从“要我学”到“我要学” 在动手实践中启迪科学思维、感悟科学精神

触手可及的“万伏高压”，璀璨绽放的“紫色闪电”，激光琴前拨动绚丽光波，电子屏上绘出七彩衍射……全国科普日期间，北京交通大学物理演示与探索实验室在国家科技传播中心举办的“看得见好玩的物理学”科学展吸引了众多青少年观众，沉浸于物理学的奇幻魅力之中，深切体悟“物理无处不在，生活尽显其妙”。老师们通过自制演示实验装置、科普展具，自主开发的虚拟仿真软件，自制科普视频等方式，让青少年观众们“妙趣亲眼见”、“科学自主玩”，受到了热烈欢迎。从现象入手，启发思考，孵化问题，在动手过程中寻找方法、学习知识、解决问题，好玩有趣的科学展在青少年心中埋下了探索世界的种子。

多一些动手操作，就多一点兴趣探索——这是北交大科普科教团队在教学中得到的启发。在一些科普活动中，经常能够看到北京交通大学物理科普科教团队自己动手开发制作的教具或实验设备。据介绍，这种“自己动手，丰衣足食”的“传统”已延续了几十年。在北京交通大学的物理演示与探索实验室，王玉凤教授从上世纪九十年代起就进行了演示仪器的开发。当时由于科研经费有限，便由学校提供场地，老师组织带领学生一起动手制作需要的实验器材和演示教具，在实践中解决教学问题，也锻炼了动手能力。直到现在，实验室中一些常用的基本展具展品都是当时的开发出来的。在动手实践的过程中，王玉凤教授发现了学生们高涨的热情和极大的学习潜能，她也积极鼓励学生参与到制作器材的工作中，引导他们从“要我学”转向“我要学”。

团队教师周晓亮表示：“动手实践是北京交通大学物理学科教学的特色之一。我们不仅要传授理论知识，还要通过演示实验丰富课堂内容，激发学生的学习兴趣。” 多年来，团队带领学生将大学物理知识、学生兴趣点与前沿科技相结合，设计出多项物理演示实验，转化为上百件科学实验展教具，屡次获得全国高校物理演示仪器评比的一、二、三等奖。许多实验仪器已广泛应用于日常教学和对外科普活动中。此外，团队在提升实验室教学能力之余，还帮助其他院校建设物理实验室，其开发的设备已被众多高校以及中学实验室采用。

近年来，该团队还积极参与了大量科普节目的制作，如“天宫课堂”，在太空站传授独特的科普知识，覆盖观众超过1亿人；“多Young科学夜”揭秘火星探测器的黑科技，在央视频播出后获得了1.9亿次播放量；在B站“超级科学晚”设计的隐身实验环节中，褚君浩院士登上了网络热搜，在网络上又一次带火了“物理科普”。此外，在“解码科技史”、“透视新科技”、“科学一小时”等多档科普节目背后，都有这支团队默默耕耘的身影。

科普的目的是育人，旨在培养具有科学思维、创新能力和社会责任感的公民。牛英利老师指出：“青少年不仅是科普的主要受益者，更应成为科普的传播者和践行者，积极参与科普活动，让科普工作充满活力与广泛性，依靠群众的力量推动科学传播。作为高校教师，应搭建好舞台，鼓励学生站上舞台中央，绽放自我，不断创作出优秀的科普作品。”如何检验育人的效果？牛老师总结了四个关键词：幸福感、获得感、成就感和集体感。他说：“幸福感是基础。如果学生在学习中没有感受到幸福，我们的教学就存在问题。当学生有了幸福感后，才能更专注于学习，积极参与到知识获取和探索中，逐步形成获得感。有了获得感，学生在不断的学习和探索中取得的成果便会带来成就感。最后，也是最重要的一点，就是集体感，学生通过合作、讨论、分享，感受到自己是集体的一部分，形成归属感和社会责任感。人工智能的发展对教育带来了机遇和挑战。人们可能由此变得越来越孤独，学生之间也可能会减少交流与讨论，变得愈发孤立。人工智能的发展应该考虑到‘群体学习’和‘群体幸福感’，使得碳基生命和硅基技术更好的结合，使我们的科普和教育工作更加‘温暖’。”