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航天员太空转身背后的“科学翻译官”

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20多年时光

陈征修炼出一套“科学翻译术”

他把艰深的物理公式

熬成老少咸宜的“知识甜汤”

作为北京交通大学副教授

他在教学研究和科普活动之间

切换状态游刃有余

作为中国科技馆志愿服务团队的一员

他为中国空间站的“天宫课堂”出谋划策

无论是讲座、展厅讲解

还是青少年科学课

陈征总是热情满满

他对科技志愿服务有一份独到见解

“科学带给我们的不是一个个概念公式,而是面对这个纷繁世界的方法。

我们要从知识‘集邮’,走向学会探索未知。”

近日,中国科协公布2024年度科技志愿服务先进典型名单

陈征获评“最美科技志愿者”

太空实验室变“现象级直播间”

离地400公里的中国空间站里,航天员叶光富飘浮在空中。

他试图转动身体,可上半身向左拧,下半身却反向旋转,整体仍是飘在空中纹丝不动。

可当叶光富快速抡动胳膊,神奇的现象发生了——他整个人缓缓转向,像是有一股神秘的力量推了他一把。

这是2021年,“天宫课堂”首次开讲展示的众多实验之一,后来“太空转身”也成为中国航天的经典一幕。

在这背后,是科学实验项目组的精心策划,作为中国科技馆志愿服务团队的一员,陈征参与其中。

“神十三的太空实验要体现出‘天地大不同’的特点,现象要直观,实验的教具还不能太笨重,否则会占用神舟飞船的载荷。”陈征介绍,太空转身实验符合这些条件,于是成为天宫课堂的实验项目之一。他介绍,“航天员只靠抡动胳膊,就能转动身体,角动量守恒原理得以生动呈现。”

“天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益,推出的首个太空科普教育品牌,由中国航天员担任“太空教师”,陈征则是项目背后的“科学翻译官”。

2023年神舟十六号发射前夕,陈征在筹备讨论新一期天宫课堂时提出,在“钢球碰撞实验”的小球背后加一块方格背景布,可以起到坐标作用。陈征对于这个细节很满意,他解释道,碰撞实验是物理学建立和发展过程中的基础性经典实验,如今物理学中最基础的动量、动能、力等概念,正是在碰撞问题的研究基础上建立起来的。天宫课堂的钢球碰撞实验加入了方格背景布,让实验可以从定性观察上升到定量测量的层次,低年级的同学可以通过现象了解原理,高年级的同学则可以通过格子尺寸、小球质量等信息,计算碰撞的能量损失,实现分层科普的效果。

后来,不少中学物理课程中,这个太空实验还真成了试卷考题。

陈征不觉得意外,这正是他们追求的结果——科技志愿服务要遵循传播的“最大公约数”。他打了个比方,科学知识就像是高度白酒,对于老饕来说,酒香醇厚,但大多数人难以入口。而醪糟的酒精度很低,但是味道清甜,小孩都能喝。“我们的任务就是要把这份‘科学佳酿’调到最合适的酒精度,让人人都能品尝,最好还要让不同的人品出不同的滋味。”

加入中国科技馆志愿服务团队,他看到更广阔的世界

谈及投身科技志愿服务的契机,陈征觉得这既是兴趣使然,也有一些奇妙的机缘。当他还在北京交通大学读大四时,在教学实验室担任助教,由于实验室经常接待参观,他这个助教就经常要负责讲解工作。后来,他继续在北京交通大学读硕、读博,这份助教工作一直没丢下,在学生时代积累下不少讲解经验。

如今,陈征是北京交通大学物理科学与工程学院副教授,仍在继续这种“双轨并行”的模式,科技志愿服务一直是他生活的重要一环。2017年,他加入中国科技馆志愿服务团队,这成为他的新起点。在这里他接触到更多受众,看到了更广阔的世界。

陈征曾给北京密云区的一所小学讲过课,他记得那次讲的是光学,提到了毕达哥拉斯和柏拉图,他问孩子们:“你们听说过他们吗?”台下反应寥寥。事后,校长跟他说:“老师咱能不能讲他们小学范围内的,您超纲了。”

可在北京四中的课堂上,陈征的PPT里边,保罗·狄拉克的照片一出现,底下就有学生脱口而出——“这是量子力学的奠基人”。其实对于中学生来说,量子力学同样是超纲内容。

走的地方越多,陈征越能看清世界的参差,他愈发认识到,每个孩子都对世界充满好奇,身处不同的环境,他们接触到的教育资源也不同。科技志愿服务的公益属性,可以让更多的孩子受惠。

陈征笑言,“通过这堂课启蒙,没准就能在孩子的心里埋下科学的种子,说不定他们中就有人未来成为科学家、工程师……”

2019年,他作为中国科技馆外派讲师在山西临县、岚县等地为中小学生授课。至今,他仍然记得在汾阳南垣村寨小学的那节科学课,全校有16名学生、6名老师都坐在了教室里。而在网络云端,这节课通过直播覆盖了全国22个省份的150所乡村小学,屏幕前还有数万名学生。这堂课,让陈征感受到沉甸甸的责任,他也明白上好这一课并不容易。

这堂课要讲的主题是“力”,陈征决定少谈理论,多用好玩的实验吸引孩子们。“我们能不能制造一些隔空就能产生的力呢?”陈征把一根塑料绳加工成水母的形状,又拿气球在自己的头发上摩擦起来,孩子们被逗得咯咯直笑。

陈征右手把摩擦后的塑料绳往空中一抛,左手拿着气球,孩子们看到,塑料绳并没有直接落在气球上,而是像水母一样隔空漂浮着,台下一片惊讶声。原本40分钟的一堂课,讲着讲着就拖堂了。下课后,孩子们围着陈征叽叽喳喳,“陈老师,您什么时候再来给我们讲课呀?我们还有很多问题想问您!”

科技志愿服务让陈征收获了满满的成就感,但他也逐渐意识到,个人力量太过单薄,只靠自己一个人是远远不够的。于是,他又加入馆校合作的志愿活动,这次他的听众不再是孩子,而是一群老师。在中小学教师科学教育实践能力提升培训活动中,陈征开设专题培训,仅2024年,在中国科技馆、安徽省科技馆、山西省科技馆、绍兴科技馆等地培训中小学科学教师超过600人。

科技志愿服务是他最爱的事业

曾有人问陈征,“你才40出头,又在大学任教,这正是出成果、拼论文、拿项目的年纪。把这么多精力用在志愿服务上,会不会耽误自己的事业?”

陈征微微一笑,“科技志愿服务就是我的事业啊!科学的世界这么美好,我想分享给更多的人。”他觉得,一个人能在科技创新上取得成绩,这肯定是一种成功,但能把科学思维传递给更多的人,这也是一种成功。

在科技志愿服务中,陈征渐渐有了一套自己的方法,做科普不是一个单向“输出知识”的过程,不是往脑袋里塞现成答案,而是给全民装备“科学思维工具包”。

他描绘的科学世界充满了诗意和浪漫,音乐、诗词、电影、体育运动都藏着科学奥秘。

他用水管制成的排箫演示“三分损益法”,讲座现场吹奏《沧海一声笑》,学生们听得个个瞪大了眼睛,惊叹声学的神奇;《流浪地球》热映时,他看到电影中太空电梯实现“天地货运”的细节,于是认认真真计算出,电梯索具需要承受2300亿牛顿的拉力,这篇文章勾起了无数网友对经典力学的兴趣;

苏翊鸣在冬奥会滑雪大跳台夺冠,他会计算出“空中2秒转5圈”,运动员要承受5—10倍的重力,体育爱好者在惊叹运动员夺冠不易的同时,也对科学原理产生好奇。

陈征还很喜欢用诗词讲物理,“孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流”,这是李白留下的千古名句。他在讲座中向孩子们提问,“为什么在‘碧空尽’处总是‘孤帆远影’,而不是‘孤船远影’呢?我们抓住细节,就能揭开大地之谜。古希腊的先贤就是观察到‘先见船桅后见船身’,推断出地球是圆的,还通过简单巧妙的实验测定了地球的周长……”

他总能从一个个看似平常的小故事、小细节入手,“大胆假设、小心求证”用层层推进的方式,把物理科学的世界生动呈现在观众面前,让观众学会用科学思维解读世界。

他觉得,科技志愿者就像是“粘合剂”,让各个领域的人因为共同的科学思维形成协同合力,这也必将推动社会整体向前发展。

未来,陈征还会继续在科技志愿服务的道路上深耕物理科普。在他眼中,物理学给自然科学研究提供范式案例和基本思维方法。在AI席卷全球、技术飞速迭代的今天,这种思维方法的传承愈发重要。

【科技志愿风采】

科技志愿服务是中国科协团结引领广大科技工作者贡献智慧力量、创造美好生活、实现奋斗目标的生动实践。多年来,中国科协充分发挥开放型、枢纽型、平台型组织优势,完善资源下沉和赋能机制,形成上下联动组织体系,广泛动员引领广大科技志愿者深入田间地头、社区校园、厂矿企业,为群众送温暖、为社会作贡献,充分彰显了科技志愿服务的时代价值和道德力量。

为进一步塑造科技志愿文化,中国科协之声开设【科技志愿风采】专栏,讲好科技志愿故事,展示先进典型风采,为强国建设凝聚更加磅礴的科技志愿力量。本期典型陈征同志获评中国科协2024年度“最美科技志愿者”。

现代快报/现代+记者 是钟寅 (图片由受访者提供)

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