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龙门山下有个“杨科学”

本报记者 郭路路 实习生 王一丹 文/图        2022-05-19
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走进绵竹市汉旺学校的教学楼,首先会经过一条“科技含量”很高的走廊。走廊两边布置有各式各样的科普设备,不仅有学校购买的科普教学类装置,还有学校师生自制的科创作品,每幅作品旁都有作品介绍,包含名称、科学原理、操作方法、制作者等。走过这条“科技体验长廊”,仔细浏览作品,参观者就会发现,有个名字会频繁出现,那就是汉旺学校的科学教师杨明金,人送美号“杨科学”。

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“杨科学”的奇思妙想

从履历上看,杨明金是一位“老”教师。1986年,他就登上讲台了,最开始在天池乡学校教自然课。1991-1993年,他在德阳教育学院(后并入四川工程职业技术学院)地理教育专业进行第二学历脱产学习。2004年,天池乡学校并入汉旺学校,杨明金专职自然课教学。之后,“自然学科”改名“科学学科”,杨明金顺理成章地成为了一名科学教师。

可以说,杨明金经历了小学科学课程的转变与发展历程。“以前的自然课,兼职教师多,老师讲知识就行了。现在科学老师多是专职的,科学课不仅要讲知识,做演示实验,还要培养学生科学探究能力,科学态度、情感、价值观等科学基本素养。”杨明金说。

虽然是一名科学教育的“老教师”,但杨明金的教学方法和科创产品却称得上新潮。他的很多作品都是为了把教材上的知识转化成可观、可感的具体事物,让学生能够身临其境地体验,从而更好地理解抽象的科学原理。

为了让学生更好地理解天文知识,杨明金设计制作了“可成像的多用途天象仪”。一大一小,可以用来观测地球在宇宙中的位置,并演示日食、月食等天象成因,这项作品在四川省第32届青少年科技创新大赛中获得了科技辅导员教师创新项目二等奖。

为了让学生更直观地认识日影和时间的关系,杨明金设计了一座把日晷和圭表结合起来的雕塑,既能看一天中日影的变化,也能观测不同季节的日影长短。他还因地制宜地将指示圭表表柱投影的圭面部分设计成弧面,尽可能地减少占地面积。“天气好的时候,学生能直观感受到时间的变化,效果很好。”杨明金笑着说,带着几分得意。

学校教学楼的拐角处,有一组奇怪的秋千,是杨明金设计的科学体验项目“自己拉自己”。每个秋千椅上挂着不同组数的滑轮组,学生可以借助滑轮组的力量把自己拉升起来,感受滑轮组的数量对重力的影响。教导处主任邱锋介绍,学生特别喜欢这个项目,以至于绳索都被拉松了。

教学楼一楼过厅摆放着一组巨大的鱼缸,也是杨明金的得意之作——“神奇的高低水位鱼缸”,鱼缸主体高约两米,鱼缸投料口高只有20多厘米,两者联通,按常理“水往低处流”,鱼缸主体里的水应该会自动流到鱼缸投料口里直至溢出,但通过巧妙设计利用压强,可以使鱼缸主体与鱼缸投料口的水位不相同。杨明金在成都一所学校看到了类似的鱼缸,觉得对学生认识气压很有帮助,然而回来上网一搜,发现这样的鱼缸要花近8万元,他就自己琢磨、设计,找人制作出了这个神奇的鱼缸。鱼缸中还养着金鱼、河虾、蝌蚪、水草等,形成了一个微型的教学生态池。鱼缸里的蝌蚪已经长出了双腿,不难想象,对于学生来讲,这是多么生动的自然教育素材。

五(3)班学生卿俊胜参加了汉旺学校异犊创客社团,他很喜欢杨明金的讲课方式,“杨老师上课很好玩,经常在课堂上引进新知识、新事物,让我们了解了很多科学原理和知识。”

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乡村教师的与时俱进和因地制宜

不断创作的灵感来源是杨明金对科学的热爱和与时俱进的学习热情。近几年,3 D打印、机器人编程、无人机等信息技术浪潮席卷而来,杨明金与时俱进,自学了 CAD制图、 Arduino(开源电子原型平台)、 Scratch(全球少儿图形化编程工具)等信息技术,教学中引入了 steam模式。遇到一些全英文的软件,他就借助字典等工具搞明白。随着互联网的发展,资讯更加发达,包括各种科普类公众号的文章、视频,都成了杨明金的学习渠道。

从事了30多年的科创教育,杨明金始终保持着对最新科技状况的关注。交流中,他对四川乃至全国科创教育的情况十分了解,说起自己的成绩时他经常腼腆地笑笑,说起其他优秀的科创老师却如数家珍。

同时,杨明金对农村科创教育有着清醒的认知。他说,农村家庭经济条件有限,对学生做科创的支持相对薄弱,比如虚拟 AI、编程等高阶课程课时费较贵,需要学校利用各种契机为学生争取资金。农村孩子很多是隔代监护,家长对科创教育的认识都很浅,更不用说辅导了,老师是绝对的主力军。农村科技资源的稀缺也是一个问题,更需要老师去创造。

这也是他积极学习机器人、编程等信息技术的原因。“这些不需要硬件投入的项目成本小,有电脑、有网,学生注册个账号就行。对场地要求也不高,大家能站在一个起跑线上,使乡村学生也能接触先进的编程技术和人工智能技术。”杨明金说。

相比创新意识和创新思维的培养,杨明金觉得,对农村学生来讲,动手实践能力的培养更是科学素养的基础。一方面是因为在小学,尤其是低年级阶段,学生掌握的科学知识还不够。另一方面,近年来,国家越来越重视职业教育的发展,“制作、操作人才在未来社会依然重要,不管学生最后能不能读大学,有这方面的基础很有帮助。”杨明金说。

给学生种下科学的种子

这些年,汉旺学校的科创教育取得了可喜的成绩。2016年,由杨明金、邱锋指导,学生刘云川制作的“校园过道转角防碰撞报警球面镜装置”,获得了第三十一届四川省青少年科技创新大赛一等奖。2017年、2020年学校两次被评为德阳市青少年科技创新优秀组织单位;2018年1人入围全国虚拟机器人大赛决赛。2021年3月,学校参加第十八届四川省青少年机器人德阳市市级选拔赛,派出3支代表队,包揽前三甲,获得一等奖。2021年,绵竹市第三十六届青少年科技创新大赛中,汉旺学校获得一等奖1项、二等奖2项、三等奖3项,学校被评为绵竹市优秀组织单位。学校新筹建的飞行机器人队获得德阳市第5名,将代表德阳市参加四川省级的比赛。

能够取得这些成绩,杨明金是功臣。同是科学教师的邱锋告诉记者:“杨老师是重要的技术力量。他付出了很多。”除了科学课,学校里各种科学器材的维护和完善,杨明金也很上心。之前,杨明金还在周末开展免费的社团活动,有兴趣的学生可以来参加。“他影响了我们。”邱锋说。

独木难成林,学校的支持和团队的配合也不可或缺。校长罗辉介绍:“学校高度重视科技教育,为科学老师们增加了很多设施设备,支持科学团队参加各类活动。学校的科技教育能做得这么好,我们的科学团队起了很大作用。”

为了让科学老师及时接触到前沿信息,汉旺学校不遗余力地支持老师们走出去培训学习。邱锋介绍,每年学校给科学老师的培训费有2-4万元,参培教师达到每年5人次。2015年,学校派邱锋、杨明金两位教师到深圳参加“未来教育与创新研讨会”,他们看到了深圳校园的创客教育活动开展情况。回来后,学校就开辟了一体化的“异犊创客空间”和异犊木工工坊、异犊植物工厂。“异犊创客空间”就是杨明金的教室和工作坊,里面配备了3 D打印机、激光切割机、智能套件等设施设备。异犊木工坊内配备了木工车床、小型钻床、多功能木工刨床、雕花锯、热切机以及传统木工工具。异犊植物工厂则是教学楼的一个露台,杨明金带着学生一点点地打扫、铺设,逐渐成形。邱锋带学生在这里做无土栽培、有机种植、生态池等项目,并和劳动教育结合,探索特色教育模式“融享课程”。杨明金、邱锋和木工坊负责老师时红伟由此被戏称为“异犊三兄弟”,撑起了汉旺学校的科创教育丰富的内涵。

走在汉旺学校校园内,科创元素随处可见,在时间维度上,科学活动也贯穿于各年级的教学进程,让每一个孩子都能参与其中。邱锋说:“我们不指望学校培养出一个科学家,只希望给学生种下一颗科学的种子。”我们相信,有这么适宜的环境,种子一定会发芽、长大。

记者手记:

采访时临近清明,正是“草木蔓发,春山可望”的时节,而汉旺学校背靠龙门山,侧依绵远河,山口河谷间白雾弥漫,缭绕在校园周围。从外部环境看,这里就是一所偏僻的山区学校。但走进去和老师们交流后,你就会发现老师的言谈自信、大方,学校的各类特色项目更是令人大开眼界。除了科创教育,学校的男子、女子足球队也远近闻名,在德阳市比赛中拿过冠军,还有队员入选国家队、省队。学校操场上,有学生在练习滑冰;教室内,合唱社团在练习《孤勇者》,颠覆你对乡村学校的固有印象。

这种开放的心态从何而来?在学校的校园文化墙上,记者似乎找到了答案。在这面墙上,镌刻着学校的校训、校风、办学思想等,其中,汉旺学校的教师发展观是:立足乡土,放眼世界。这不正是杨明金的写照吗?有他这样脚踏实地、仰望星空的开路人,即使有青山白云围绕,也挡不住乡村孩子走出去的脚步。

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