中,同学们提出的问题都很到位,讨论也非常深入。讲课结束,大家纷纷拥簇上前,让来自北京的科学家签名留念。
图3 在广东汕头濠江区三河中学
2021年中秋节前夕,我收到了一份特别珍贵的礼物。那是汕头市濠江区三河中学初二年级810班全体同学和班主任老师代表他们学校全体师生给我的一封感谢信。信中的“给我们带来了在课本上学不到的知识”这句话给了我莫大的鼓励!
图4 最珍贵中秋节礼物
四川宁南高级中学。这是凉山彝族自治州最好的高中。2023年4月,宁南县教育局长在该校特别为我安排了一个晚场讲座《基础与机遇》。我以钱学森、郭永怀两位大师为例,结合自己的科研经历,解读了基础与机遇以及个人兴趣与国家需求的关系。整个会场气氛热烈,互动频繁。一些同学当场表示:要以老一辈科学家为榜样,发奋学习,砥砺前行,努力成为对国家对社会有用的人才!课后一位家长询问他的孩子:你听了中科院专家的这场讲座,感觉怎么样?孩子告诉他:“四个字:热血沸腾!”
图5 在四川凉山彝族自治州宁南高级中学
云南文山壮族苗族自治州。这里地处祖国西南边陲,从上世纪50年代起,先后经历援越抗法、援越抗美和自卫反击战,直到本世纪初才开始经济建设,因此急需科学技术和科技人才。2019年底,他们通过中国科协了解我们演讲团的情况,邀请我们2020年3月去文山,为那里的少数民族孩子们做科普讲座。但三年新冠疫情让这个邀请一再后延。2023年疫情解除,我们终于成行,于6月和10月两次派专家去文山开展科普讲座。该州的领导对我们的活动极为重视,不仅亲自指导安排,还在活动结束后,召集州政府机关各部门负责人,向我们报告他们的工作,希望得到我们的指导意见。我们虽然提不出多少意见或建议,但从他们的行动和言语中,真切地感受到了他们对于科普活动的重视,以及对于科学技术和科技人才的渴望。
图6 在云南文山壮族苗族自治州丘北县锦屏镇中心小学
受同学启发诞生的新课件
前面提到的课件《基础与机遇》,是怎样诞生的呢?
诸城一中,山东省重点高中。2016年11月,我在该校准备开讲《神奇的共振》讲座,同学们递上来几张小纸条,内容大同小异:你是如何成为科学家的?科学家是如何工作的?科学家需要什么样的素质?怎样才能成为科学家?……
显然,与我要讲的科普讲座的内容相比,同学们更希望听我讲自己的成长和科研经历。我问会场的同学:这是你们大家的意见吗?是的!同学们异口同声。于是我决定将原定的讲座内容压缩,留出半个多小时满足同学们的好奇心。
因为没有事先备课,也没有PPT,我是想到哪说到哪。没想到,正是这种坦诚和放松,让同学们听的津津有味。后来,又有同学举手提问:你在科研中碰到的记忆最深刻的难题或困难是什么?我又给同学们分享了我攻关克难过程中一个典型经历。课后不少同学感慨:这是他们听到的最接地气的一场报告。
后来,在其他学校,我又碰到几次同学们,特别是高中生,提出类似要求的情况。于是,我将在诸城一中随口讲述的内容整理成了一个新课件,题目就叫《基础与机遇》。该讲座以基础和机遇为主线,主要讲述了两部分内容:一是,介绍钱学森和郭永怀等老一辈科学家的家国情怀。二是结合我的一项科技攻关任务,与同学们分享我对于基础、机遇和成功之间关系的理解和体会。
至于“如何成为科学家”的问题,我是这样告诉同学们的:“你们以前听到或看到的关于科学家成长的故事,大多是自幼聪明好学,从小志向远大,通过不懈的努力最后终于成了科学家。我不算聪明,但我懂得没有好的基础就不可能有真正的聪明。我也没有自小就立志要当科学家。如果一定要我回顾成长过程的经验,那就是每走一步,都要脚踏实地,一步一步地走稳,一步留下一个脚印。这样坚持下来,你就会逐渐建立起自信,同时也就建立起了别人对你的信任。
看到别人成功的时候,有的人会感叹:那是别人的机会好或者运气好。我不否认有这样的情况。但至少于我而言,这样的机会或者运气,我不指望,也不会守株待兔。不过,我也有机会,那就是自己在科学研究中发现的和社会各部门求援到科学院的困难或难题,只要被我碰到或者找到了我,我就不会轻易放弃。解决这类问题或难题,往往难度很大,时间紧急(工程难题尤其如此),除了需要智慧、责任和坚持之外,还必须心无旁骛,不能患得患失,更无暇顾及成败。只有这样,面对的难题和困难才可能变成机遇,成功也才有了可能。
在后来的科普活动中,不仅高中生,这个讲座也受到一些地方政府机关和公务员以及相关企业的欢迎。从反馈的信息看,政府机关和公务员从中学习领悟到了科学精神和科学家的家国情怀。相关企业家则从中看到了科学的思维方式和思想方法,以及讲座中涉及的技术成果对于自己企业的指导意义。
且行且思
跌跌撞撞地,我已经在科普路上行进了八年多时间了。
令人欣慰的是,我看到了科学普及带来的社会变化。
譬如广东中山市科协和教育局,他们是2017年3月1日与我们演讲团开始合作的,当时他们的人均科学素养水平调查结果是0.9。合作后,我们团每年都派十数位甚至数十位专家去那里做科普讲座,年年坚持不辍。2023年3月他们的人均科学素养水平调查结果为1.3。人均科学素养的显著提升,当然不能都归功于我们中国科学院老科学家科普演讲团,但我们团的努力无疑在其中发挥了重要作用。
再譬如,浙江省台州市科协,他们每年至少春秋两次邀请我团专家去那里做科普讲座。科协只负责接送我团专家,各学校需要到该市政府平台上去提交申请,才有可能获得我团专家到自己学校讲座的机会。由于总讲课次数是有限的,所以每次发布的讲座场次都会被各学校“秒抢一空”!科普讲座在当地的魅力由此可见一斑。
当然,我也看到了科学普及工作的任重道远。
譬如青海湟中,新冠疫情之前,我们利用慈善基金会的资助,曾多次去那里给当地学校做科普讲座。但我们的努力,对当地教育主管部门,并没有起到多少推动作用,只是年复一年地应付差事。有的时候,我们已来到了教室,班主任老师和同学都不知道我们从哪里来?来干什么?这种情况下的讲座效果可想而知。
再譬如,在云南省昭通市,曾经的连片国家贫困地区,那里的家长更愿意让自己应该上学的孩子,在家帮助做家务,而不是去学校。那里的百姓并不富裕,但那里的清真寺却金碧辉煌,一个村子甚至不止一座。孩子们在教堂里的时间明显多于学校。这里的习惯是:孩子初中毕业,男的去做生意,女的嫁人生子。是这里的孩子不喜欢科学知识吗?我看到的情况显然不是!2019年4月我去这里为初中的同学讲课。发现他们学习科学知识的热情并不亚于内地的孩子,不仅在课堂上互动热烈,课后还用追星一样的热情表达他们的强烈求知欲望,我走到哪里,他们就跟随到哪里!想到他们中的多数人,不久之后就会去做生意或者结婚生子,我感到心痛,为他们难过,他们还只是十四五岁的孩子啊!可见加强科学普及力度,摒弃传统陋习与落后观念,点亮这些孩子们的心灯,是多么迫在眉睫啊!
图7 在云南省昭通市鲁甸县第一中学
还有一些问题,我也一直在思考,但还没有明确的答案。
譬如:科学普及到底应该普及些什么?如何普及才能取得更好的效果?如何处理好科学普及与学校教学的关系?说到开展素质教育,这没人反对。但什么是素质教育?如何体现素质教育效果?却没有明确说法和统一认识。这也是应试教育能够大行其道,而素质教育难以落到实处之关键所在。期望在今后科普实践中继续探索和思考。
关于作者——陈光南
简介:陈光南,博士,中国科学院力学研究所研究员、博士生导师。主要从事金属材料和先进制造工艺力学等方面的研究,发表学术论文130余篇,授权发明专利20余项。相关成果曾获中国科学院科技进步一等奖、国家专利局和世界知识产权组织“中国发明创造金奖”、国家技术发明奖二等奖等多项奖励,以及国防科工委“国防科技企业协作配套先进个人”、中国科学院“优秀博士生导师”等荣誉称号。享受国务院政府特殊津贴,获颁建国70周年纪念章。