一位从“太空”归来的上海物理老师的教育反思：我能教给你什么，我的学生们？
看点 美国航空航天局NASA负责制定、实施美国的太空计划，并开展航空科学暨太空科学的研究，是很多学生夏令营夏校体验的梦想之地。去年暑假时，上海民办平和学校物理老师施恺珉带着学生，参加了美国太空及活检中心参夏令营，作为随队老师，他同时报名参加了霍尼韦尔太空学院教师培训计划。下文中，从“太空”归来的他，向我们分享了他是如何将NASA的学习方法带到课堂中的，而对于教育本身，他也进行了一次深刻的反思。
文丨施恺珉 编辑丨李臻
作为老师，我们能教会学生们什么？我们想要培养出什么样的学生？
一直以来，这两个问题都时刻萦绕在教育者们的脑海中。作为一名物理教师，虽然我教龄不长，但从初中到高中、从公办重点到私立名校、从体制内到体制外、从国内学生到国外学生、甚至在编写一本本教辅的过程中，每个阶段我都在问自己同样的问题。
经历了此间种种课程体系、教学理念的冲突和碰撞，我逐步获得了一些粗鄙之见。
我们到底该教学生们什么？
刚开始工作的时候，凭着一股子初生牛犊之气，我对学生可以说是倾囊相授。不管他们用得着用不着，只要相关的东西，再难再复杂也尽量教给他们，生怕教得少了，到学生们要用的时候不够。
可是我当时没有认识到，学习知识需要循序渐进。如果一下子塞那么多，学生只会无所适从，更无法消化。
后来，我从一个极端走向了另一个极端：只教考试会考的内容。把所教的知识尽量简化，那些不考的统统删掉不讲。对于考试会考的内容，也精心地重新编排整理，将一些知识归纳整理变成一条条现成的结论或框架，直接教授给学生。
的确，这样做了以后，学生们对知识的理解有了很大的提高，结构体系很清晰，考试成绩自然也不错。但是引用我们万玮校长的话来说：“你把知识研磨成精细的食物喂给学生，他们学起来是很轻松、很舒服，但是却剥夺了他们自己消化、琢磨的能力培养，也剥夺了他们自己思考的机会。”
痛定思痛，我开始问自己：作为老师，究竟该教学生些什么呢？
随着时间的推移和教学过程中的反思，答案逐渐浮出水面：从物理这门学科的基本特点入手。
什么是物理呢？百度百科上是这样说的：“物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。”
简而言之，物理是一门取自于实践、用之于实践的学科。也就是说，我们应该教学生们怎样从现象中归纳结论，或怎样将所学知识应用于生活中。只有当学生们觉得物理真的是有用的，才可能发自内心地喜欢并学好它。更进一步，一些科学研究的方法，不但适用于物理探究过程，在处理生活中遇到的其它问题，也能起到完全意想不到的作用。
我们想要培养出什么样的学生？
对于这个问题，每位教育者心中都会有自己的答案。这些答案必定五花八门，却没有高下之分，见仁见智而已。一开始我以教出高分学生、高分班级和竞赛优胜者为目标而拼命努力着。而现在，学生们的创造力、自主思考力、解决实际问题的能力则是我关注的重点。
老师们的教学不该仅仅局限于知识点，学生们也不该短视地将目光限制在分数的得失上。从长远的角度看，如果急功近利地在短期内通过高密度的机械式训练培养“得分机器”的话，学生们将失去想象力，也会失去发展的可塑性，更会失去未来的无数个“可能”。
我非常欣赏去年哈佛大学毕业典礼上，来自中国湖南的生物系博士毕业生何江作为代表做的一次演讲。与著名导演史蒂芬·斯皮尔伯格同台演讲的他，分享了自己的亲身经历：
出生在落后农村，小时候有次被毒蜘蛛咬了，只能用土办法治疗——用蘸了白酒的棉花包住手后点燃。
可是当时世界上显然已经有更好的、且不那么痛苦、也没有那么高风险的治疗方法了。只是受限于交通、通讯等条件，有一部分人不能轻易地获得先进的现代医疗资源。
何江在哈佛大学演讲
通过这个例子，何江阐述了知识传播、知识分布资源平衡的重要性。他的演讲充分体现了其自身强烈的社会使命感和社会责任感。他没有单纯地为一己私利而读书，而是放眼更广阔的世界，希望自己能给世界带来一些改变。
无独有偶，北大2015年本科生毕业典礼上饶毅教授作为教师代表致辞，含标点，535字！堪称中国最高学府的最短毕业典礼致辞，却赢得了3分56秒内多达9次的满场热烈掌声。他说：
在祝福裹着告诫呼啸而来的毕业季，请原谅我不敢祝愿每一位毕业生都成功、都幸福；因为历史不幸地记载着有人成功的代价是丧失良知，幸福的代价是损害他人……我祝愿：退休之日，你觉得职业中的自己值得尊重；迟暮之年，你感到生活中的自己值得尊重……在你所含全部原子再度按热力学第二定律回归自然之前，它们——既经历过物性的神奇，也产生过人性的可爱。
这些教育者和受教育者，是拥有着多大的视野、心怀着多大的格局！这不也正是许多教育者们孜孜以求的目标吗？
作为教师，我们如何才能做到这些？
想要培养出大格局的学生，老师自己必须先具备大格局。想要使学生具备今后在社会上生存和竞争的能力，老师必须先预见到不断变革的社会将来需要什么样能力的人才。
所以，作为老师，我们必须先于学生行万里路、读万卷书。有句话说得好：“如果不读书，行万里路可能只是个邮差；如果不思考，读万卷书可能只是个校对。”
在学校的牵线搭桥之下，我们有机会参加各种各样非常精彩的培训。王兴林老师的《精准观察》带给我们如何通过观察更加准确地捕捉学生们内心深处的想法，从反馈的各种肢体语言和微表情中正确认识同学们的感觉。
图为王兴林老师讲课的精彩瞬间
丁布老师的《书声》为我们介绍了许多又有趣又有益的书籍，为我们打开了另一扇通往各种未知世界的大门。
图为丁布老师分享优秀书籍
我们还去著名的华德福学校开展了为期一周的学习。Michael老师亲自以理论和实践相结合的方式给我们展示了“十二感官教育法”的魅力。
图为华德福的Michael老师讲解教学理念和演示实验
这些培训带领我们从各种不同的新鲜角度去看待教育、看待学生。不过留给我印象最深的一次学习是在美国阿拉巴马州亨茨维尔的NASA教育者太空学院（NASA Educator Space Academy）。
图为来自世界各地的HESA学员合照
其实在这之前，我带学生来过亨茨维尔的U.S.Space&Rocket Center（USSRC）参加“太空夏令营”。在夏令营里，亲眼见到了教官们将各种知识——特别是物理知识融入他们的任务和游戏中，甚 43 35456 43 15289 0 0 2381 0 0:00:14 0:00:06 0:00:08 2950至于基地的各个角落都看似随意、实则精心地布置着各种学习知识的小玩意儿。
图为火箭中心学生宿舍大门旁的励志话语
看到火箭中心的课程，将教学与实践结合得如此紧密，我非常地震惊，心里暗暗下定决心，如果有机会一定要自己亲身体验一下这个培训课程。
火箭中心内与教学相关的体验设施
没想到，机会来的是如此之快。当听说有机会可以报名参加HESA项目，作为一名学生去美国火箭中心接受培训时，我毫不犹豫地报名了。经过层层选拔和面试笔试，我的愿望实现了。
今年六月底，包括我在内的七位中国教师来到了美国，与两百多位来自全世界的理科教师一起，完成了为期一周的培训。期间，各种物理知识毫无痕迹地融入了每个教学环节、模拟任务，为我又打开了教学的另一扇门。
这里的任务真实而有趣，一环紧扣一环，最后还留有反思和总结的余地，并认真讨论怎样将在这里所学的内容植入课堂教学。就像开营仪式上这里的负责人曾说过的一句话：“Please don’t leave anything behind，take all you canback to your class！”
就拿模拟火星登陆任务举例，首先是任务简报，包括火星地表情况及数据、登陆舱的组成和功能、各机组人员和地面控制人员的分配及任务等等，并带领我们预先去看了一下模拟任务区。
图为火星任务模拟训练场的一角
第二天的课程是介绍宇航飞船及火箭的各部分构造及原理，方便我们能更好地完成模拟任务。
为了让我们能更好地了解火箭飞行时地面控制中心是如何获取各部分遥测数据的，教官们还让我们制作了一支火箭，然后把自己组装、编程的控制芯片植入其中，将火箭发射上去。完成之后还要把火箭和芯片回收，导出数据进行飞行状态的分析与反思。
图为小组成员在制作火箭
第三天便开始模拟任务，基地的教官把我们分成三组，分别是地面的控制中心组、飞行组和空间站组。控制中心组需要在任务开始之后实时监控宇航飞船的飞行状态和轨迹，以及提供给我们飞行组所需的火星表面的各种气象数据，并在空间站组与飞行组之间协调通讯等。
图为地面控制中心组
我们飞行组则是负责将飞船飞到指定地点派出人员进行舱外作业，并根据地面控制中心的数据导航与空间站对接。登上空间站后与空间站组一起将取回的标本进行基本检测。
图为在空间站进行样本分析
任务顺利完成！当天下午，我们有幸聆听了美国前宇航员、前美国导弹中心主任、NASA宇航员培训中心主任给我们分享他的航天经历。已经经历过模拟飞行任务的我们，此刻对他所讲的一些内容都有亲身体验，格外容易理解和感受。
我原以为任务到此就已经结束了，没想到之后还有一个讨论环节：分享对失败的新认识，以及如何处理学生们面对失败的状况。请在场各位模拟任务成功或失败的老师都说一下自己这几天来对失败的看法。
有一位来自土耳其的老师说得非常好：对于放弃的人来说，失败就是失败，对于没放弃的人，失败只是暂时没有成功。在场各位老师的发言让大家都有很大程度上的收获，也能够体会到此课程的设计是多么全方位地为教师、为课堂考虑。
这里的每项任务不断地让老师们学会各种把知识融入课堂、融入实验、将理论联系实际，我们都沉浸其中不可自拔。
一周的时间过得飞快，我们毕业了，基地为我们举办了隆重的毕业典礼和盛大的毕业舞会。在这里我们收获了知识、收获了教学本领、收获了团队精神，也收获了跨越国界的友谊。
图为HESA学员与大使的合影
除了这些丰富而充实的学习以外，我们也不故步自封，经常与世界各地的优秀学校、老师保持沟通。
且不说每年有荷兰、美国、英国等世界各地的老师学生会来我们学校交流学习，互相讨论教学理念，我们每年也会去给他们的老师学生通过授课的方式分享我们这里有效的教学手段。
有一次，美国著名的初中Eaglebrook用带有非常浓郁的中国元素欢迎我们，让我们非常感动。
在使用他们的系统（包括硬件、软件）给Eaglebrook的学生上课的过程中，我体验到了美国与中国学校在教学理念上的不同，也正是这些不同，能够让我反思我们教学过程中的优缺点，也能看到美国教育的优缺点，从而进一步思考，怎样能取他人长处，为我们所用？
比如说，Eaglebrook的教学理念非常重视课堂上学生的话语权和学生与老师的良好沟通，完全没有老师一言堂的现象，所以他们教学过程中学生知识点的掌握程度会非常直接且直观地第一时间给反馈给老师，非常地有效率。
图为Eaglebrook的课堂，他们注重利用电子设备提高课堂的交流效率
正是这各种类型的学习，让我有了不同的体验，也带给了我很多的启示。
究竟怎样做，才能算真正教会学生知识？
个人觉得，学生如果哪天能用所学知识解决实际问题，那就算是他真正掌握这个内容了。这一点，也是我们平和学校一贯倡导的。学校在很早就提出，各个学科的老师都要将“实景教学”运用到自己的课堂上去。
经过多年来的探索与实践，我们学校的老师们个个都有着自己对“实景教学”的理解与运用方法。
比如物理课，由于我从小喜欢汽车，在汽车方面算是有一定的了解，加之汽车中运用到了很多的物理知识，所以便以“车”作为主题，给学生展示物理知识在生活中的用处。
当初二教到声音这一章，其中有讲到噪音的危害与控制手段，我便带学生们到汽车旁，给同学们讲述汽车的引擎盖、乘坐区域等地方，都是通过了哪些手段来减少噪音的。
讲到力这个内容的时候，我就专门腾出一节课，让同学们选择使用限定的回收材料（如纸杯、吸管等），制作一台月球登陆车。使用塑料袋作为降落伞，保证登陆车从两层楼高的位置落地后，里面的宇航员（鸡蛋一枚）能不受伤害，并且车辆还能正常行驶。这是我从火箭中心的培训中学回来的。
还有比如惯性的知识，很多学生觉得比较生涩难懂，我便带着他们来到卡丁车场，亲身体验加速、减速、转弯时，惯性带给身体的感觉。这种直观、刺激的体验，让他们一下子对惯性这个内容有了深刻的认识。
图为学生们参加卡丁车的体验
到了学生初三的时候，已经积累了诸如力、热、光等物理知识，我就带着他们来到宝马，由专门的老师给他们教授这方面的物理知识是如何应用的。宝马的工作人员也非常的敬业，之前反复阅读我们的教材，最后确定了以轮胎、制动、发动机及冷却作为最贴合课本的内容，精心设计了授课方式与实车体验环节。
初三第二学期有能量转化的教学。借此可以让他们制作太阳能动力车，既感受了不同种能量相互转化的神奇，又提高了动手能力。此后，还进行了别开生面的太阳能车竞赛，获胜的同学固然兴奋，失败的同学也不气馁，事后总结反思，尝试提高车子的整体性能。
另外，我参照美国最几年很火的Alt School的办学模式，开设了Alt Physics School的课程。以课题的形式，利用每个阶段的热门事件，让同学们自主探究并解决实际问题。
比如去年台风肆虐，我便给Alt Physics School的同学们定了一个主题：风。
同学们从台风的形成、台风和龙卷风的区别、台风的危害和避难常识开始，讲到台风和地理的关系，不仅学习了物理知识，还顺带温故了其它方面的学问。
然后他们继续探索，研究了飞机的机翼的设计原理。
之后继续挖掘，学生们竟然把自学的空气动力学用到了自己设计的赛车上！看到上周刚刚教他们的尾部扩散器出现在设计图中时，我非常地为他们高兴。经过了几次修改后，模拟风洞测试的结果非常不错。不仅如此，同学们还兴高采烈地为自己的赛车设计了队徽。难道这就是传说中的STEAM（有Art的元素）？
图为同学们分享他们赛车设计
在学校领导们的大力支持下，我校的赛车队成立了！当同学们将自己设计的赛车3D打印出来，并准备去参加一年一度的FIS比赛的时候，学生们脸上满满的成就感。
其实，“我们能教给学生什么？”这个问题并没有一个标准答案，随着科技的进步和社会的发展，它一定会有更丰富更有深度的精彩。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。
相关阅读
整合全球优质教育资源
针对21世纪学习型家庭的核心需求
外滩教育邀您加入“VIP专享”
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=q0543ocsq1s&width=500&height=375&auto=0
点击下图
了解更多VIP福利
▼点击阅读原文，立即开通外滩教育VIP专享