聚你我之力，燃科學星火
聚你我之力，燃科學星火
中科院神經(jīng)所黨委從2005年至2015年的十年之間，組織科普志愿者團隊奔赴祖國多個地區(qū)、為多所學校開展了科普及助學活動。這些受益的地區(qū)及學校包括：安徽省蕪湖市無為縣（無為中學）、安徽省潛山縣（天柱山中學、羅漢中學、余井中學、青樓中學、三環(huán)中學）、四川省（雅安市雨城區(qū)第二中學、資陽市南津鎮(zhèn)中學）、上海市（位育初級中學、位育高中、西南位育、曹楊中學）等。
我們的活動得到了神經(jīng)所很多PI、黨員同學及職工的熱心參與、奉獻和支持。科普活動辦得有聲有色，志愿者樂在其中，支教學校也反應很好。下面就來談談我們在組織過程中的一些心得體會。
一、我們?yōu)槭裁匆M織科普夏令營？
1.培養(yǎng)和歷練具有“社會情懷”的科研工作者
“無窮的遠方，無數(shù)的人們，都和我有關。”培養(yǎng)具有社會參與度、時代責任感、“國際視野”與“鄉(xiāng)土情懷”并重的優(yōu)秀青年科研工作者，是科學傳承和科學普及的重要使命。基因可以通過生物過程世代相傳，但是優(yōu)秀的科學知識和科學文化必須通過社會教育方式傳遞、傳承。科普活動，就是人類“智識接力”的一種實現(xiàn)方式。科學人才培養(yǎng)的目的不應當僅僅局限在科學思維和試驗技術，更需要培養(yǎng)有情義、知冷暖，關心社會，樂于把科學講給大家聽，用科學解決身邊事，熱心做科研和社會紐帶的科學家。我們希望科研工作者在完成工作的同時，可以走出去接觸社會，完成從追求個人內(nèi)心自由幸福到實現(xiàn)個人社會理想的飛躍，可以把科學的快樂、溫暖、智慧和力量輻射出去，鼓舞他人，影響他人，幫助他人。
2.傳遞科學方法理念，點燃探索興趣
人類的文明史是人類不斷擺脫蒙昧，獨立思考，發(fā)現(xiàn)未知，戰(zhàn)勝恐懼的歷史。“除了拿出證據(jù)，你不能證明任何事情”（Without data, you can prove nothing but God）是 “科學理念”的集中詮釋，科學的方法要求我們不輕信權威和結論，樂于思考和發(fā)問，在實踐中不斷批判、總結和發(fā)展對問題的解答。理念決定行為，擁有科學的理念，就意味著不盲從，不斷質(zhì)疑證據(jù)和邏輯，從思考到實踐再回到思考。科普夏令營是間歇性的短時程活動，因此“受之魚不如授之于漁”，在傳遞科學知識的同時，傳遞科學的理念和方法尤為重要。
科學探索的動機往往來自對世界和人性本源的好奇和思索。它不因為世俗生活而失去了最初的“兒童眼光”和“發(fā)問方式”。真理產(chǎn)生在一百個問號之后，興趣是最好的老師。強烈的好奇心和決心“理解世界運行方式”的勇氣指引著一代代科學家前赴后繼，樂此不疲。科普夏令營在把科學知識帶給公眾的同時，更希望點燃人們心中探索未知的星火。
3.做前沿、優(yōu)質(zhì)、純粹的科普
在中科院神經(jīng)所組織開展科學夏令營活動，要發(fā)揚自身優(yōu)勢，將最新的腦科學前沿進展帶到公眾面前。這種傳播不同于同行之間的科學交流，優(yōu)質(zhì)的科普充滿挑戰(zhàn)：它既要保證活動材料的科學、嚴密、可靠、真實，又要生動、活潑，接受度高。這就要求我們要根據(jù)科普對象及時調(diào)整科普方案和材料，不講“大話”“空話”“假話”“不準確的話”，堅決不傳播偽科學。我們的科普活動秉承純粹、節(jié)儉的原則，不“走秀”，不做“政績工程”，不搞“公費旅游”，每一位志愿者都應當有所擔當、吃苦耐勞、認真籌備、積極配合團隊工作。在整個活動中起到積極、正面的作用。
4.在團隊中成長
在團隊中成長也是科普夏令營的重要組成部分。科學夏令營不僅是對外的知識輸出，也是志愿者向服務對象學習，向生活學習，向社會學習的契機，通過志愿活動，自我凈化，自我反思，把個人理想和時代社會理想相統(tǒng)一，不忘初心，方得始終。在科普活動中中，志愿者和志愿者之間，志愿者和學生之間，都會建立起深厚的友誼和感情。這種情誼都會成為日后生活中寶貴的財富和記憶。
二、我們?nèi)绾谓M織夏令營課程和試驗？
1.專業(yè)知識，新穎獨特
我們科普理論課的出發(fā)點是通過介紹科學前沿知識激發(fā)夏令營學生的好奇心和求知欲。我們所傳授的知識既要和當?shù)亟滩挠袡C互補，又有適當提高；既要講解基礎的學科知識（比如什么是神經(jīng)元、神經(jīng)元如何通過突觸結構傳遞信息），又會介紹最新的科學前沿成果（比如光遺傳學技術、神經(jīng)元分類等）。我們在準備期間，都會適當了解當?shù)貙W生所使用的教材，把握學生的基本知識水平和知識結構，用生動活潑但是嚴謹詳實的語言傳遞科學知識和理念。
比如我們在講解“光遺傳學”的時候，就把實驗小鼠帶去，進行實地的光遺傳學操作，讓夏令營學生看到立竿見影的試驗效果。當學生看到我們使用激光直接激活大腦神經(jīng)元從而改變了動物行為時，都會發(fā)出驚嘆的聲音！這個技術是中學、甚至大學課本上沒有的前沿新知識，我們用生動的實物帶給學生，使他們對神經(jīng)元的工作方式有了更直觀更感性的認識。
2.寓教于樂，注重互動
活躍的課堂氣氛是實現(xiàn)夏令營教學目標的有效方式。我們的課堂組織不是以志愿者講解為中心的，而是帶領學生在互動、游戲和歡笑聲中學習知識。
比如在講解“工作記憶”時，志愿者先讓學生參與一個工作記憶的小游戲，讓參與學生親身經(jīng)歷了記憶過程之后，再啟發(fā)他們總結出“工作記憶”的瞬時性、有限性等特點。又比如在講解“雙眼競爭”現(xiàn)象時，首先讓學生佩帶紅綠眼鏡觀看3D電影，感受當雙眼輸入不同時大腦會對不同畫面進行切換這個現(xiàn)象，然后再給予科學原理上的講解。在我們的課堂上，學生可以隨時打斷老師進行提問或者質(zhì)疑，老師要給予及時的解答。我們鼓勵學生自己想問題，問問題，自己發(fā)現(xiàn)并解決問題。
3.科學知識、理念、歷史并重
夏令營的時間是極其有限的，我們所能傳遞的知識很小的一部分，我們希望更多地傳遞有趣的實驗現(xiàn)象，激發(fā)學生自己探索和自我發(fā)現(xiàn)的熱情和動力。更重要的是，我們希望告訴他們做科學的一般方法和思維方式，比如控制變量法，定量化數(shù)字化的思維，設置對照試驗排除其他可能性，試驗的可重復性，對實驗結果的多可能解讀，等等。
在講解科學知識以外，我們也注重介紹科學知識的發(fā)現(xiàn)過程和歷史，在發(fā)現(xiàn)的歷程中，帶領學生重溫發(fā)現(xiàn)的艱辛喜悅和科學家有趣感人的故事。
4.課外閱讀材料
我們每年的科學夏令營都會精心編寫課外閱讀材料。目的就是在課堂之外，給予學生更多的自我學習機會和發(fā)現(xiàn)途徑。在編寫材料時，我們從課堂知識和試驗背景出發(fā)，力求以嚴謹詳實、生動有趣的語言介紹課程相關知識以及進一步閱讀的材料，并且給出可以自學的文獻和網(wǎng)站鏈接。我們每年制作的讀本都圖文并茂，裝幀精良，是不可多得的優(yōu)秀科普材料。
5.理論聯(lián)系實際，充分考慮可行性
在給夏令營學生帶去理論知識的同時，我們配套了同樣數(shù)量的實驗課程。這些實驗課程緊密圍繞理論課程的內(nèi)容展開，有些就是對理論課知識的直接驗證。為了保證試驗在一個約20人的小班順利開展，志愿者會事先對試驗流程和學生組織做充分、詳細的規(guī)劃，保證每一個學生都能動手操作。
夏令營籌備中，各個試驗小組都會開展多次預實驗以確保試驗順利進行。這些年，我們有一個獨具特色的“電生理”試驗板塊。這個版塊需要志愿者參與制作單片機。為了保證工期和質(zhì)量，志愿者們自發(fā)組成“制作小分隊”，到神經(jīng)所圖書館通宵加工。很多志愿者都參與過電路板焊接，雖然辛苦，但是大家樂在其中。很多年后，已然是我們津津樂道的奮斗時光和美好回憶。經(jīng)過多年的積累，我們的單片機已經(jīng)多次升級改版，現(xiàn)在可以實現(xiàn)記錄心電、腦電、動作電位等多項電生理指標，其精密程度可以和實驗儀器媲美。
在2015年無為夏令營中，科普班的200多名高中生被分為三個組，每個組下設三個小班。志愿者分為感知覺組、電生理組、腦疾病組，每個組由3名PI和6-8名博士生組成，三天輪流給三個不同組的中學生開設科普講座和科普小實驗。感知覺組的試驗讓大家通過人體實驗親自感受皮膚分辨率、韋伯常數(shù)等科學概念，通過視覺錯覺、橡皮手錯覺、視聽整合等趣味小實驗，來強化剛剛學到的神經(jīng)科學知識。電生理組為學生普及了神經(jīng)細胞電活動的產(chǎn)生與傳播、學習記憶等方面的科學知識，通過熱激活通道改變果蠅行為、光遺傳學控制小鼠行為、測試人體生物電等實驗，來加深中學生對腦電圖、肌電圖、反應時長等基本概念的理解。腦疾病組詳細介紹了自閉癥、體育鍛煉、睡眠與大腦功能的關系，并通過自制恐懼條件化裝置，以人和斑馬魚為實驗對象，開展了人與動物的學習與記憶實驗。
6.設計實驗手冊，組織思考討論
在試驗的進行中，我們十分重視試驗流程的規(guī)范化。每個實驗我們都編訂了相應的實驗手冊，供學生在實驗過程中填寫。實驗手冊清晰列出了試驗背景知識、實驗目的、試驗用品、試驗應收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析與結論、思考題等。值得注意的是，我們在每個實驗后面還會專門組織學生對實驗結果進行討論、分析。啟發(fā)學生設計進一步的試驗驗證新提出的問題。希望學生在做完實驗后，記住的不僅僅是結果，而是設計實驗的基本思路和策略，可以在條件允許的情況下，自己動手設計并完成科學實驗和探索。
7.即時反饋上課效果，傳承科普經(jīng)驗
每天教學、試驗結束后，志愿者都會自發(fā)開會討論今天的上課感受，互相提醒，指出課程中出現(xiàn)的問題和解決方案，以便在第二天的夏令營中即時做出調(diào)整。比如基礎知識的補充和銜接，學生即時的反饋和提問，教學中的不準確措辭和比喻，上課時間的把握等等。
三、不斷成長的夏令營活動和團隊養(yǎng)成
科普支教活動是一個不斷積累經(jīng)驗、傳承經(jīng)驗、越做越好的過程。在幾年的實踐活動中，我們認為以下幾個問題是值得注意的。
課程難度和可接受度的把握。要充分調(diào)研夏令營學生的可接受水平，每天活動后即時召集全體志愿者會議，總結發(fā)現(xiàn)問題，在第二天的活動中做出調(diào)整。
實驗課的準備和備選方案。實驗課的準備過程是繁瑣又費時費力的，一定要在事前對各種可能出現(xiàn)的問題有準備、有預案。保證學生的參與度和興趣度；保證科學理念的傳遞；保證科學數(shù)據(jù)分析方法的傳授；保證既動手操作又動腦思考。
志愿者團隊建設。要在不影響科研工作的基礎上，積極調(diào)動每一位志愿者的積極性和參與感，要保證有一定的時間和精力投入，要確保某些志愿者不能參加時可以即時調(diào)整方案。大團隊要制定好總體活動實施框架和時間表，給小分隊更多的自由發(fā)揮空間，并對每個小分隊的準備情況進行有計劃的檢查和督促。
科普材料和經(jīng)驗的傳承與創(chuàng)新。每年的科普活動都會有學生反映強烈的精品課程和精品試驗，這些內(nèi)容需要在每年回上海以后的總結會中進行整理，作為保留課程和試驗在第二年升華后繼續(xù)使用。每年要鼓勵在傳承的基礎上進行新課新實驗的嘗試和創(chuàng)新，要與時俱進，隨時調(diào)整活動內(nèi)容和形式。
科普夏令營的情感目標。科普夏令營不僅是科學知識和理念的傳遞，也是志愿者和當?shù)貙W生互動談心的好機會。往往在班會活動中，可以使志愿者體查人情冷暖，進一步了解社會需要。
進一步學習的可能性。我們的支教活動時間是有限的，我們希望在支教之后，依然可以對支教學生產(chǎn)生長期的影響和幫助。我們會和學生建立起QQ、微信等長期聯(lián)系方式。在講課試驗中，留下進一步閱讀的材料、書籍和網(wǎng)絡連接。
宣傳與記錄。每年的夏令營都有志愿者專門設計的營服，宣傳頁。在活動中，我們也注意及時采集圖片、影像資料，作為后續(xù)宣傳和總結的材料。
夏令營活動的評估和反饋。我們注重收集每一次活動中，志愿者、學生和組織方的活動反饋，以利于以后活動的開展。我們準備制作相應的表格或網(wǎng)絡調(diào)查問卷，對參與者的滿意度和建議意見進行收集評估。
夏令營制度建設。夏令營的主要志愿者是青年學生，具有很強的流動性。要保證夏令營傳統(tǒng)和活動規(guī)范要求的實施，需要制度建設的保障。希望在今后的活動中，逐步建立“夏令營課程標準”“夏令營試驗要求”“夏令營學生調(diào)查問卷”“夏令營志愿者招募細則”“夏令營志愿者活動評價”等文件。
(作者：劉鼎 神經(jīng)所學生三支部 支部書記)
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