走過高校科學(xué)營(yíng)十年——孫明明：將科學(xué)營(yíng)的光芒?照耀到更遠(yuǎn)的地方

將科學(xué)營(yíng)的光芒 照耀到更遠(yuǎn)的地方

北京科技大學(xué)自然科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心工程師，實(shí)驗(yàn)教師，長(zhǎng)期從事傳感器及其物理效應(yīng)和應(yīng)用電路方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。主持的自制演示儀器獲第五屆全國(guó)高等學(xué)校教師自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲北京科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)自制儀器評(píng)比二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲得國(guó)家專利3項(xiàng)。

優(yōu)秀科技工作者/孫明明

與高?？茖W(xué)營(yíng)的緣分

2012年，孫明明老師剛參加工作不久，因接手《大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)》的緣故，與科學(xué)營(yíng)結(jié)緣。十年來，他與科學(xué)營(yíng)共同成長(zhǎng)，每年都接待來自全國(guó)各地的青少年?duì)I員，見證了高校大課堂對(duì)兩岸三地青少年學(xué)子科學(xué)素養(yǎng)培育的累累碩果。

參與高?？茖W(xué)營(yíng)的主要工作

為了讓廣大青少年感受科技魅力，體會(huì)科學(xué)家精神，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想和科學(xué)方法，孫老師依托實(shí)驗(yàn)中心的演示類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以青少年?duì)I員喜聞樂見的形式，開發(fā)了多門科學(xué)實(shí)踐課程。在物理演示類實(shí)驗(yàn)中，他帶領(lǐng)營(yíng)員從“鏈拴環(huán)”的小魔術(shù)開始，一起解密這個(gè)“魔術(shù)”，分析其中的力學(xué)原理及重力起到的作用，進(jìn)而帶領(lǐng)營(yíng)員繼續(xù)觀察錐體“上滾”、小球“跳槽”、車輪的進(jìn)動(dòng)等看似“違反”常識(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)其中的力學(xué)知識(shí)，幫助營(yíng)員發(fā)現(xiàn)科學(xué)的精彩、體會(huì)解析科學(xué)問題的快樂。此外，孫老師還開發(fā)了電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、振動(dòng)波動(dòng)等多個(gè)系列化的物理趣味實(shí)驗(yàn)課程，帶領(lǐng)營(yíng)員以實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的“花樣泳姿”在科學(xué)的海洋中“遨游”。

同時(shí)，為豐富來訪營(yíng)員的收獲和體會(huì)，孫老師還自主開發(fā)了多項(xiàng)科學(xué)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)儀器，并配套設(shè)計(jì)了趣味十足的實(shí)踐課程。比如“電磁炮制作”項(xiàng)目，課程依托自主設(shè)計(jì)開發(fā)的模塊化線圈電磁炮實(shí)驗(yàn)儀，將電磁發(fā)射系統(tǒng)按功能設(shè)計(jì)成電源模塊、升壓模塊、電容儲(chǔ)能模塊、繼電器模塊、勵(lì)磁線圈模塊，幫助營(yíng)員快速建立對(duì)電磁發(fā)射系統(tǒng)的初步認(rèn)知，了解電磁炮中所蘊(yùn)含的基本電路知識(shí)、電磁學(xué)基本原理等。在動(dòng)手搭建電磁炮工作電路過程中，驗(yàn)證電磁炮的儲(chǔ)能、發(fā)射，探究提高電磁炮發(fā)射動(dòng)能的方法等，滿足了營(yíng)員對(duì)國(guó)防軍事科技前沿科學(xué)知識(shí)的探究欲。

2020年科學(xué)營(yíng)籌備期間，孫老師與北科大分營(yíng)的負(fù)責(zé)老師一起，深入分析多年來接待營(yíng)員活動(dòng)的長(zhǎng)短得失，鎖定提升科學(xué)營(yíng)活動(dòng)品質(zhì)的關(guān)鍵點(diǎn)。以“電磁炮制作”活動(dòng)為例，為了進(jìn)一步提升活動(dòng)對(duì)營(yíng)員的激勵(lì)效果，增加參與活動(dòng)營(yíng)員的獲得感，孫老師與分營(yíng)老師一起擴(kuò)充了課程內(nèi)容，采用低成本的一體式電磁發(fā)射電路方案，在原有課程基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了“一體式電磁跑制作”活動(dòng)內(nèi)容，讓營(yíng)員在活動(dòng)完成后，擁有了屬于自己的電磁跑作品。課程內(nèi)容擴(kuò)充，給授課帶來了很大的挑戰(zhàn)，尤其是在指導(dǎo)營(yíng)員理解2節(jié)5號(hào)干電池如何實(shí)現(xiàn)100伏高壓充電的原理上，這一內(nèi)容涵蓋了直流-交流轉(zhuǎn)換、低壓-高壓變換，對(duì)于電磁學(xué)知識(shí)尚且單薄的小營(yíng)員來說，理解起來很有難度。為此，孫老師經(jīng)過深入研究，決定通過“講故事”的形式，引入第二次工業(yè)革命的發(fā)端、人類社會(huì)電力能源發(fā)展史上著名的“電力大戰(zhàn)”作為課程內(nèi)容組織的背景，以尼古拉·特斯拉與愛迪生之間關(guān)于直流電系統(tǒng)與交流電系統(tǒng)“體系之爭(zhēng)”的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，映襯活動(dòng)“一體式電磁炮”制作過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過2020、2022兩年科學(xué)營(yíng)活動(dòng)的實(shí)踐，這一課程改革取得了成功，獲得了非常好的效果，營(yíng)員普遍興趣盎然、共鳴強(qiáng)烈。

對(duì)開展高?？茖W(xué)營(yíng)活動(dòng)重要意義的理解

習(xí)近平總書記說：“好奇心是人的天性，對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起，讓他們更多了解科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，形成一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體?！笨茖W(xué)營(yíng)最重要的意義之一是激發(fā)青少年?duì)I員對(duì)科學(xué)研究的興趣、在營(yíng)員心中埋下科學(xué)的種子。孫老師建議：科學(xué)營(yíng)相關(guān)活動(dòng)的開展，需要立足這一重要意義進(jìn)行活動(dòng)規(guī)劃，避免機(jī)械式的參觀、流水賬似的講解；活動(dòng)內(nèi)容的開發(fā)應(yīng)立足青少年的年齡特點(diǎn)總體設(shè)計(jì)，注重興趣點(diǎn)提取，注意“看點(diǎn)”前置，以極具沖擊力、震撼性的視覺、聽覺等五官?gòu)?qiáng)感受為突破口，抓住營(yíng)員的注意力、激發(fā)好奇心，進(jìn)而展開活動(dòng)內(nèi)容；循序漸進(jìn)地完成科學(xué)實(shí)踐的其他環(huán)節(jié)，保證活動(dòng)的科學(xué)性及內(nèi)容的飽滿度，確保營(yíng)員豐富的獲得感。

十年來，孫老師堅(jiān)持在本科生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線持續(xù)鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，不斷提升自身實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究的水平，同時(shí)思考將具備相應(yīng)潛力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化到科學(xué)營(yíng)活動(dòng)中。通過不斷改進(jìn)課程的內(nèi)容與形式，力爭(zhēng)在每年科學(xué)營(yíng)有限的時(shí)間與緊張的流程之中，在青少年學(xué)子心中種下科學(xué)的種子，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

參與高?？茖W(xué)營(yíng)的感受

孫老師認(rèn)為自己非常幸運(yùn)，能夠參與到科學(xué)營(yíng)十年的輝煌歷程中，科學(xué)營(yíng)提供的廣闊平臺(tái)，提升了他個(gè)人的專業(yè)技術(shù)能力，深深地塑造了他個(gè)人的職業(yè)生涯?；诳茖W(xué)營(yíng)的工作，他不斷挖掘自然科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)傳播潛力，不斷拓展科普服務(wù)的深度和廣度，將經(jīng)過科學(xué)營(yíng)檢驗(yàn)的優(yōu)質(zhì)科普內(nèi)容，送到了甘肅省秦安縣的孩子們面前，以教育幫扶的方式，將科學(xué)營(yíng)的光芒照耀到西北偏遠(yuǎn)地區(qū)。