1、通过这些活动,激发学生对科学的兴趣,培养学生尊重真理、追求真理的科学态度;
2.引导和帮助学生对科学有深入、全面的认识,并在追求科学的过程中具有人文关怀意识;
3.培养学生正确向他人传达科技信息的口头交流能力和撰写简单的科学论文、科普文章的写作能力。
四、活动建议
1、本次活动是在“科学之海泛舟”,但在“泛舟”的同时别忘了“钓”语言。在活动中要力争把科学思维、科学态度、科学精神与语言表达、母语意识、人文关怀有机结合起来,把阅读、口语交流、写作结合起来;
2、本次活动体验性强、智力性强,应注重引导学生强化科学情感与科学态度,树立正确的科学价值观,同时激发学生广泛学习科学知识、热衷于探索新的科学课题,提高学生的科学素养和语言素质;
3、本次活动根据四项内容可分为4至8个学习小组(也称合作小组),在充分开展学习小组活动的基础上,各小组推选代表在课堂上进行统一的报告和展示。
5. 活动评估
1.采用分级评价方式。小组学习活动阶段,以学生间评价、学生自评、小组长评价为主;课堂交流展示阶段,以教师评价和学生推选代表评价为主。
2.采用分项评价的方法。可以对材料的收集与阅读、口头交流、写作三项内容分别进行评价。这种评价方式可以发现学生汉语基本素质的优势与劣势,从而帮助学生有针对性地扬长避短,强化重点。
3、注重过程与结果并重。评价学生在活动中的积极态度和行为表现,特别是情绪态度的变化和能力的提高(自我的纵向比较);评价学生在活动中发挥的作用和取得的成果,评价学生在信息收集、口头交流、写作等方面的实际水平(同学的横向比较)。
六、相关信息
1. 科学小品的脚步(赵雪、赵志)
科普的形式不局限于文字,也不局限于文字上的文学性。作为科学知识的载体,特别是作为新科技动态的载体,无论发表速度与数量,科学小品的重要性都不如不注重文学表达的科普散文。科普散文的长处在于直接性;直接性以及由此而来的速度,是大众传媒所要求的两个重要品质。尽管如此,科学小品仍有其不可替代的价值。科学小品和科普散文的主体都是科学,但科学小品是美的文章。与诗歌、戏剧、小说相比,散文小品的长处在于善于把逻辑的抽象思维与艺术的形象思维结合起来,把叙事、论证、抒情熔于一炉,从而能够轻松自如地游走于科学与文学两个领域之间。 总之,将科学与文学相结合的“科学素描”的文学功能,就在于窥视科学的品质和科学所蕴含的情趣,发现科学与社会、生活、文化、人生的联系。
一篇科学论文,由于篇幅短小,只能捕捉宇宙中的一粒尘埃,大海中的一滴水,知识树上的一个枝叶,科学与生活之网上的一两个小节点,但只要作者有真知识、真情感,就能在大中见小,在小中见大。
我国科学素描的萌芽,可追溯到先秦,南朝郦道元,北宋苏轼、沈括,明代徐霞客、王圻,甚至清代小说家蒲松龄,已有独立的值得流传的科学素描。但我们这里所说的“科学素描”,特指现代科学素描,即除了现代文学观念外,还运用和体现现代科学观念、现代生活观念的素描。我国这种意义上的科学素描,是在提倡科学民主、反对“中学为本、西学为用”的五四新文化运动前后出现的。据我们所能找到的最早的科学素描作者,只有沈雁冰、李四光、竺可桢、贾祖章、邹韬奋、刘勋禹等少数人。但那时的科学素描,实际上只是科学素描,还没有“科学素描”之名。 科学速写的概念只有在有了更多这样的文章之后才会成型。1934年9月20日,是科学速写史上值得纪念的一天。20世纪30年代中期,在国家危难、民族危亡之际,中国文坛发生了一场影响深远的关于速写方向的大讨论。在这场大讨论中,陈望道在其主编的速写半月刊《太白》创刊号上,发表了周建人、贾祖章、顾俊政、刘勋禹四篇科学速写,开辟了“科学速写”专栏。作为散文速写(也是科普写作的一个分支)的一个分支,科学速写从此有了名字。于是在《科学速写》的名义下,团结了一批作家,产生了一批作家。
1934年,《科学小品》这个名字在一片呐喊声中诞生,这是科学小品诞生后的里程碑事件。此后,1983年,在“文革”文化大沉寂之后,全国18家晚报联合举办了科学小品征文活动,为科学小品树立了第二个里程碑。此后,中国晚报科学编辑记者协会又于1986年和1994年推动了第二届、第三届联合科学小品征文活动,每届投稿量都在1万篇左右,影响空前。同时,这三次联合征文也让我们有机会了解科学小品作者群体的构成。今天,这群作者绝大多数都是生活在科研、教学、生产第一线的科技人员,他们写的都是自己熟悉的事物,自己的选题,自己的观察、积累、启发、领悟、探索、发现。 他们原本无意写作,却被“科学的惊喜”和社会的需要卷入了这片科学与文学结合的领海,因此,新人不断涌现成为了这支队伍的重要特征。
借此编撰文集的机会,简单回顾一下科学论文的特点和历史,或许对科学论文的读者和作者们都有帮助。因为科学论文及其历史虽然是客观存在,有其自身的客观规律和标准,但规律和标准的发现,只有通过自由创造和自主探索才能实现。自主探索是“科学精神”中必不可少的一部分。
(选自《中国科学文学丛书·科学散文随笔》,湖南教育出版社1999年版)
2. 最好的科学老师:大自然
1981年诺贝尔化学奖获得者、日本化学家福井贤一在给中国青少年的信中写道:
我希望年轻人知道,我走的学习之路,是一条敬畏自然之路,自然对于我来说,是不可或缺的老师,更是令人敬畏的客观存在。
福井健一刚懂事的时候,就经常蹲在院子里,睁大眼睛盯着那些叫不出名字的野草。有时他会把野草连根拔起,翠绿的叶子让他仔细看上半天。在蝴蝶飞舞的季节,小谦一会忍不住跑到附近的山里去追蝴蝶。山里的景色真是美极了!大自然的杰作让小谦百看不厌,让他有了探索大自然奥秘的遐想。而每一个新发现,都会让小谦兴奋好几天,终生难忘。
福井健一在上学前就喜欢收集植物标本,他把许多熟悉或不知名的花草树叶带回家,整齐地摆放,久久注视。在别人看来,他盯着一堆枯草枯叶有些傻乎乎的,但他却从中收获了无穷的乐趣。
进入小学后,他的收藏从植物升级为矿物和昆虫。即便到了老年,他仍忘不了在大阪帝塚山附近的山丘上收集到的一块树形矿石。同样喜欢矿物的表哥告诉他,那是沼铁矿,也就是古代沉入湖泊或沼泽的木块上的铁。这让小钱兴奋不已:天呐,如今的这座山丘,在古代竟然是湖底!而这还是我自己发现的!
福井健一直到老年仍保持着收集蝴蝶标本的爱好,成名后还到美国讲学,有一次在佛罗里达机场附近的森林里,他因为追逐一只美丽的燕尾蝶而误了班机,还有一次在游览亚利桑那大峡谷时,他因为捕捉一只蛱蝶而精疲力竭,甚至没有时间欣赏著名的大峡谷风光。
福井健一的父母认为亲近自然是人类的第一权利,因此鼓励孩子多出去玩。父亲下班后经常带着孩子去郊外钓鱼,给他们讲鱼和钓鱼的趣事。福井健一上初中后,一家人每年夏天都会在海边租房子,出去钓鱼、游泳。
福井健一这样讲述自己走上科研之路的历程:
我生长在一个与科学并无多少渊源的普通家庭,正是在大自然中积累的丰富亲身体验,促使我选择了科研之路。大自然不仅引领我走进化学王国,更是我在化学理论探索中不可或缺的老师。我的理论得到了认可,我也很荣幸获得了诺贝尔奖。每当提起这些,我都忍不住要感谢父母,是他们为我营造了一个让我在童年时代可以自由接触大自然的家庭环境。
美国生理学家、1977年诺贝尔生理学或医学奖获得者吉尔曼出生于法国东部葡萄酒产区勃艮第地区,这里风景宜人,田园诗般美丽。小时候的吉尔曼经常骑着自行车到郊区采蘑菇。虽然他说是在采蘑菇,但其实他是被大自然的秀美景色、芬芳的气息和令人心旷神怡的感觉所吸引。只要身处大自然的怀抱,各种艳丽奇异的花草树叶都会成为他收藏的对象,他会把它们制成标本,汇编成厚厚的标本册。翻阅、欣赏这些标本册,是他的爱好之一。
大自然中的各种事物和现象对小吉尔曼都有着强烈的吸引力。动物、星空、云朵甚至雨雪都让他感到神秘,充满好奇。只有一件事——雷电,让他心惊胆寒。有一次他在雨中骑自行车,一道雷声落在他身边,将他击倒并抛出两米远。从此,他一听到雷声就心惊胆寒。但这并没有削弱小吉尔曼对大自然的向往。当他独自在荒野中时,他常常把自己想象成一个勇敢的探险家,试图运用所掌握的科学知识去探究大自然中的各种事物。童年的经历让吉尔曼产生了探索大自然奥秘的雄心和对科学家的敬佩之情。他最终选择了科学研究的道路,并取得了重要的研究成果。
受老师的影响,1989年诺贝尔化学奖获得者、美国化学家切赫在小学四年级时爱上了地质学。小切赫读过很多地质学的科普书,但他更喜欢到野外去,到大自然去,用自己的双手去探寻,用自己的眼睛去发现。但他居住的爱荷华市周围既没有海,也没有山,想通过采集岩石标本了解地球构造的切赫只能去一些正在开挖土方的施工现场。有一次,他在一个修建水坝的工地上收集到了很多岩石标本,其中包括几块海洋动物的化石,这让他兴奋不已:今天的大平原,在5亿年前的远古时代,原来是一片海洋!而那些今天已经消失的动物,通过化石呈现在他面前,都是他亲手发现的。
12岁那年,小切赫跟随爷爷坐火车去了著名的科罗拉多大峡谷。当他到达雄伟的落基山脉脚下时,他高兴极了:“这才是真正的大山。”他在这里收集了不少岩石标本,多到爷爷担心行李超重上不了火车,只好把其中几块石头扔掉。“这些都是爱荷华州从来没见过的珍贵岩石标本!”小切赫舍不得扔掉任何一块石头。于是,他瞒着爷爷把石头装进自己的小旅行包里,自己背在身上,不让爷爷拿。旅行包很重,但只要能背着心爱的岩石标本回家,再重的小切赫也不觉得累。孙子的喜悦和激动也感染了爷爷,第二年爷爷又带着切赫去了科罗拉多州。
对自然的热爱,让切赫选择了科学研究作为自己的终身事业,“用自己的双手去探索,用自己的眼睛去发现”成为他的人生信条,并取得了许多重大的科学新发现。
类似这种由热爱大自然转变为探索科学奥秘、最终走上科研之路的例子,在诺贝尔奖获得者中屡见不鲜。大自然是最好的科学老师。而如今,在大城市里长大的孩子,整天被钢筋水泥包围,很少有机会近距离接触大自然。这实在是一种悲剧。
3. 获奖科学家与科普书籍
应我们的请求,1989年诺贝尔化学奖获得者加拿大分子生物学家阿尔特曼给中国青年写信:
12岁的时候,我得到了一本塞利格海茨写的《原子的描述》的书。这本书简要地概述了元素周期表和原子的结构,深深地吸引了我。这本书让我明白了元素周期表的设计不仅科学,而且非常漂亮;而且元素周期表还对当时未知的元素做出了科学的预测。这一切都激起了我极大的兴趣。可以肯定地说,这本书激起了我对原子物理的兴趣。
受科普书影响而走上科研道路的例子还有很多,比如1976年诺贝尔生理学或医学奖获得者、美国医学和病毒学家盖伊杜塞克和1982年诺贝尔化学奖获得者、英国生物化学家克鲁格,都是在青年时期阅读了荷兰裔美国细菌学家克鲁伊夫的科普书《微生物猎人》后对生物学产生了兴趣。
吉尔曼是美国内分泌学家,1977年诺贝尔生理学或医学奖获得者肇 物理学家,他小时候最喜欢的书,就是法国著名科幻作家凡尔纳的《八十天环游地球》、《地心游记》和《海底两万里》等。这些书让年幼的吉尔曼爱不释手,一读再读。书中不仅有惊心动魄、感人肺腑的故事情节,还蕴含着丰富的地理、气候、生物、风土人情等知识。更令人称奇的是,凡尔纳身患残疾,一生几乎没出过远门,却“席地而行,日行八万里”,写出了令人惊叹的旅行和冒险故事,“走遍”了世界五大洲的山川、河流、沙漠、沼泽、海洋和岛屿。小说中的主人公大多具有科学头脑。 每当他们遇到困难和危险时,总能依靠所掌握的科学知识奇迹般地脱困。而且小说中描述的潜艇等许多技术发明在凡尔纳生活的19世纪末尚未问世。但作者凭借渊博的知识、丰富的想象力和科学远见,做出了今天看来相当准确的描述。他的小说让吉尔曼看到了大自然的神奇和科技的威力,对科学家产生了敬佩之情。这促使吉尔曼最终选择了科学家这个职业。
美国化学家、1986年诺贝尔化学奖获得者希尔施巴赫小时候很喜欢去奶奶家玩,因为奶奶订阅了一本名叫《国家地理》的杂志。这本著名杂志由美国国家地理学会主办,创刊于1888年,是一本具有广泛国际影响的科普杂志。虽然名为《国家地理》,但杂志的内容并不局限于美国或地理,有很多关于世界各地的动物、植物、风土人情、自然科学、高科技的内容,并配有大量精美的照片和插图。每一期都让小希尔施巴赫十分感兴趣。11岁那年,杂志新一期是天文学专刊。北极星、猎户座、仙女座、大熊座、半人马座……,那些遥远而神秘的行星,立刻俘获了小希尔施巴赫的心。 见孙子如此喜爱这期杂志,祖母便把它送给了希尔施巴赫。小希尔施巴赫一直随身携带这本杂志,一有时间就翻阅。有一次,他把杂志带到学校,不知为何找不到了,他急得抓耳挠腮,差点哭了。同学们赶紧帮他找,终于找到了,他高兴极了。50多年后,在他的书房里,在书架上林立的科学著作中,他还能找到那本泛黄的杂志。正是这本《国家地理》杂志激起了他对科学的浓厚兴趣,成为他科学道路上的启蒙老师。
1981年诺贝尔化学奖获得者、日本化学家福井健一少年时期也是《国家地理》杂志的忠实读者,该杂志对他的一生影响很大。1973年福井健一到美国华盛顿做访问学者时,特意到《国家地理》杂志编辑部参观,当时该杂志的发行量已达每期1000多万册。福井健一还十分喜爱法国著名昆虫学家法布尔的《昆虫记》。这本书用故事的方式记录了各种昆虫的生活习性,用充满泥土芳香的文笔描述了法国南部的自然风光和风土人情。初中一年级时,福井健一看到这本书,便爱不释手,反复阅读。这本书共分为20卷,逐年翻译出版。福井健一常常读完一卷后,便热切地盼望着下一卷。 这本书把福井健一带入了一个奇妙的昆虫世界,他一生都保持着对昆虫和大自然的热爱。
很多诺贝尔科学奖获得者也是科普创作的爱好者,比如1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼,在科学研究之外,还撰写了大量的科普文章和书籍。
第二次世界大战期间,1933年诺贝尔物理学奖获得者、奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在爱尔兰首都都柏林从事教学和科研工作,经常在各高等院校作学术和科普讲座,其中生命科学系列讲座尤为受听众欢迎。1944年肇 物理学家,薛定谔将自己的讲课笔记整理成一本不足100页的小册子《什么是生命?活细胞的物理学》。他在书中预言生命科学的理论和方法面临重大突破,生命科学的研究深度将从生命表面现象、细胞水平走向分子水平,并提出将物理学的理论和方法引入生命科学研究。 这本书的影响十分广泛,吸引了大批年轻人投身于生命科学的学习和研究中,包括因建立生命遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构模型而共同获得1962年诺贝尔生理学或医学奖的克里克、沃森和威尔金斯;因发现噬菌体在细胞增殖过程中的作用而共同获得1969年诺贝尔生理学或医学奖的卢里亚;因完成世界上首次分子水平的基因重组、创立现代遗传工程技术而获得1980年诺贝尔化学奖的伯格;因发现核糖核酸(RNA)的细胞催化功能而获得1989年诺贝尔化学奖的奥尔特曼等。因此,这本书被称为“生物界的一次革命契机”。
此外,1977年诺贝尔生理学或医学奖获得者、1988年诺贝尔生理学或医学奖获得者埃利昂、1988年诺贝尔物理学奖获得者布隆伯格等,在青年时期都深受居里夫人小女儿伊芙·居里所著《居里夫人》一书的影响。英国生理学家路易斯所著《日常生活中的生理学》一书则陪伴着1904年诺贝尔生理学或医学奖获得者巴甫洛夫一生,是他生理学研究道路上的引路人。
4. 获奖科学家和课外活动
1976年诺贝尔生理学或医学奖获得者、美国医学和病毒学家盖伊杜塞克和1980年诺贝尔化学奖获得者、美国分子生物学家保罗·伯格,都是在小学参观纽约自然历史博物馆后对生命科学产生了兴趣。1980年诺贝尔物理学奖获得者、美国物理学家菲茨吉布斯和1976年诺贝尔化学奖获得者、美国化学家利普斯科姆,都于同年随父母驱车数百公里,参观芝加哥科学博物馆。10岁的菲茨吉布斯和13岁的利普斯科姆通过这次旅行,对科学发现和技术发明产生了向往,并树立了投身科学事业的决心。美国物理学家、化学家卡尔在应1985年诺贝尔化学奖获得者邀请写给中国青少年的信中说:
我对科学的迷恋大概始于一次参观科学博物馆,我七八岁的时候,妈妈带我去的。科学博物馆和《纽约每日新闻报》在同一栋大楼里。我记得博物馆提供了操作展品、观察其机械和电气特性的机会。
其他著名科学家中类似的例子还有很多。课外科技活动是大多数诺贝尔奖获得者青年时期的爱好,培养他们动手和动脑、发明制造、通过实验发现问题、解决问题等能力,为他们将来的成功奠定基础。我们知道,有很多获奖科学家在青年时期的课外化学实验中都经历过爆炸,如:1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者英国生物生理学家克里克、1972年诺贝尔物理学奖获得者美国物理学家库珀、1981年诺贝尔生理学或医学奖获得者美国神经生理学家胡贝尔、1991年诺贝尔化学奖获得者瑞士物理化学系的恩斯特等,他们都是爆炸事件的肇事者。
在他应1997年诺贝尔物理学奖得主、华裔物理学家朱棣文的邀请为我们撰写的自传中,他谈到了自己的青春期经历:
我花了很多时间(在十几岁的时候)制作没有明确用途的工具。我房间的地毯上经常有数百根金属“横梁”和小螺母和螺丝散落在它们中间,这是我未完成的作品。……当我长大一点时,我的兴趣扩展到化学游戏。我和一个朋友尝试自制火箭和火药,部分费用来自我父母在学校给我的午餐钱。一个夏天,我的爱好变成了测试邻居土壤的 pH 值和它缺乏的养分。
有组织的课外科技活动对培养青少年对科技的兴趣以及动手和动脑能力有着重要作用。在往期节目中,我们介绍过一位名叫索菲亚·沃尔沃的老师对1980年诺贝尔化学奖获得者、美国分子生物学家伯格产生了重要的影响,这位老师其实是课外生物兴趣小组的辅导员;我们还看到1980年诺贝尔物理学奖获得者菲齐积极参与天文观测活动;1976年诺贝尔化学奖获得者、美国化学家利普斯科姆在11岁时聆听了大学教授为市民举办的系列科普讲座,从而激起了他对科学的好奇心。
日本化学家、1981年诺贝尔化学奖获得者福井健一在小学四年级时首次参加学校举办的淡路岛临海学社活动。临海学社是日本在海边和山区修建的数百个专门用于举办冬季和夏季青少年活动的固定设施之一,由日本政府首相内阁府(相当于我国国务院办公厅)统一管理。每年有数百万中小学生来到这里参加露营、自然观察、动植物标本采集、制作等活动。临海学社为福井健一这样的孩子组织了大量观察海洋生物的活动,从此福井健一对海洋生物产生了浓厚的兴趣。五年级和六年级时,他分别参加了在和贺县箕岛和嘉田举行的临海学社。 这些活动的影响伴随了福井健一的一生。他在给中国读者的信中说道:
我希望年轻人知道,我走的学习之路,是一条敬畏自然之路,自然对于我来说,是不可或缺的老师,更是令人敬畏的客观存在。
福井健一也曾说:“如果问什么对我下定决心学习和创造起到了决定性作用,那一定是与大自然的接触。正是这种接触培养了我对科学的直觉。……大自然不仅引领我进入化学王国,而且在我探索化学理论的过程中,它还是一位不可或缺的老师。”
当他15岁时,美国病毒学家参加了缅因州杰克逊癌症研究所的夏令营,以生物学为主题。对生物学和癌症研究的兴趣,他连续三年在杰克逊研究所( )参加了他的专业。 ,他也通过在夏令营的经验而爱上了生物学。 后来,巴尔的摩去了泰米(Temin)参加的大学,并像泰米(Temin)一样成为著名的病毒学家杜尔贝科()的研究生。
上面的例子完全说明了流行科学在培养一流的科学和技术才能中的重要性,同时,流行的科学工作在培养人们的科学素养方面也起着不可估量的作用。技术教育功能与学校不同。