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科普感言

聚你我之力,燃科学星火

中科院神经所党委从2005年至2015年的十年之间,组织科普志愿者团队奔赴祖国多个地区、为多所学校开展了科普及助学活动。这些受益的地区及学校包括:安徽省芜湖市无为县(无为中学)、安徽省潜山县(天柱山中学、罗汉中学、余井中学、青楼中学、三环中学)、四川省(雅安市雨城区第二中学、资阳市南津镇中学)、上海市(位育初级中学、位育高中、西南位育、曹杨中学)等。

我们的活动得到了神经所很多PI、党员同学及职工的热心参与、奉献和支持。科普活动办得有声有色,志愿者乐在其中,支教学校也反应很好。下面就来谈谈我们在组织过程中的一些心得体会。

一、我们为什么要组织科普夏令营?

1.培养和历练具有“社会情怀”的科研工作者

“无穷的远方,无数的人们,都和我有关。”培养具有社会参与度、时代责任感、“国际视野”与“乡土情怀”并重的优秀青年科研工作者,是科学传承和科学普及的重要使命。基因可以通过生物过程世代相传,但是优秀的科学知识和科学文化必须通过社会教育方式传递、传承。科普活动,就是人类“智识接力”的一种实现方式。科学人才培养的目的不应当仅仅局限在科学思维和试验技术,更需要培养有情义、知冷暖,关心社会,乐于把科学讲给大家听,用科学解决身边事,热心做科研和社会纽带的科学家。我们希望科研工作者在完成工作的同时,可以走出去接触社会,完成从追求个人内心自由幸福到实现个人社会理想的飞跃,可以把科学的快乐、温暖、智慧和力量辐射出去,鼓舞他人,影响他人,帮助他人。

2.传递科学方法理念,点燃探索兴趣

人类的文明史是人类不断摆脱蒙昧,独立思考,发现未知,战胜恐惧的历史。“除了拿出证据,你不能证明任何事情”(Without data, you can prove nothing but God)是 “科学理念”的集中诠释,科学的方法要求我们不轻信权威和结论,乐于思考和发问,在实践中不断批判、总结和发展对问题的解答。理念决定行为,拥有科学的理念,就意味着不盲从,不断质疑证据和逻辑,从思考到实践再回到思考。科普夏令营是间歇性的短时程活动,因此“受之鱼不如授之于渔”,在传递科学知识的同时,传递科学的理念和方法尤为重要。

科学探索的动机往往来自对世界和人性本源的好奇和思索。它不因为世俗生活而失去了最初的“儿童眼光”和“发问方式”。真理产生在一百个问号之后,兴趣是最好的老师。强烈的好奇心和决心“理解世界运行方式”的勇气指引着一代代科学家前赴后继,乐此不疲。科普夏令营在把科学知识带给公众的同时,更希望点燃人们心中探索未知的星火。

3.做前沿、优质、纯粹的科普

在中科院神经所组织开展科学夏令营活动,要发扬自身优势,将最新的脑科学前沿进展带到公众面前。这种传播不同于同行之间的科学交流,优质的科普充满挑战:它既要保证活动材料的科学、严密、可靠、真实,又要生动、活泼,接受度高。这就要求我们要根据科普对象及时调整科普方案和材料,不讲“大话”“空话”“假话”“不准确的话”,坚决不传播伪科学。我们的科普活动秉承纯粹、节俭的原则,不“走秀”,不做“政绩工程”,不搞“公费旅游”,每一位志愿者都应当有所担当、吃苦耐劳、认真筹备、积极配合团队工作。在整个活动中起到积极、正面的作用。

4.在团队中成长

在团队中成长也是科普夏令营的重要组成部分。科学夏令营不仅是对外的知识输出,也是志愿者向服务对象学习,向生活学习,向社会学习的契机,通过志愿活动,自我净化,自我反思,把个人理想和时代社会理想相统一,不忘初心,方得始终。在科普活动中中,志愿者和志愿者之间,志愿者和学生之间,都会建立起深厚的友谊和感情。这种情谊都会成为日后生活中宝贵的财富和记忆。

二、我们如何组织夏令营课程和试验?

1.专业知识,新颖独特

我们科普理论课的出发点是通过介绍科学前沿知识激发夏令营学生的好奇心和求知欲。我们所传授的知识既要和当地教材有机互补,又有适当提高;既要讲解基础的学科知识(比如什么是神经元、神经元如何通过突触结构传递信息),又会介绍最新的科学前沿成果(比如光遗传学技术、神经元分类等)。我们在准备期间,都会适当了解当地学生所使用的教材,把握学生的基本知识水平和知识结构,用生动活泼但是严谨详实的语言传递科学知识和理念。

比如我们在讲解“光遗传学”的时候,就把实验小鼠带去,进行实地的光遗传学操作,让夏令营学生看到立竿见影的试验效果。当学生看到我们使用激光直接激活大脑神经元从而改变了动物行为时,都会发出惊叹的声音!这个技术是中学、甚至大学课本上没有的前沿新知识,我们用生动的实物带给学生,使他们对神经元的工作方式有了更直观更感性的认识。

2.寓教于乐,注重互动

活跃的课堂气氛是实现夏令营教学目标的有效方式。我们的课堂组织不是以志愿者讲解为中心的,而是带领学生在互动、游戏和欢笑声中学习知识。

比如在讲解“工作记忆”时,志愿者先让学生参与一个工作记忆的小游戏,让参与学生亲身经历了记忆过程之后,再启发他们总结出“工作记忆”的瞬时性、有限性等特点。又比如在讲解“双眼竞争”现象时,首先让学生佩带红绿眼镜观看3D电影,感受当双眼输入不同时大脑会对不同画面进行切换这个现象,然后再给予科学原理上的讲解。在我们的课堂上,学生可以随时打断老师进行提问或者质疑,老师要给予及时的解答。我们鼓励学生自己想问题,问问题,自己发现并解决问题。

3.科学知识、理念、历史并重

夏令营的时间是极其有限的,我们所能传递的知识很小的一部分,我们希望更多地传递有趣的实验现象,激发学生自己探索和自我发现的热情和动力。更重要的是,我们希望告诉他们做科学的一般方法和思维方式,比如控制变量法,定量化数字化的思维,设置对照试验排除其他可能性,试验的可重复性,对实验结果的多可能解读,等等。

在讲解科学知识以外,我们也注重介绍科学知识的发现过程和历史,在发现的历程中,带领学生重温发现的艰辛喜悦和科学家有趣感人的故事。

4.课外阅读材料

我们每年的科学夏令营都会精心编写课外阅读材料。目的就是在课堂之外,给予学生更多的自我学习机会和发现途径。在编写材料时,我们从课堂知识和试验背景出发,力求以严谨详实、生动有趣的语言介绍课程相关知识以及进一步阅读的材料,并且给出可以自学的文献和网站链接。我们每年制作的读本都图文并茂,装帧精良,是不可多得的优秀科普材料。

5.理论联系实际,充分考虑可行性

在给夏令营学生带去理论知识的同时,我们配套了同样数量的实验课程。这些实验课程紧密围绕理论课程的内容展开,有些就是对理论课知识的直接验证。为了保证试验在一个约20人的小班顺利开展,志愿者会事先对试验流程和学生组织做充分、详细的规划,保证每一个学生都能动手操作。

夏令营筹备中,各个试验小组都会开展多次预实验以确保试验顺利进行。这些年,我们有一个独具特色的“电生理”试验板块。这个版块需要志愿者参与制作单片机。为了保证工期和质量,志愿者们自发组成“制作小分队”,到神经所图书馆通宵加工。很多志愿者都参与过电路板焊接,虽然辛苦,但是大家乐在其中。很多年后,已然是我们津津乐道的奋斗时光和美好回忆。经过多年的积累,我们的单片机已经多次升级改版,现在可以实现记录心电、脑电、动作电位等多项电生理指标,其精密程度可以和实验仪器媲美。

在2015年无为夏令营中,科普班的200多名高中生被分为三个组,每个组下设三个小班。志愿者分为感知觉组、电生理组、脑疾病组,每个组由3名PI和6-8名博士生组成,三天轮流给三个不同组的中学生开设科普讲座和科普小实验。感知觉组的试验让大家通过人体实验亲自感受皮肤分辨率、韦伯常数等科学概念,通过视觉错觉、橡皮手错觉、视听整合等趣味小实验,来强化刚刚学到的神经科学知识。电生理组为学生普及了神经细胞电活动的产生与传播、学习记忆等方面的科学知识,通过热激活通道改变果蝇行为、光遗传学控制小鼠行为、测试人体生物电等实验,来加深中学生对脑电图、肌电图、反应时长等基本概念的理解。脑疾病组详细介绍了自闭症、体育锻炼、睡眠与大脑功能的关系,并通过自制恐惧条件化装置,以人和斑马鱼为实验对象,开展了人与动物的学习与记忆实验。

6.设计实验手册,组织思考讨论

在试验的进行中,我们十分重视试验流程的规范化。每个实验我们都编订了相应的实验手册,供学生在实验过程中填写。实验手册清晰列出了试验背景知识、实验目的、试验用品、试验应收集数据、数据分析与结论、思考题等。值得注意的是,我们在每个实验后面还会专门组织学生对实验结果进行讨论、分析。启发学生设计进一步的试验验证新提出的问题。希望学生在做完实验后,记住的不仅仅是结果,而是设计实验的基本思路和策略,可以在条件允许的情况下,自己动手设计并完成科学实验和探索。

7.即时反馈上课效果,传承科普经验

每天教学、试验结束后,志愿者都会自发开会讨论今天的上课感受,互相提醒,指出课程中出现的问题和解决方案,以便在第二天的夏令营中即时做出调整。比如基础知识的补充和衔接,学生即时的反馈和提问,教学中的不准确措辞和比喻,上课时间的把握等等。

三、不断成长的夏令营活动和团队养成

科普支教活动是一个不断积累经验、传承经验、越做越好的过程。在几年的实践活动中,我们认为以下几个问题是值得注意的。

课程难度和可接受度的把握。要充分调研夏令营学生的可接受水平,每天活动后即时召集全体志愿者会议,总结发现问题,在第二天的活动中做出调整。

实验课的准备和备选方案。实验课的准备过程是繁琐又费时费力的,一定要在事前对各种可能出现的问题有准备、有预案。保证学生的参与度和兴趣度;保证科学理念的传递;保证科学数据分析方法的传授;保证既动手操作又动脑思考。

志愿者团队建设。要在不影响科研工作的基础上,积极调动每一位志愿者的积极性和参与感,要保证有一定的时间和精力投入,要确保某些志愿者不能参加时可以即时调整方案。大团队要制定好总体活动实施框架和时间表,给小分队更多的自由发挥空间,并对每个小分队的准备情况进行有计划的检查和督促。

科普材料和经验的传承与创新。每年的科普活动都会有学生反映强烈的精品课程和精品试验,这些内容需要在每年回上海以后的总结会中进行整理,作为保留课程和试验在第二年升华后继续使用。每年要鼓励在传承的基础上进行新课新实验的尝试和创新,要与时俱进,随时调整活动内容和形式。

科普夏令营的情感目标。科普夏令营不仅是科学知识和理念的传递,也是志愿者和当地学生互动谈心的好机会。往往在班会活动中,可以使志愿者体查人情冷暖,进一步了解社会需要。

进一步学习的可能性。我们的支教活动时间是有限的,我们希望在支教之后,依然可以对支教学生产生长期的影响和帮助。我们会和学生建立起QQ、微信等长期联系方式。在讲课试验中,留下进一步阅读的材料、书籍和网络连接。

宣传与记录。每年的夏令营都有志愿者专门设计的营服,宣传页。在活动中,我们也注意及时采集图片、影像资料,作为后续宣传和总结的材料。

夏令营活动的评估和反馈。我们注重收集每一次活动中,志愿者、学生和组织方的活动反馈,以利于以后活动的开展。我们准备制作相应的表格或网络调查问卷,对参与者的满意度和建议意见进行收集评估。

夏令营制度建设。夏令营的主要志愿者是青年学生,具有很强的流动性。要保证夏令营传统和活动规范要求的实施,需要制度建设的保障。希望在今后的活动中,逐步建立“夏令营课程标准”“夏令营试验要求”“夏令营学生调查问卷”“夏令营志愿者招募细则”“夏令营志愿者活动评价”等文件。

(作者:刘鼎  神经所学生三支部 支部书记)

 


 
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