培育一片花圃，你會選擇播種何物？
有這樣一群人，他們是學(xué)校、科技場館、教育企業(yè)的科技輔導(dǎo)員，在青少年科技教育的花圃中悄然播下一顆啟蒙種子，期盼科技教育的春天萬紫千紅，滿園花香。
在第36屆四川省青少年科技創(chuàng)新大賽中，科技輔導(dǎo)員們精心設(shè)計科學(xué)探究活動，帶領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新探索，共同開啟了一程奇幻多彩的科學(xué)之旅。
7月14日，多項科技創(chuàng)新成果在大賽優(yōu)秀成果展示交流暨頒獎典禮活動上各放異彩，獲評“十佳”科技輔導(dǎo)員的老師們直抒心懷：“這是榮譽(yù)，也是鞭策。”“與學(xué)生共成長，與時代共進(jìn)步。”“希望能開闊孩子們的視野，讓他們找到觀察問題的新視角和解決問題的新方法。”……
“十佳”科技輔導(dǎo)員頒獎現(xiàn)場
教育在一招一式的認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)中孕育碩果
作為瀘州市梓潼路學(xué)校的物理教師，丁念錕的創(chuàng)新成果來自教學(xué)課堂。在力學(xué)原理與探究中，丁念錕發(fā)現(xiàn)教材上測斜面機(jī)械效率的實驗裝置存在彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定的情況，促使學(xué)生們難以利用控制變量法驗證物重相同時斜面的機(jī)械效率與接觸面間的粗糙程度的關(guān)系。
于是，丁念錕以教促研、以研導(dǎo)教，改進(jìn)這一裝置，用步進(jìn)電機(jī)作動力，再用橫截面積類似于傳統(tǒng)體溫計的柱體，打造三個粗糙程度不同的接觸面，同時將自制柱體鉆成中空，以便于裝入砝碼來驗證其他條件不變時，斜面的機(jī)械效率與物重的關(guān)系。丁念錕說：“改進(jìn)后的裝置操作簡便，實驗效果更精準(zhǔn)，可以讓同學(xué)們更好地利用控制變量法驗證出斜面的機(jī)械效率與斜面的傾角和粗糙程度明顯有關(guān)，與物重有關(guān)但不明顯。”
記者看到，丁念錕改進(jìn)后的裝置仍保留傳統(tǒng)裝置中的彈簧測力計，而不是數(shù)字測力計，這一設(shè)計源自丁念錕關(guān)注學(xué)生課堂的科學(xué)施教。“因為多數(shù)版本的初中物理教材都是先學(xué)力學(xué)，再學(xué)電學(xué)。學(xué)生沒有學(xué)電學(xué)，就不熟悉應(yīng)用傳感器原理的數(shù)字測力計，所以保留傳統(tǒng)裝置中的彈簧測力計來測力的大小，這不僅符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，而且更加形象直觀，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。”丁念錕解釋道。
丁念錕用自制教具上課
在科學(xué)施教中不斷探索，以期為學(xué)生打開更廣闊的視野。擔(dān)任成都師范學(xué)院附屬實驗學(xué)?？萍驾o導(dǎo)員的嚴(yán)國昊也以發(fā)明立體視后裝置，為學(xué)生打開了“獨(dú)特視角”。
“立體視后裝置可以讓照鏡子的人看到自己頭后、背后的效果。”站在兩個反光鏡組合單元中間，嚴(yán)國昊講解著裝置的視后原理——每塊鏡子讓光線反射并偏移90°，通過4面鏡子的折射讓光線轉(zhuǎn)動了360°，使用者一眼即可看到自己身后形象。“這在理發(fā)店、試衣間等場合具有非常強(qiáng)的實用性。”每逢展覽，學(xué)生們便圍過來爭相體驗。不僅如此，裝置也是個演示光學(xué)原理的教具，嚴(yán)國昊為裝置制作了動態(tài)的演示程序，可以讓大家在平板電腦上點(diǎn)選功能和原理介紹學(xué)習(xí)光學(xué)知識。
嚴(yán)國昊發(fā)明的裝置因構(gòu)造簡單耐用、無技術(shù)門檻、成本低廉，在2020年獲得了實用新型發(fā)明專利。除了自身的發(fā)明創(chuàng)造獲得多項專利外，嚴(yán)國昊指導(dǎo)學(xué)生完成的科學(xué)論文、車模等也在多項比賽中取得了不錯的成績。“嚴(yán)老師勤奮敬業(yè)，他把中午、晚上，甚至周末和假期的時間都用上，指導(dǎo)學(xué)生參加了許多科技活動和比賽，付出了大量心血。”嚴(yán)國昊的認(rèn)真執(zhí)教獲得了其他老師的稱贊。
“青少年科技教育活動包括思維創(chuàng)新、動手實踐、訓(xùn)練比賽的一系列項目，這些活動雖然也會教給學(xué)生大量知識，但不同于普通課程以傳授知識為核心，而重在造就思維能力、學(xué)習(xí)能力、實踐能力，提高學(xué)生的科學(xué)精神和人文素養(yǎng)，推進(jìn)素質(zhì)教育的發(fā)展。”嚴(yán)國昊說。
如何結(jié)合本地特色，推進(jìn)科技教育事業(yè)的普及和發(fā)展，宜賓市人民路小學(xué)校的科技輔導(dǎo)員向華很有發(fā)言權(quán)。在本屆大賽上，向華以“基于STEM小學(xué)科教活動——智軌列車”活動，帶領(lǐng)學(xué)生探索了智慧交通的奧秘。
這一場“好奇”，源自一輛輛智軌列車在宜賓長江大橋上的開行。
“本來上下班高峰期就很擁堵了，怎么還要規(guī)劃專門的線路給智軌通行？” “這根本就是‘堵車神器’。”智軌列車是服務(wù)于宜賓市翠屏區(qū)、敘州區(qū)、南溪區(qū)的智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)，其首條線路在2019年開通運(yùn)營后，常成為學(xué)生討論的熱點(diǎn)。
聽到大家的“負(fù)面”評價，向華帶領(lǐng)學(xué)生實踐調(diào)查，自主編寫了“智軌時代”校本課程，通過對機(jī)器人教學(xué)的基本認(rèn)知、模塊化程序設(shè)計，讓學(xué)生了解機(jī)器人、傳感器的應(yīng)用，然后搭建模擬的智軌場地，并完成灰度測量、轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)記錄、流程圖與程序編寫、運(yùn)行狀態(tài)調(diào)試等，帶領(lǐng)大家探索列車在運(yùn)行中的“自動尋跡”“站點(diǎn)?？?rdquo;“安全行駛”等智慧應(yīng)用。
除了在站觀察列車的?？?，向華還帶領(lǐng)學(xué)生去到當(dāng)?shù)氐闹擒壆a(chǎn)業(yè)園，進(jìn)一步聆聽科普人員的專業(yè)講解，讓大家對智軌開行有系統(tǒng)的認(rèn)識。“智軌列車的運(yùn)行線路都是固定的，列車沒有經(jīng)過時，其他車輛可以在智軌道上行駛；當(dāng)列車快要開到紅綠燈處的時候，系統(tǒng)會提前把等待紅綠燈的時間減少方便智軌快速通行；除了固定的運(yùn)行線路，列車在特殊情況下也能在普通道路行駛……這些具有智慧智能的交通設(shè)計，學(xué)生也在作品中有所呈現(xiàn)。”向華說，從宜賓南岸到三江新區(qū)，開車大概需要40分鐘左右，而搭乘智軌列車只需要20分鐘，智軌在一定程度上緩解了通行高峰期的堵車問題，希望通過這樣的探究，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識智軌列車中的智慧設(shè)計。
向華講解獲獎作品
帶領(lǐng)一批批學(xué)生參與到活動探索中，向華直言好奇心是創(chuàng)新型人才的典型特征，是創(chuàng)新的原動力，“未來我會繼續(xù)深耕在科普教育與科創(chuàng)活動一線，讓孩子們綻放自己的好奇心，如開行的列車，奔向遠(yuǎn)方。”
孕育出科創(chuàng)成果的，不僅“十佳”科技輔導(dǎo)員。在本屆大賽上，還有21位科技輔導(dǎo)的作品獲得了科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果一等獎：“氣象與生態(tài)校園科技實踐活動方案”“眼部表情演示器”“神奇的離心力演示儀”……在一招一式的科學(xué)施教中，科技輔導(dǎo)員用看得見的實干，帶領(lǐng)學(xué)生探尋事物本質(zhì)，助其在思考中不斷探究、在創(chuàng)新中獲得成長，讓科技教育成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的“助推器”。
為每一個孩子打開科學(xué)世界的窗戶
任玉芹帶領(lǐng)學(xué)生開展戶外活動
一個人可以走得很快，一群人可以走得更遠(yuǎn)。
四川天府新區(qū)麓湖小學(xué)的科技輔導(dǎo)員任玉芹，常常帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂去。
“在城市生活中，兒童依賴室內(nèi)活動，常是通過書本、電視、網(wǎng)絡(luò)、博物館和實驗室接觸自然，從而缺乏對自然和生命的感知和敬畏。”這樣的成長環(huán)境下，任玉芹關(guān)注到了自然缺失癥。
自然缺失癥不是一種需要醫(yī)生診斷或需要服藥治療的病癥，而是當(dāng)今社會的一種危險現(xiàn)象，即兒童在大自然中度過的時間越來越少，從而導(dǎo)致一系列行為和心理上的問題。怎樣打開這扇連接自然世界的窗戶？任玉芹借助學(xué)校位于麓湖生態(tài)城湖心區(qū)，與紅石公園毗鄰而立的優(yōu)勢，開展紅石公園鳥類棲息地探究活動，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)真正的自然“大教室”，學(xué)習(xí)、觀察濱水、濕地、鳥類等自然“活教材”。
活動中，任玉芹引導(dǎo)學(xué)生思考“動物的棲息地是什么樣子的”，然后圍繞公園中鳥類棲息地及鳥類生存現(xiàn)狀展開探究，以“搭建一個為鳥類提供更好棲息地的喂鳥器”為任務(wù)主線，通過提出問題、設(shè)計方案、實施制作等環(huán)節(jié)完成喂鳥器的搭建及安裝。這樣可以將科學(xué)、技術(shù)、工程、環(huán)境等跨學(xué)科的知識和技能融合在一起，引導(dǎo)學(xué)生從自然中觀察事物、發(fā)現(xiàn)問題，最終回到自然中去解決問題，真實認(rèn)識自然，從而培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然的情懷。
談起科技輔導(dǎo)員的職責(zé)，任玉芹有更多體會，“科技輔導(dǎo)員對學(xué)生成長最大的意義在于陪伴和認(rèn)同。在日常的學(xué)習(xí)和競賽輔導(dǎo)過程中，我是解惑者，陪伴他們提升技能；在比賽場上，我們是可以將后背放心交給彼此的戰(zhàn)友，一起收獲成績與認(rèn)可，這也是我做好科技輔導(dǎo)員最大的動力。”任玉芹說，科技輔導(dǎo)員是個幸福的職業(yè)，可以不斷豐富自我，帶領(lǐng)學(xué)生不斷創(chuàng)新，她期待自己可以與學(xué)生相伴而行，在科學(xué)探索的道路上走得更遠(yuǎn)。
行走著，探索著，科技輔導(dǎo)員們以青春澆灌科學(xué)教育的“種子”，然后靜待滿園花香——
資陽市安岳縣趙坪小學(xué)的張根，利用霍爾效應(yīng)原理制作了風(fēng)扇無極調(diào)速及正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)，解決了生活中常用的電風(fēng)扇由于用機(jī)械接觸開關(guān)調(diào)速易壞，以及日常電風(fēng)扇不能反轉(zhuǎn)的缺點(diǎn)，還讓學(xué)生在教學(xué)演示中充分體驗了霍爾電壓與通電電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。
平昌縣信義小學(xué)的科技總輔導(dǎo)員李勁松以“無土立體栽培紅薯”活動，帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計無土立體栽培裝置和培植有機(jī)土壤種植紅薯種植，引導(dǎo)大家了解糧食生產(chǎn)過程，思考如何在不改變原土地面積的基礎(chǔ)上，增加“土地”面積助力糧食增產(chǎn)，緩解耕地矛盾。
成都天府新區(qū)合江中學(xué)的李超，受疫情期間消毒噴壺的啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)初中物理熱學(xué)部分的演示實驗——做功改變氣體內(nèi)能，實驗裝置繁多且演示效果不佳，便利用噴壺可以加壓，且氣體可噴出對外做功的特點(diǎn)對噴壺進(jìn)行改造，使裝置呈現(xiàn)更加理想的演示效果。
四川省屏山縣中學(xué)校的溫向含，通過對教材《牛頓第二運(yùn)動定律》中原有實驗的創(chuàng)新設(shè)計，帶領(lǐng)學(xué)生探究通過改變合外力的來源和測量方法，快速地驗證物體加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系。
四川省瀘縣第二中學(xué)的陳雪梅，在國家級課程——高中通用技術(shù)中帶領(lǐng)學(xué)生開展CDIO模式下的科學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)實踐相結(jié)合的跨學(xué)科探究活動，以紙牌設(shè)計承重結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的技術(shù)實踐能力，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神。
四川鴻鵠科智教育科技有限公司的劉洪宇，設(shè)計了STEAM教育理念下的“未來之城”活動科技教育方案，通過制作彈性供水系統(tǒng)，讓學(xué)生理解城市規(guī)劃的概念，關(guān)注和思考社會熱點(diǎn)問題。
上好每一節(jié)課、創(chuàng)新開展一次探究活動、傾心輔導(dǎo)每一件科技作品……對于科技教育，科技輔導(dǎo)員用一種骨子里的情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，為青少年打開科學(xué)世界的窗戶，帶領(lǐng)他們看向世界。
