1. 引言
随着科技的飞速发展,创新型人才的培养成为国家发展的关键。科学普及是提升全民科学素养的重要途径,而中小学生作为全民科普的核心群体,其科学思维、探究能力的培养直接关系到国家科技人才储备与创新发展潜力。然而,当前中小学科普教育普遍存在科普资源匮乏、课程体系不完善、师资实践能力不足等问题。高校作为人才培养、科学研究与社会服务的重要阵地,党支部作为基层战斗堡垒,肩负着凝聚力量、服务社会、引领育人的重要使命。此外,高校拥有丰富的教育资源,包括专业的教师团队、先进的实验室与科普平台等,将高校资源引入中小学物理科普教育,具有重要的现实意义[1]。《关于利用科普资源助推“双减”工作的通知》也明确提出,要推动高校、科研院所等向中小学生开放科普资源[2] [3]。
惠州学院物理党支部依托物理学科优势,整合专业教师资源、实验设备资源与科研优势,立足惠州市区及周边中小学科普需求,打破高校与中小学的壁垒,以“走出去,请进来”形式在惠州市实验中学、实验小学、惠南中学、惠州学院附属学校、仲恺第三中学、惠东大路村大路小学等中小学开展多样化、专业化的科普活动。在实践中破解科普难题、完善服务模式,探索贴合中小学生认知特点、具有可复制性的科普机制,为高校党支部深度参与中小学科普工作提供实践样本,助力全民科普事业高质量发展。
2. 高校参与中小学物理科普的意义
中小学阶段是学生好奇心与求知欲发展的关键期,也是培育科学素养的核心阶段。将物理科普融入中小学基础教育,可有效规避传统物理知识传授中抽象化、晦涩化的难题,是落实核心素养导向的重要举措。通过具象化、情境化科普活动,可将抽象物理知识转化为可视化、可体验的实践内容,激发学生探究兴趣,为其后续学习与科学素养发展奠定基础。
科普教育所蕴含的实践性特质与探究性内核,为创新型人才的培养提供了重要载体。在中小学物理科普活动中,实践操作、探索性实验、问题驱动式探究等教学形式广泛应用,如电路组装实操、光的折射现象探究、简易机械装置制作等,能够有效突破传统填鸭式教学的桎梏,引导学生从知识的被动接收者转变为未知领域的主动探索者。这一过程不仅能够系统培养学生的创新思维、批判性思维与动手实践能力,帮助学生打破思维定式、学会理性求证,更能构建起“探究–发现–创造”的完整认知链条,夯实学生科学探究的基础素养,为中小学阶段创新型人才的早期培育筑牢根基[4]。
高校参与中小学物理科普教育,是推动教育资源跨层级整合与高效利用的重要路径。高校所拥有的优质专业师资、先进实验设备、前沿科研成果等教育资源,向中小学阶段延伸与辐射,能够打破基础教育与高等教育之间的资源壁垒,实现优质教育资源的下沉与共享,显著提升教育资源的整体利用效能[5]。同时,中小学科普教育实践也为高校教师搭建了教学模式创新、教育理论验证与教研课题研究的实践平台,拓展了高校教育教学研究的广度与深度,形成基础教育与高等教育协同发展的良性互动格局[6]。
3. 惠州学院物理党支部中小学科普活动实践开展
惠州学院物理党支部坚持以“普及科学知识、弘扬科学精神、培养科学思维”为目标,结合中小学生不同学段的认知规律与物理学科特点,整合高校资源,创新科普形式,通过“走出去”与“请进来”双向发力,构建了全方位、多层次的科普活动体系,确保科普活动精准对接中小学需求。
3.1. “走出去”:科普服务走进中小学校园
针对中小学科普资源不足、专业科普师资欠缺等问题,惠州学院物理党支部主动“走出去”,组织党员教师、优秀学生志愿者,深入惠州市区及周边县区乡镇中小学,开展科普服务,实现科普资源下沉。
科普讲座精准化。结合不同年龄段学生的认知特点,定制差异化讲座内容。面向小学低年级,开展“趣味物理小现象”“身边的科学魔法”等讲座(如图1),通过生活中的常见现象(如好玩的磁现象、影子的形成),激发学生好奇心。面向小学高年级及初中学生,开设“探索凸凹镜成像奥妙”“神奇的电磁感应现象”“看得见的大气压强”“宇宙的奥秘”等趣味科普讲座(如图2)。依托实验教具开展可视化演示,将抽象物理原理转化为直观可感的实验现象,引导学生初步感知并探索物理规律。以“探索凸凹镜成像奥妙”科普设计为例,在物理党支部的引领下,科普团队围绕小学高年级及初中学生的认知特点开展多轮研讨,精准选取学生生活中熟悉且感兴趣的“近视眼的成因”作为核心讲座内容,通过自制演示教具拆解眼部构造并进行细致讲解,再结合凸凹镜成像原理,清晰阐述近视、远视的形成原因,让学生在生活实例与实验演示的结合中理解物理知识,激发探索物理世界的兴趣[7]。面向高中学生,开展“物理学科前沿动态”“高考物理备考技巧”等讲座,衔接高中物理教学,拓宽学生视野。讲座过程中,设置互动问答、现场演示等环节,打破“单向灌输”的科普模式,增强科普的趣味性和参与度。
Figure 1. Science popularization in primary school classrooms
图1. 科普走进小学课堂
Figure 2. Science popularization in middle school classrooms
图2. 科普走进中学课堂
科普授课常态化。与多所中小学建立长期合作关系,党员教师定期走进中小学(如图3),辅助物理教师开展授课活动,重点补充趣味物理知识、实验操作技能等内容。例如,在小学课堂,开展“动手做物理”主题授课,指导学生制作简易电动机、指南针、潜望镜等,培养学生动手能力;在初中课堂,结合教材中的实验内容,开展拓展性授课,优化实验操作流程,引导学生规范开展实验探究,培养科学探究思维;在高中课堂,开展学科拓展授课,结合科研案例,讲解物理知识在实际生活、科技领域的应用,提升学生学科核心素养。
Figure 3. Discussing physics popularization content and forms with physics teachers in primary and secondary schools
图3. 走进中小学与物理教师研讨物理科普内容和形式
实验探究多样化。依托高校物理实验设备优势及省重点实验室科研平台,携带简易实验器材走进中小学,开展“趣味物理实验进校园”活动(如图4),组织学生开展分组实验、探究实验。例如,针对小学生开展“水的浮力实验”“光的反射实验”,让学生在动手操作中感受物理乐趣;针对初中生开展“电路组装实验”“凸透镜成像实验”,帮助学生巩固教材知识,提升实验操作能力;针对高中生开展“探究加速度与力、质量的关系”“平抛运动实验改进”等探究性实验,引导学生学习科学探究方法,培养创新思维。同时,鼓励学生自主设计简易实验,党员教师进行现场指导,激发学生的探究热情。
Figure 4. Fun physics experiments in campus
图4. 趣味物理实验进校园活动
3.2. “请进来”:向中小学生开放校园科普实验平台
为让中小学生近距离感受高校科研氛围、接触先进科普资源,惠州学院物理党支部主动“请进来”,开放学校物理基础实验室、科普展厅等场所,邀请惠州市区及周边中小学学生走进高校,开展沉浸式科普体验活动,实现“校园资源共享、科普双向赋能”。
实验室开放体验。定期开放高校物理中教法实验室和创新教具研制平台、近代物理实验室、趣味物理实验室及省重点科研实验室等,安排党员教师作为讲解员,引导中小学生参观实验设备,演示专业物理实验(如静电屏蔽、光的反射等),让学生直观感受物理学科的魅力(如图5和图6)。同时,设置“动手体验区”,让学生在教师指导下,操作简易实验设备,开展趣味实验探究,近距离接触高校科研环境,激发学生对科学研究的兴趣。
科普展厅常态化开放。依托学校科普展厅,打造“物理科普长廊”,展示物理学科发展史、经典实验案例、科技成果应用等内容,采用图文、模型、互动设备等多种形式,让科普内容更直观、更生动。邀请中小学组织学生分批参观,党员教师现场讲解,解答学生疑问,引导学生了解物理学科的发展历程与科技价值,弘扬科学精神。
3.3. 科普队伍专业化建设
科普工作的质量,关键在于科普队伍的专业素养。惠州学院物理党支部高度重视科普队伍建设,组建了一支以党员教师为核心、优秀学生志愿者为补充的专业化科普队伍,为科普活动的有序开展提供保障。科普团队组织架构遵循“支部统筹–党员带头–师生协同”的三维联动机制(如图7所示),确保科普活动有计划、有落实、有保障。
Figure 5. Teachers explain theoretical knowledge of physics and demonstrate experimental operations
图5. 教师讲解理论知识与演示实验操作
Figure 6. Conducting hands-on experiments and presenting experiment summaries for students
图6. 学生动手做实验及汇报实验总结
Figure 7. Organizational structure of the popular science team of the faculty party branch, department of physics
图7. 物理系教工党支部科普团队组织架构
具体做法如下:
1) 支部统筹定方向:成立由支部书记任组长、支委为核心的“科普工作领导小组”,每学期初召开专题会议,结合惠州市中小学教学需求,制定年度科普活动实施方案。2) 党员带头建团队:选拔10名教学经验丰富、科研能力突出的党员教师担任“科普导师”,分别牵头组建“前沿物理科普组”“生活物理科普组”“教具研发科普组”3个专项小组。3) 师生协同扩力量:以“党建 + 社团”为载体,依托物理系物理科普协会,吸纳一定数量优秀学生组成“科普志愿服务队”,通过“1名党员教师 + 5名学生”的组队模式,开展课前培训,确保学生既能发挥专业优势,又能在服务中锤炼党性。
4. 遇到的问题与挑战
在长期的科普实践中,惠州学院物理党支部虽然取得了一定的成效,积累了丰富的经验,但结合惠州市中小学科普需求的实际情况,以及高校自身资源、精力的限制,科普工作仍面临诸多问题与挑战,主要集中在以下几个方面。
1) 科普资源供需对接不够精准。当前,科普活动的内容设计多以高校物理党支部的资源、教师的专业方向为核心,虽然结合了不同学段的特点,但对中小学的实际科普需求调研不够深入、全面。
2) 科普活动持续性不足,长效机制尚未完善。受高校教学、科研任务繁重,党员教师时间精力有限等因素影响,科普活动多以阶段性、临时性活动为主,常态化、持续性的科普服务难以保障。虽然与部分中小学建立了长期合作关系,但由于缺乏明确的长效合作机制,科普活动的开展多依赖于党员教师的自觉性,缺乏固定的时间安排、内容规划与考核机制。
3) 校地协同力度不足,科普资源整合不够充分。中小学科普工作的推进,需要高校、中小学、政府部门、社会机构等多方协同发力,但当前,惠州学院物理党支部的科普工作主要以高校单方面推进为主,与中小学、政府部门、社会机构的协同合作不够深入。目前与中小学的合作多停留在“高校送科普、中小学接科普”的层面,缺乏深度的教研对接、资源共享与协同育人,未能充分发挥中小学的主体作用。
5. 科普机制的探索与完善
针对科普实践中遇到的问题与挑战,惠州学院物理党支部立足高校优势,结合中小学科普需求,坚持问题导向、目标导向、结果导向,不断探索优化,逐步构建起一套“需求对接精准化、活动开展常态化、校地协同多元化”的科普机制,提升科普工作的实效性与可持续性。
1) 建立精准需求对接机制,实现科普供需匹配。惠州学院物理党支部建立了“调研–对接–定制–反馈”的闭环需求对接机制。第一步,定期组织党员教师深入合作中小学,通过座谈、课堂观察等方式,了解不同学段、不同学校的科普需求,初步建立科普需求数据库;第二步,建立常态化对接渠道,与每所合作中小学指定专人负责科普对接工作,定期沟通科普需求,根据需求调整科普活动方案;第三步,定制个性化科普服务,结合中小学的具体需求,针对性设计科普讲座、授课内容、实验项目;最后一步,建立反馈评价机制,科普活动结束后,通过问卷、座谈等方式,收集中小学师生对活动的评价与建议,及时优化科普内容与形式,实现科普供需精准匹配。
2) 完善常态化活动机制,保障科普工作持续推进。从时间安排、内容规划、经费保障等方面,完善科普活动常态化机制。首先固定科普时间,与合作中小学约定固定的科普周期;其次制定年度科普规划,每年年初,结合科普需求数据库,制定详细的年度科普工作计划,明确科普活动的内容、形式、时间等,确保科普工作有章可循;最后拓宽经费来源渠道,采取“两条腿”走路,一方面积极争取学校专项科普经费支持,另一方面主动对接政府部门、社会机构,争取科普项目经费、企业赞助等,缓解经费压力。
3) 构建多元化校地协同机制,形成科普工作合力。积极构建“高校主导、中小学参与、政府支持、社会联动”的多元化校地协同科普机制。一是深化与中小学的合作,与合作中小学建立党建共建、教研协同机制,推动高校物理党支部与中小学党支部结对共建,开展联合教研、科普备课等活动,鼓励中小学教师参与高校科普培训、实验探究活动,提升中小学教师的科普能力,开展科普与学科教学融合的实践研究,实现科普与育人深度衔接。二是加强与政府部门的对接,主动对接惠州市科技局、教育局等部门,争取科普政策、经费、项目等支持,参与政府组织的科普活动,拓宽科普工作的覆盖面。三是与科技馆、博物馆、科技企业等社会机构建立合作关系,整合社会科普资源,开展联合科普活动。四是搭建科普交流平台,定期举办科普交流会、成果展示会,邀请高校、中小学、政府部门、社会机构的代表参与,分享科普经验,交流科普成果,形成“多方协同、共建共享”的科普工作机制。
6. 结论
中小学生科普是全民科普的重中之重,高校党支部作为基层战斗堡垒,在引领中小学科普工作中具有独特的优势与责任。惠州学院物理党支部立足高校资源与专业优势,以“走出去,请进来”为核心思路,通过科普讲座、授课、实验探究、校园开放等多种形式,向惠州市区及周边中小学开展系列科普活动,在实践中积累了丰富的经验,也遇到了供需对接不精准、活动持续性不足、校地协同不够深入等问题。
针对这些问题,惠州学院物理党支部坚持问题导向,不断探索优化,构建了一套“需求对接精准化、活动开展常态化、校地协同多元化”的科普机制,有效提升了科普工作的实效性与可持续性,为高校党支部参与中小学科普工作提供了有益的实践参考。
NOTES
*通讯作者。