手脚“卡魅实验室”首创东谈主，清华大学航天航空学院素质高云峰诓骗信息技能给学生提供一个更便利的科学实践平台。诚然是又名大学素质，但高云峰热衷于走进中小学，给学生带来一节节活泼意思意思的科学课，并开设数百场科普讲座，让科学的种子悄然在孩子心间生根发芽。

来源 | 《中国教师报》

作家 | 本报记者 金锐

原标题 | 《高云峰：为科学栽种作念“加法”》

高云峰清华大学航天航空学院素质，永恒从事航天航空方面的教学和磋商，曾获部队科技非凡一等奖，参与宇宙义务栽种“科学”和“通用技能”课程圭臬制定及教材审查，参与我国两次天际讲课的操办责任。

2018年6月21日，清华大学航天航空学院“卡魅实验室”迎来几位来自香港的来宾，时任香港栽种局局长杨润雄、香港栽种局副布告长康陈翠华等东谈主前来参不雅。卡魅实验室首创东谈主、清华大学航天航空学院素质高云峰先容了实验室的发展情况，以及STEM栽种和创客栽种的开展情况。

“‘卡魅实验室’以多数启发性安装和大型挑战性举止为握手，让学生成为设计者和‘创客’，通过实践履历学习的全过程。”高云峰在疏通中反复提到“实践”一词，在他看来，科学栽种要关注沟通实践和开始实践，不仅要指导学生学会学问，况且要通过学问处理具体问题。

像科学家一样想考

“一把小米中混入了10颗黄豆和10颗绿豆，咱们能不可设计一个安装，将黄豆和绿豆自动分开？”高云峰的问题刚刚抛出，学生就锐利地筹商起来，然后以小组为单元设计、组装安装，尝试处理高云峰提议的这个生存中常见的问题。这是高云峰给小学生设计的“小小爱迪生”课程中的一个场景，他通过旨趣先容、开始组装、比赛展示等花式串起一个个意思意思的科学实验和科技举止。

手脚又名大学素质，为什么会给小学生设计课程？高云峰暗示，但愿将科学家的想维种在小学生的心中，让他们不错像科学家一样想考。如何才能“像科学家一样想考”？高云峰暗示常常会履历“提议问题—作出假定—制订诡计—征集凭证—处理信息—得出论断—抒发疏通—反想评价”等一系列过程。在高校孤立认真“卫星编队遨游磋商”“高妙声速遨游轨谈磋商”等多个国度当然科学基金课题的高云峰，关于“像科学家一样想考”当然深有体会，但他更但愿这种想考款式不是局限于高校的关连专科，而是不错从中小学开动就平方培养。

高云峰第一次“走出高校”是在2012年，他为清华附中设计了10节STEM课，设计原则是“少讲科学旨趣，尽可能通过沟通实践启发学生”。

“咱们能不可试着让三国的势力变得平衡？”高云峰一边说一边拿出一张三国舆图，让学生将三国的范畴在泡沫板上按比例放大一倍，再将其分为面积很是的三份。第一节课“三分寰宇”就让学生大呼过瘾，接下来的 “东谈主造琥珀”“鸡蛋走马灯”“陡壁勒马”等课程更是让学生全身心性插足其中，浅易的器用和材料体现了小巧的设计创想，学生通过实践完成复杂任务并沟通处理问题的方法。

学生的意思意思和得益给了高云峰连接尝试的信心，他接续打磨我方的科学沟通课程，让课程愈加具有实践性和挑战性。“教材中的学问，包括通例考试题目齐是索求出的浅易问题；关联词咱们在生存中际遇的常常是那些复杂问题、复合问题。”高云峰但愿通过详细性沟通实践举止，全面磨真金不怕火学生的多种想维款式，让学生履历“不雅察—归纳—考据—实践”的全过程。

如何让一根粗管子停在较细的竖直杆上？面临“动物爬绳”款式中这个匪夷所想的问题，学生接续尝试、接续修正，回来失败和奏凯的陶冶得到论断：物体歪斜角度越大越容易被卡住。高云峰说，看似浅易的过程体现了多种想维款式，“咱们还要培养学生的批判性想维，是以我问他们——有限次实验归纳出的论断是否可靠？”

高云峰用门捷列夫回来元素周期表的故事启发学生：其时的元素周期性属于有限归纳，只是是一种推断，然则不错瞻望未知元素的性质并在其后被阐述。一样，也不错用“物体歪斜角度越大越容易被卡住”进行瞻望。高云峰先用家里的旧式抽屉例如，然后拿出我方制作的“啄木鸟”玩物——“啄木鸟”高下振荡时，歪斜角度一会儿大一会儿小，角度大的时候卡住，角度小的时候着落。于是，学生瞻望“啄木鸟”的瓦解模式是“落—停—落—停”，并通过不雅察得到了考据。

“咱们现时得到论断的前提齐是‘向着落’，要是这个前提形成‘朝上爬’呢？”高云峰提议这个问题是为了磨真金不怕火学生的逆向想维智力。学生开动设计“半自动爬升”安装，诓骗手的往复舞动让“动物”沿着绳索朝上爬，临了以比赛游戏的款式展示各自的效果。“学生屡次进行实验，通过不雅察、归纳、回来得出论断，诓骗论断瞻望并考据，将关连论断应用到其他方面，临了开始设计安装——这个过程即是咱们但愿的‘像科学家一样想考’的过程。”高云峰说。

高云峰的科学沟通课程一般不会教给学生具体的学问和公式，只是指导学生学会如何设计实验、如何证明我方的不雅点，课堂上学生很少会保持“坐姿”，基本齐以小组为单元插足地完成实验。2012年，高云峰设立“卡魅实验室”，诓骗信息技能给学生提供更丰富、更便利的科学实践平台，“让每一个遐想变为现实”。高云峰也在连接开展、实践他的科学沟通课程，从中学到小学再到幼儿园，科学的种子就这么接续地播撒、滋长着。

科学背后的东谈主文关怀

“科学既是意思意思的亦然宽阔的，我上课前会先讲一个小故事激勉学商业思意思，临了也会讲一些从科学中养殖出的东谈主商业思意思。”在学习瓦解学学问时，高云峰设计了“寻找四叶草”的任务。若何才能找到据说中不错带来幸福的四叶草呢？高云峰指导学生“找一找、看一看、画一画”。学生发现，校园里有很多三叶草，然则确切找不到四叶草——那就把四叶草画下来吧！数学中有“四叶玫瑰线”的办法，不错通过函数在坐标轴中推崇出来。学生进一步尝试设计出一种不错画出四叶草的浅易安装——有的学生奏凯画出了三叶草，有的学生失败了，还有的学生不测画出了五叶草。“寻找四叶草即是寻找幸福的过程，在故事中扼制易，在咱们的游戏中一样扼制易。”高云峰应时将东谈主生想考融入教学，“即使找到四叶草，也只是找到我方的幸福；然则通过科学，咱们不错让更多的东谈主找到四叶草、找到幸福。”

在“卡魅实验室”，高云峰也曾请来了几位“武林能手”，让他们给学生现场扮演“飞针穿玻璃”。“武林能手”力贯于臂，钢针起首而出，扎透玻璃后将气球击爆。高云峰和学生却作念不到，他们扔出的钢针以至不可在玻璃上留住任何思绪。“咱们是‘心虚无力’的书生，然则咱们有学问，学问即是力量。”高云峰笑着说，他要修业生在短时期内设计出一种能辐射钢针并击穿玻璃的安装。有的学生设计了弩，但愿辐射的钢针能沿直线前进，但践诺上绝大部分钢针是翻腾着前进的。失败激起了学生的沟通逸想，在一次次实践后他们回来出“钢针穿过玻璃的要紧条目是具有豪阔的速率和垂直角度”，还要详尽“钢针不可太尖”“放手辐射时的抖动”“橡皮筋太多反而不好”等要素。临了，多个设计有打算齐取得了奏凯，有的以至不错在玻璃上打出不同图案，超越了数十年苦练的“武林能手”。高云峰欣忭地说：“这个举止让学生体会到‘学问即是力量’的潜入意旨，唯有把学问滚动为处理问题的智力，学问才能具有无限的力量。”

香港栽种局原局长杨润雄到访清华大学卡魅实验室，了解实验室营救STEM栽种的方法。

面临校园内穿梭束缚的自行车，高云峰忽然问学生：“自行车的车轮、辐条瓦解速率是若何的？”这个问题不难回话，学生画了一张图澄澈地泄露：战斗大地的位置速率最小，辩别大地的位置速率最大。高云峰接着发问：“那么按照这个逻辑，咱们不雅察自行车车轮时，最低点应该最澄澈，最高点应该最平常，事实是这么吗？”大多数学生暗示“莫得不雅察过”，有几个学生却发表了相背的意见，觉得自行车车轮“高下平常，中间澄澈”。为什么现实与表面会产生矛盾？高云峰出示了两组相片，一组是固定位置拍摄，一组是瓦解中的拍摄，不同的拍摄款式导致了拍摄效果不同，学生也顿时显著了其中的科学旨趣。高云峰接着让学生想考：“参照系不同会导致不雅测隔断不同；一样，不雅点不同也会导致论断不同。只是‘百闻不如一见’还不够，咱们要分析背后的原因，学会‘既要不雅察，又要想考’。”

科学的背后是东谈主文关怀，高云峰尝试在教学中加入中华优秀传统文化的元素。他也曾在《孔子家语》中读到一段话：“孔子不雅于鲁桓公之庙，有欹器焉……乃注之水，中则正，满则覆。”欹器中既有劲学答应，也贮蓄着孔子所说的“中和之谈”。于是，高云峰带着学陌生析欹器的多种受力情况，进而试着规因循老的欹器。规复欹器不是教学的格外，高云峰但愿学生通过开始制作，知道感受中中文化中“谦受益，满招损”的东谈主生哲理。

“课程想政不是灌注，而是要高明地融入学习之中、生存之中，让学生受到潜移暗化的影响，完成科学栽种中‘增强科技自信自强、厚植家国心扉’的要求。”高云峰暗示。

用步履改革科学栽种

2013年6月20日，在“玉阙一号”空间实验室，宇航员王亚平、聂海胜、张晓光进修了一节特殊的物理课，通过“天际质地测量”“天际单摆瓦解”“天际陀螺瓦解”“天际制作水球”等一系列意思意思的物理实验，开启了中国初度天际讲课。此次天际讲课的操办东谈主之一恰是高云峰，他参与了有打算论证、谈具原型设计、讲稿撰写等责任，在大地模拟天际失重环境、在风洞进行动荡考试，保证了讲课举止的奏凯进行。

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受益于多年来开展科学栽种，高云峰澄澈地知谈青少年关于科学的意思意思点，因此他也成为多档科学类电视节标的常驻嘉宾。比如，中央电视台的《加油！向异日》《想入非非》《走近科学》《我爱发明》等节目中，齐经常能见到高云峰的身影。高云峰在节目中“身兼多职”，既能从表面层面进行科学分析，又能开始制作清新意思意思的科学谈具，还能提供有创意的节目操办有打算，电视台科普栏目以至流传着一句话：“有问题，找高老师！”在高云峰看来，参加电视节目不错更好地进行科学栽种，把科学学问、科学实验用青少年雅俗共赏的花式推崇出来。

科普讲座亦然高云峰实践科学栽种的要紧款式，他依然开设了数百场科普讲座，“上至宇航员，下至幼儿园的孩子”齐也曾当过高云峰的学生。“因为我的讲座以方法和想维为主，顾惜真谛性和体验性，是以即使让大学教师和小学生沿途上课也没问题。”高云峰笑着说。

2018年，在苏州一所幼儿园的履历让高云峰时过境迁。“为了激勉小一又友的意思意思，我拿来一台吹风机，让小一又友尝试用吹风机吹乒乓球。”在吹风机的“荧惑”之下，小小的乒乓球高下轰动，幼儿园的孩子玩得不亦乐乎。这时，高云峰把乒乓球形成两个，小球开动翻腾打架，很快便掉了下来；当乒乓球形成三个的时候，确切坐窝就掉了下来。一个孩子忽然欣喜地大叫：“这就像‘三个沙门没水喝’一样！一个乒乓球好好的，两个乒乓球会打架，三个乒乓球根蒂就待不住了。”顺着孩子的话语，高云峰让他们尝试两个东谈主挑水，还专门“使坏”把水瓶放偏，让他们感受力的各异。

“那么，若何才能处理‘三个沙门没水喝’的问题呢？”关于这个问题，高云峰猜想的谜底是孩子让三个沙门单干配合，一东谈主抬水一天。关联词，5岁孩子给出的遐想却让高云峰有目共赏：山上有竹子，把竹子掏空了作念管子，然后将一根根竹子接起来，把水引到寺庙去！高云峰慨叹良多：“咱们不可把成东谈主的想维强加给孩子，他们脑海中有很多天马行空的目的。栽种是启发、是指导，咱们要作念的即是呵护、尊重、点火这些目的。”

高云峰的科普讲座受到各个年岁段、各个不同管事东谈主群的迎接，经常有东谈主从很远的方位赶来听他讲座。2021年，高云峰去四川省凉山州给当地教师作科普讲座，临时邀请了又名教师的孩子当助手，孩子其后专门写信给高云峰道贺诞辰兴奋，孩子的家长也寄来一封感谢信，两封信高云峰齐保存于今。

孩子在信里写谈：“高素质，6月24日即是您的诞辰，祝您南山之寿！听完您的课我还想跟您筹商：栽种是什么？栽种的不雅点是什么？您能回话我吗？”孩子家长的信里则写谈：“您邀请我的犬子当助手，她相称感恩和难忘。她在百度上搜索得知您的诞辰是6月24日，是以制作了贺卡寄给您。她这段时期经常收看有您参与的科创节目，感谢您对她的激励和影响。”饱含着伏击话语、诚恳期盼的两封信执意了高云峰实践科学栽种的初心——要为改革科学栽种作念点什么。

“要为改革科学栽种作念点什么”，高云峰的初心不可谓不高大，他以至自嘲有些“分离时宜”。然则不管科技沟通课程照旧科普讲座，高云峰委果一步一个脚印，用我方的步履影响着周围的东谈主，影响着科学栽种的发展。高云峰参与了《义务栽种科学课程圭臬（2022年版）》的改良责任，其中“沟通”一词出现了352次，“实践”一词出现了146次，加多了沟通实践花式，让科学、技能、工程成为密切关连的全体。“参与课标的改良责任，也不错算‘我为改革科学栽种作念了点什么’吧。”高云峰说。

“现时的学生太过‘内卷’，每天齐要面临用之不竭的学问点和考试，以至丧失了学习的乐趣、想考的逸想、实践的智力。其实这些齐是科学栽种未必提供的，科学栽种的践诺即是培养学生的想维智力和处理问题的智力，通过新的方法和新的技能去适合接续发展、接续变化的社会。”面临科学栽种的近况高云峰这么说，他深信科学不错把瞎想变为现实，“栽种需要作念‘减法’，然则科学需要作念‘加法’！”

记者手记

本报记者 金锐

用头脑竞走，用双手语言

宝安区工业和信息化局二级调研员杨辉表示，AIGC技术革新时代已经来临，这也许会给中小企业的创新发展带来更多新的机会，需要及时关注并研究，诸如业务优化、人员管理、内容设计等高价值应用场景。同时，我们更应进一步思考这一轮数字技术创新的底层逻辑和发展规律。

同时，对于神舟十六号任务来说，三名航天员在干什么，神舟十七号任务已经准备怎么样了，下面我们就一一地对中国空间站接下来的任务进行说明一下。

“用头脑竞走，用双手语言”，这是高云峰很心爱的一句节目宣传语，体现了“像科学家一样想考，像工程师一样创造”的精神。想考自无用说，高云峰一样敬重创造的力量，他也对我方的一对“巧手”颇为雕悍。很多复杂以至匪夷所想的遐想，高云峰总能马上将其“实体化”。一次，来自香港的几位科学教师参不雅高云峰的“卡魅实验室”，高云峰现场向他们展示了创造的力量。香港教师提议制作一个老母鸡与小母鸡互动的安装，高云峰先在网上找到老母鸡和小母鸡的图片，然后设计模子、加工切割，临了诓骗齿轮带动安装运行，总共这个词进程耗时20分钟。高云峰笑着暗示：“给我一个平板，还你一个世界。”

“诓骗学问处理问题需要实践，收尾创意一样需要实践，唯有接续实践才会接续产生新的创意。”高云峰相称敬重科学栽种中的“实践”一环，他老是尽量给学生提供实践的平台和契机。在“欹器”款式中，高云峰不仅让学商业会力学旨趣，更是让他们尝试规复孔子时期的欹器。历史文籍中莫得欹器明确的制作方法，这也正值为高云峰的教学提供了遐想的空间，他与学生沿途开始实践。“这个规复欹器的举止不错在各个年岁段开展：吊挂式欹器最浅易，小学生就不错完成；水中的欹器有一定难度，一般适应中学生尝试；桌上的欹器最难，只可留给学过剩力的学生。”高云峰解释着我方的遐想。

除了在课堂上与学生“同台竞赛”，高云峰还会我方制作教具共享给其他教师使用，生存中的高云峰也经常制作多样意思意思的安装。有一年春节，高云峰设计制作了一个喜庆的宫灯送给父母，安装好后点亮灯泡，不同侧面泄泄露“春节祥瑞”“元宵兴奋”等字样，引得父亲捧腹大笑。高云峰慨叹：“小时候是父母作念玩物送给我，现时到了我作念玩物送给他们的时候了。感谢生存给以的一切，这么才会有一种健康的东谈主动怒派。”

科学与生存是息息关连的，高云峰不但愿科学磋商成为“象牙塔”里不为东谈主知的存在，也不但愿科学家被界说成刻板的形象，“咱们要从生存中发现科学问题，也要带着科学的想考来到生存中”。意思意思平方的高云峰怜惜地拥抱生存、拥抱大当然，他带着学生去深山中寻找矿脉，把专科的天文千里镜搬到宾馆顶层不雅测星空，去海边感受潮汐的力量……

“战斗当然、亲近当然会对东谈主产生积极的作用，我也曾在北戴河海边，听着大海的声息、望着宽阔的星空，顷刻间嗅觉到当然的伟大、个东谈主的轻微，这是在喧嚣的城市高堂大厦中难以产生的感悟。”高云峰说。

来源 | 中国教师报

裁剪 | 白衣

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