省属工科院校大学生科普教育探索与实践
胡永金 陈杰 周晓红 吴云沛 吕东燕 陈伟 毛书哲
摘? 要 湖北汽车工业学院物理演示与探索实验室在完成大学物理实验教学任务之外，充分挖掘实验室硬件和人力资源，利用物理演示仪器和设备，开展了一系列科普教育工作，引导大学生积极参与科普教育实践活动，提升了大学生的科学素养、科学意识和动手能力，为培养具有科学视野的工程技术人才奠定良好的基础。
关键词 大学生科普教育;物理演示与探索实验室;科学素养;科普教育基地;大学物理实验
中图分类号：G482? ?文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2020）17-0090-03
1 前言
进入21世纪以来，科学技术迅猛发展，新的一轮科技革命正在孕育和兴起，人工智能、互联网、大数据迅猛发展且极大地改变着人们的生产生活，科学技术已成为一个国家综合实力和国际竞争力的决定性因素。党的十八大明确提出，科技創新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置，要坚持走中国特色的自主创新道路，实施创新驱动发展战略。2016年，习近平总书记在“科技三会”的讲话中强调，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置[1]。党的十九大报告再次明确要求：弘扬科学精神，普及科学知识[2]。
大学生作为中国特色社会主义的建设者和接班人，也是高等教育的主体受众，是国家实施科技创新战略的人才支撑。如果说工科的专业课程教育是把大学生培养为“专家”，那么通识类的科普教育则是要把大学生培养为“通才”，这两项教育合力铸就大学生“T”型的知识结构框架[3]。但从目前来看，社会各界包括高校本身对大学开展科普教育的重要性还认识不到位，片面地认为大学里的科学研究职能就是科学研究活动本身，与科普教育没有关系。大学生在学习过程中也只是片面地追求对专业知识的掌握，对于普适性的科普类知识并没有兴趣，导致对科学技术的发展全貌缺乏系统性认识，科技认知存在偏科现象，创新能力后劲乏力。为了适应当下“大众创业，万众创新”的时代需要，科技的创新发展迫切需要高校引领和推广，而大学生的科学普及和科学素质提升在很大程度上能助推社会科技进步和经济发展[4]。
湖北汽车工业学院作为一所省属地方性工科院校，依托东风汽车公司，围绕汽车产业链发展学科特色，坚持“产、学、研”合作教育办学模式，创建汽车特色鲜明的应用型大学，培养高素质且具有创新能力的工程技术人才。物理演示与探索实验室作为全校开设物理实验课的平台载体，对工科学生进行了科学的实验方法和技能的基础训练，同时进行了大学生科普教育探索和实践。
2 科普教育资源
物理演示与探索实验室始建于2018年，室内面积约900 m2，设有集教学演示、科学探索和科普展示于一体的大厅一个（约600 m2）、文化走廊一个（约70 m2）、多功能展播厅两间（约200 m2），室内外观如图1所示;各类科普和演示实验设备160余套，实验项目集科学性、趣味性、通俗性及应用性于一体，科普内容主要包括力学、热学、声学、电磁学、机械、光电与信息技术、材料与现代制造技术、生命与环境科学、绿色生活与环保理念。实验展示手段有实物、模型、图片、动画等，参与方式可视听、可互动体验、可动手创新。科普设备中包含一些非常经典的科普教育项目，如海市蜃楼、怒发冲冠、激光琴互动演示、电磁感应与电磁炮、大型蒸汽机、数字声悬浮器、太阳能跟踪系统、远程充电、GPS全球定位系统等。实验室现有专职教师九人、兼职教师四人，其中具有副教授以上高级职称者五人，具有硕士或博士学位者10人;学生科普志愿者15人。2019年度，实验室被十堰市科学技术协会授予“十堰市科普教育基地”称号。
3 大学生科普教育实施过程
组建专业的科普志愿者服务团队? 组建一支高水平的科普志愿者服务团队是有效推进高质量科普教育工作的关键。从专业实验教师队伍中挑选一批专业素养高且热心科普活动的同志，作为科普教育与传播教师。首先，要求教师熟悉实验室内所有的物理演示仪器的科普原理和操作技巧，同时能够把仪器展现出来的现象同日常生活的科学知识熟练紧密地联系起来，编写出大学生科普教育的电子讲义。接着进入集中试讲环节，一人主讲，其他教师作为科普教育受众，同时模拟实际情况向讲解者提出各种相关的科学技术问题，教师要能够准确快速地回答出来。主讲教师和旁听人员交替位置后，轮流扮演角色，进行实际演练。最后，所有教师坐在一起交流讨论，集中商量确定最佳的科普教育和实验室开放方案，同时要收集可能提出的问题，要求做到对答如流、不卡壳，凸显专业的科普水平。
除了建立教师科普志愿者服务团队之外，还要成立一支以大学生为主的科普志愿者服务团队。每年在大二年级各专业大学生中，选拔一批物理功底较好、表达能力强、有一定的空余时间且乐于科普教育的学生，进行集中培训，培训内容包括熟悉实验室内的设备布局、仪器的正确使用方法、参观实验室人员登记、专业的科普知识讲解、实验操作及实验室安全维护工作等。培训合格后，将根据每个学生的业余时间来安排在实验室的值班工作，并做好一切管理工作。
科普教育实践过程
1）大一新生入学后的科普教育。新进校的大学生，刚刚摆脱高中阶段沉重的学业负担，踏进大学校园后，对一切新鲜事物都充满好奇心，这个时期还没有真正接触到专业知识的学习，非常适合大众化的科普教育。绚丽多彩的实验室，引人入胜的科学故事，琳琅满目的仪器设备，身临其境的互动体验，身心愉悦的科普教育过程，这些都能深深地吸引不同专业的大学生参与。
每学期初，根据大学生科普志愿者的课程表，安排好业余时间值班表，每次3～4人一组，负责科普教育接待和实验室的对外开放工作。然后向全校各专业学生发出通知和公告，欢迎全校新生以班级为单位预约参观实验室和接受科普教育活动。班长负责联系实验室负责人，填写预约参观表格，具体填写班级名称、联系人、人数和参观的具体时间，方便后期联络。在实验室正式对外开放时，大学生科普志愿者全程负责接待、实验室管理和安全维护工作;值班教师负责全程管理和把控，学生志愿者做得不到位的地方，可以及时补充更正，后期总结经验。一个班级的学生来到实验室后，科普志愿者致欢迎词和介绍实验室概况，并讲解安全注意事项和实验室守则。
全体大学生分组后，一名科普志愿者带领一个小组进行科普教育活动。为了提高仪器和场地的使用效率，分区域进行活动，轮流交替推进。科普志愿者首先讲解实验原理和示范仪器操作步骤，然后让所有大学生参与其中，一起享受科普教育活动带给每个人的快乐。如果时间充裕，在注意人身和仪器安全的前提下，大学生可以充分发挥自己的主观能动性，大胆地进行操作、实践和探索。活动场景如图2所示。
2）完成大学物理实验课程学习后的科普教育活动。根据工科院校的教学安排，在全校各专业都会开设两个学期的大学物理实验课程，且要求每个学期必须完成10个实验项目，会涉及力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验等相关内容。大学生在完成实验课程的全部内容学习之后，对科学知识会有满满的收获感。这些实验内容往往都偏重于基础性，操作要求较高，实验过程相对复杂，同时要求有正确和完整的数据处理结果。但是，有些学生可能意犹未尽，没有“窥”到物理实验科学的全貌，感觉还没有吃“饱”。这时，教师就可以鼓励学生利用业余时间去参观物理演示与探索实验室，接受系统性的科普教育训练，这对课内知识的学习也能起到很好的巩固、补充和拓展作用。学生可根据已有的物理实验知识基础，在实验室内大胆地进行探索体验，完成一些创新性的实验内容，拓宽个人的科学视野和广度。
以科普教育为目的的社会实践拓展活动? 凭借物理演示与探索实验室这个平台，科普志愿者服务团队师生开展了一系列丰富多彩的物理类科普教育活动，如“科学记者团”和“行走的课堂——我来讲科学”等。这些活动凭借科学宣传、精准互动、深度体验等特色，被地方电视台和晚报等多家媒体报道，在大学生中引起强烈的反响。一些大学生社团或创新团队组织以此为平台，开展了极具特色的第二课程社会实践活动，如“求实学子科普行——大学生科普志愿服务团队”社会调查、“互联网+科普之自然科学馆运营”之尝试、“孩童眼中的科学——科普DIY玩具”创新与创业活动等。
2019年，在大学生科普志愿者队伍中挑选精兵强将，在教师的指导下，经过充分的打磨与演练，参加了湖北省科技厅举办的科普讲解大赛活动，锻炼了学生的社会实践能力，开阔了科学眼界，增长了科学见识;同时同部属高校及其他兄弟单位进行了友好的交流探讨，相互取长补短，学习到先进的大学生科普教育的经验和做法。
4 提升科普教育质量的对策与建议
对大学生科普教育的认识需要进一步提升，学校、教师和学生要齐心协力做好科普教育工作? 当前社会有一种片面的认识，认为工科类大学生只要学好本专业的知识和技术就行，而且越专越精越好，并不需要进行大众化的科普教育活动。在这个大的指挥棒的指导下，高校的管理者把主要精力也放在抓教学和科研上，完全忽视科普教育工作，认为这是国家层面的事情，具体来说是科技馆和博物馆的事情。这就导致教师的主要精力和时间集中在本专业领域内的教学和科研课题研究当中，对于与职称评审、职务晋升及选树评优无关的科普教育工作无暇关注;在校大学生主要围绕如何顺利毕业这个总体目标任务，忙于上课、参加社会实践和各种思想政治教育活动等，对接受科普教育的兴趣不足，看不到科普教育在短期内的回报和意义[5]。
所以，为了培养专业素养和科学素养俱佳的人才，高校需要大力挖掘科普资源，出台一些保障科普场地和经费的政策，要求教师每年必须完成一定的科普教育工作量，并且能够承认教师的科普教育成果，将其作为教师职称晋升和评先争优的重要依据之一;在学生的毕业目标任务要求中，要求学生必须完成一定工作量的科普教育活动学分，而且作为硬性要求。
需要加强科普教育资源的内涵建设，开展形式多样的科普活动? 科普活动作为大学生科普教育的重要载体，活动组织和展现内容直接体现科普教育工作的质量。随着时代的高速发展，大学生科普教育工作也需要与时俱进，科普活动内容需要推陈出新。这就需要加强科普教育资源内涵建设，提升科普教育的活力和创新性，用大学生喜闻乐见的方式吸引新时代的大学生参与[6]。
1）加大科普资源更新力度。可根据每个学校的特点，购置或开发一些与专业紧密相关的科普资源，这样学生的参与兴趣会更高，专业归属性更强，一眼看上去就感觉是自己专业内的东西。本实验室就购置了一些与汽车技术紧密联系的演示仪器，如双气缸斯特林热机、大型蒸汽机、汽车用GPS全球定位系统，这些科普设备深受学生欢迎，普遍认可程度高。同时，还可以引进时下流行的VR和AR设备，再结合一些与专业接近的科普电子资源，学生倍感新鲜，体验性强，能充分展现科技的神奇魅力。
2）提升科普教育方式的创新性。传统的科普教育方式主要是学生参观与观赏，走马观花式地沿着实验室转一圈，这远远达不到高质量科普教育的要求。因此，在活动过程中要注重提升大学生的获得感和体验感，尽量少讲解，多让学生参与。如在“怒发冲冠”实验中，两名大学生一组，一人负责指挥和仪器操作，另一人负责人体带电演示，成员间可交流互动，了解静电科学的神奇性，增强对静电分布和高压带电的科学认识。
3）注重发挥信息技术在科普教育中的技术支撑作用。随着信息技术的发展和“互联网+”的广泛应用，要充分发挥这些技术优势，为大学生科普教育工作提供技术支撑，如触摸屏式的电子资源、微信APP、各种在线学习平台等。
要加强科普教育活动对外的开放力度，争取社会资金? 高校内的科普场所仅仅对校内大学生开放是远远不够的，必须能够对社会人士开放，提升科普场馆的社会知名度和影响力。在运行一段时间和条件成熟之后，可以向政府部门申请科普基地认定，尽量争取到一定的政府经费支持。同时，可以与中小学或校外教育培训机构进行有偿合作，从事一些研学、课外科普小制作和科普大讲堂等类似的活动。有了固定的经费保障，科普教育活动才能进入良性循
環;否则，有可能会因为场地失修、仪器损坏和缺乏给相关工作人员一定的激励措施，科普教育活动陷于停滞状态。
5 结语
以物理演示与探索实验室为平台，笔者所在学校为大学生开展了一系列科普教育活动，也取得一定的教育成果和良好的社会效益，为进一步做好大学生科普教育工作打下坚实的基础。后期将在总结前面经验的基础上，继续加强科普资源内涵建设，提升科普教育的质量，让更多的大学生和社会人士从教育活动中受益。■
参考文献
[1]习近平.为建设世界科技强国而奋斗：在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上的讲话[J].科协论坛，2016（6）：4-9.
[2]习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利：在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[J].青海交通科技，2020（1）：2.
[3]靳萍.科学的发展与大学科普[M].北京：科学出版社，
2011.
[4]吴晶平.高校青年学生的科普教育工作研究[J].科教导刊，2019（7）：11-12.
[5]朱蔚云，李靖，许田芬，等.高等院校在开展科普活动中存在的主要问题及对策[J].科技资讯，2019（14）：89-90.
[6]葛春先.新时代如何提升大学生科学素养：以郑州大学为例[J].中国高校科技，2019（8）：58-60.
