美國航空航天局NASA負責制定、實施美國的太空計劃，并開展航空科學暨太空科學的研究，是很多學生夏令營夏校體驗的夢想之地。去年暑假時，上海民辦平和學校物理老師施愷珉帶著學生，參加了美國太空及活檢中心參夏令營，作為隨隊老師，他同時報名參加了霍尼韋爾太空學院教師培訓計劃。下文中，從“太空”歸來的他，向我們分享了他是如何將NASA的學習方法帶到課堂中的，而對于教育本身，他也進行了一次深刻的反思。

作為老師，我們能教會學生們什么？我們想要培養(yǎng)出什么樣的學生？

一直以來，這兩個問題都時刻縈繞在教育者們的腦海中。作為一名物理教師，雖然我教齡不長，但從初中到高中、從公辦重點到私立名校、從體制內(nèi)到體制外、從國內(nèi)學生到國外學生、甚至在編寫一本本教輔的過程中，每個階段我都在問自己同樣的問題。

經(jīng)歷了此間種種課程體系、教學理念的沖突和碰撞，我逐步獲得了一些粗鄙之見。

我們到底該教學生們什么？

剛開始工作的時候，憑著一股子初生牛犢之氣，我對學生可以說是傾囊相授。不管他們用得著用不著，只要相關的東西，再難再復雜也盡量教給他們，生怕教得少了，到學生們要用的時候不夠。

可是我當時沒有認識到，學習知識需要循序漸進。如果一下子塞那么多，學生只會無所適從，更無法消化。

后來，我從一個極端走向了另一個極端：只教考試會考的內(nèi)容。把所教的知識盡量簡化，那些不考的統(tǒng)統(tǒng)刪掉不講。對于考試會考的內(nèi)容，也精心地重新編排整理，將一些知識歸納整理變成一條條現(xiàn)成的結論或框架，直接教授給學生。

的確，這樣做了以后，學生們對知識的理解有了很大的提高，結構體系很清晰，考試成績自然也不錯。但是引用我們?nèi)f瑋校長的話來說：“你把知識研磨成精細的食物喂給學生，他們學起來是很輕松、很舒服，但是卻剝奪了他們自己消化、琢磨的能力培養(yǎng)，也剝奪了他們自己思考的機會。”

痛定思痛，我開始問自己：作為老師，究竟該教學生些什么呢？

隨著時間的推移和教學過程中的反思，答案逐漸浮出水面：從物理這門學科的基本特點入手。

什么是物理呢？百度百科上是這樣說的：“物理學是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結構的學科。它的理論結構充分地運用數(shù)學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標準，它是當今最精密的一門自然科學學科?！?/p>

簡而言之，物理是一門取自于實踐、用之于實踐的學科。也就是說，我們應該教學生們怎樣從現(xiàn)象中歸納結論，或怎樣將所學知識應用于生活中。只有當學生們覺得物理真的是有用的，才可能發(fā)自內(nèi)心地喜歡并學好它。更進一步，一些科學研究的方法，不但適用于物理探究過程，在處理生活中遇到的其它問題，也能起到完全意想不到的作用。

我們想要培養(yǎng)出什么樣的學生？

對于這個問題，每位教育者心中都會有自己的答案。這些答案必定五花八門，卻沒有高下之分，見仁見智而已。一開始我以教出高分學生、高分班級和競賽優(yōu)勝者為目標而拼命努力著。而現(xiàn)在，學生們的創(chuàng)造力、自主思考力、解決實際問題的能力則是我關注的重點。

老師們的教學不該僅僅局限于知識點，學生們也不該短視地將目光限制在分數(shù)的得失上。從長遠的角度看，如果急功近利地在短期內(nèi)通過高密度的機械式訓練培養(yǎng)“得分機器”的話，學生們將失去想象力，也會失去發(fā)展的可塑性，更會失去未來的無數(shù)個“可能”。

我非常欣賞去年哈佛大學畢業(yè)典禮上，來自中國湖南的生物系博士畢業(yè)生何江作為代表做的一次演講。與著名導演史蒂芬·斯皮爾伯格同臺演講的他，分享了自己的親身經(jīng)歷：

出生在落后農(nóng)村，小時候有次被毒蜘蛛咬了，只能用土辦法治療——用蘸了白酒的棉花包住手后點燃。

可是當時世界上顯然已經(jīng)有更好的、且不那么痛苦、也沒有那么高風險的治療方法了。只是受限于交通、通訊等條件，有一部分人不能輕易地獲得先進的現(xiàn)代醫(yī)療資源。

何江在哈佛大學演講

通過這個例子，何江闡述了知識傳播、知識分布資源平衡的重要性。他的演講充分體現(xiàn)了其自身強烈的社會使命感和社會責任感。他沒有單純地為一己私利而讀書，而是放眼更廣闊的世界，希望自己能給世界帶來一些改變。 

無獨有偶，北大2015年本科生畢業(yè)典禮上饒毅教授作為教師代表致辭，含標點，535字！堪稱中國最高學府的最短畢業(yè)典禮致辭，卻贏得了3分56秒內(nèi)多達9次的滿場熱烈掌聲。他說：

在祝福裹著告誡呼嘯而來的畢業(yè)季，請原諒我不敢祝愿每一位畢業(yè)生都成功、都幸福；因為歷史不幸地記載著有人成功的代價是喪失良知，幸福的代價是損害他人……我祝愿：退休之日，你覺得職業(yè)中的自己值得尊重；遲暮之年，你感到生活中的自己值得尊重……在你所含全部原子再度按熱力學第二定律回歸自然之前，它們——既經(jīng)歷過物性的神奇，也產(chǎn)生過人性的可愛。

這些教育者和受教育者，是擁有著多大的視野、心懷著多大的格局！這不也正是許多教育者們孜孜以求的目標嗎？

作為教師，我們?nèi)绾尾拍茏龅竭@些？

想要培養(yǎng)出大格局的學生，老師自己必須先具備大格局。想要使學生具備今后在社會上生存和競爭的能力，老師必須先預見到不斷變革的社會將來需要什么樣能力的人才。

所以，作為老師，我們必須先于學生行萬里路、讀萬卷書。有句話說得好：“如果不讀書，行萬里路可能只是個郵差；如果不思考，讀萬卷書可能只是個校對?！?/p>

在學校的牽線搭橋之下，我們有機會參加各種各樣非常精彩的培訓。王興林老師的《精準觀察》帶給我們?nèi)绾瓮ㄟ^觀察更加準確地捕捉學生們內(nèi)心深處的想法，從反饋的各種肢體語言和微表情中正確認識同學們的感覺。

圖為王興林老師講課的精彩瞬間

丁布老師的《書聲》為我們介紹了許多又有趣又有益的書籍，為我們打開了另一扇通往各種未知世界的大門。

圖為丁布老師分享優(yōu)秀書籍

我們還去著名的華德福學校開展了為期一周的學習。Michael老師親自以理論和實踐相結合的方式給我們展示了“十二感官教育法”的魅力。

圖為華德福的Michael老師講解教學理念和演示實驗

這些培訓帶領我們從各種不同的新鮮角度去看待教育、看待學生。不過留給我印象最深的一次學習是在美國阿拉巴馬州亨茨維爾的NASA教育者太空學院（NASA Educator Space Academy）。

圖為來自世界各地的HESA學員合照

其實在這之前，我?guī)W生來過亨茨維爾的U.S.Space&Rocket Center（USSRC）參加“太空夏令營”。在夏令營里，親眼見到了教官們將各種知識——特別是物理知識融入他們的任務和游戲中，甚至于基地的各個角落都看似隨意、實則精心地布置著各種學習知識的小玩意兒。

圖為火箭中心學生宿舍大門旁的勵志話語

看到火箭中心的課程，將教學與實踐結合得如此緊密，我非常地震驚，心里暗暗下定決心，如果有機會一定要自己親身體驗一下這個培訓課程。

火箭中心內(nèi)與教學相關的體驗設施

沒想到，機會來的是如此之快。當聽說有機會可以報名參加HESA項目，作為一名學生去美國火箭中心接受培訓時，我毫不猶豫地報名了。經(jīng)過層層選拔和面試筆試，我的愿望實現(xiàn)了。

今年六月底，包括我在內(nèi)的七位中國教師來到了美國，與兩百多位來自全世界的理科教師一起，完成了為期一周的培訓。期間，各種物理知識毫無痕跡地融入了每個教學環(huán)節(jié)、模擬任務，為我又打開了教學的另一扇門。

這里的任務真實而有趣，一環(huán)緊扣一環(huán)，最后還留有反思和總結的余地，并認真討論怎樣將在這里所學的內(nèi)容植入課堂教學。就像開營儀式上這里的負責人曾說過的一句話：“Please don’t leave anything behind，take all you canback to your class！”

就拿模擬火星登陸任務舉例，首先是任務簡報，包括火星地表情況及數(shù)據(jù)、登陸艙的組成和功能、各機組人員和地面控制人員的分配及任務等等，并帶領我們預先去看了一下模擬任務區(qū)。

圖為火星任務模擬訓練場的一角

第二天的課程是介紹宇航飛船及火箭的各部分構造及原理，方便我們能更好地完成模擬任務。

為了讓我們能更好地了解火箭飛行時地面控制中心是如何獲取各部分遙測數(shù)據(jù)的，教官們還讓我們制作了一支火箭，然后把自己組裝、編程的控制芯片植入其中，將火箭發(fā)射上去。完成之后還要把火箭和芯片回收，導出數(shù)據(jù)進行飛行狀態(tài)的分析與反思。

圖為小組成員在制作火箭

第三天便開始模擬任務，基地的教官把我們分成三組，分別是地面的控制中心組、飛行組和空間站組?？刂浦行慕M需要在任務開始之后實時監(jiān)控宇航飛船的飛行狀態(tài)和軌跡，以及提供給我們飛行組所需的火星表面的各種氣象數(shù)據(jù)，并在空間站組與飛行組之間協(xié)調(diào)通訊等。

圖為地面控制中心組

我們飛行組則是負責將飛船飛到指定地點派出人員進行艙外作業(yè)，并根據(jù)地面控制中心的數(shù)據(jù)導航與空間站對接。登上空間站后與空間站組一起將取回的標本進行基本檢測。

圖為在空間站進行樣本分析

任務順利完成！當天下午，我們有幸聆聽了美國前宇航員、前美國導彈中心主任、NASA宇航員培訓中心主任給我們分享他的航天經(jīng)歷。已經(jīng)經(jīng)歷過模擬飛行任務的我們，此刻對他所講的一些內(nèi)容都有親身體驗，格外容易理解和感受。

我原以為任務到此就已經(jīng)結束了，沒想到之后還有一個討論環(huán)節(jié)：分享對失敗的新認識，以及如何處理學生們面對失敗的狀況。請在場各位模擬任務成功或失敗的老師都說一下自己這幾天來對失敗的看法。

有一位來自土耳其的老師說得非常好：對于放棄的人來說，失敗就是失敗，對于沒放棄的人，失敗只是暫時沒有成功。在場各位老師的發(fā)言讓大家都有很大程度上的收獲，也能夠體會到此課程的設計是多么全方位地為教師、為課堂考慮。

這里的每項任務不斷地讓老師們學會各種把知識融入課堂、融入實驗、將理論聯(lián)系實際，我們都沉浸其中不可自拔。

一周的時間過得飛快，我們畢業(yè)了，基地為我們舉辦了隆重的畢業(yè)典禮和盛大的畢業(yè)舞會。在這里我們收獲了知識、收獲了教學本領、收獲了團隊精神，也收獲了跨越國界的友誼。

圖為HESA學員與大使的合影

除了這些豐富而充實的學習以外，我們也不故步自封，經(jīng)常與世界各地的優(yōu)秀學校、老師保持溝通。

且不說每年有荷蘭、美國、英國等世界各地的老師學生會來我們學校交流學習，互相討論教學理念，我們每年也會去給他們的老師學生通過授課的方式分享我們這里有效的教學手段。

有一次，美國著名的初中Eaglebrook用帶有非常濃郁的中國元素歡迎我們，讓我們非常感動。

在使用他們的系統(tǒng)（包括硬件、軟件）給Eaglebrook的學生上課的過程中，我體驗到了美國與中國學校在教學理念上的不同，也正是這些不同，能夠讓我反思我們教學過程中的優(yōu)缺點，也能看到美國教育的優(yōu)缺點，從而進一步思考，怎樣能取他人長處，為我們所用？

比如說，Eaglebrook的教學理念非常重視課堂上學生的話語權和學生與老師的良好溝通，完全沒有老師一言堂的現(xiàn)象，所以他們教學過程中學生知識點的掌握程度會非常直接且直觀地第一時間給反饋給老師，非常地有效率。

圖為Eaglebrook的課堂，他們注重利用電子設備提高課堂的交流效率

正是這各種類型的學習，讓我有了不同的體驗，也帶給了我很多的啟示。

究竟怎樣做，才能算真正教會學生知識？ 

個人覺得，學生如果哪天能用所學知識解決實際問題，那就算是他真正掌握這個內(nèi)容了。這一點，也是我們平和學校一貫倡導的。學校在很早就提出，各個學科的老師都要將“實景教學”運用到自己的課堂上去。

經(jīng)過多年來的探索與實踐，我們學校的老師們個個都有著自己對“實景教學”的理解與運用方法。 

比如物理課，由于我從小喜歡汽車，在汽車方面算是有一定的了解，加之汽車中運用到了很多的物理知識，所以便以“車”作為主題，給學生展示物理知識在生活中的用處。

當初二教到聲音這一章，其中有講到噪音的危害與控制手段，我便帶學生們到汽車旁，給同學們講述汽車的引擎蓋、乘坐區(qū)域等地方，都是通過了哪些手段來減少噪音的。

講到力這個內(nèi)容的時候，我就專門騰出一節(jié)課，讓同學們選擇使用限定的回收材料（如紙杯、吸管等），制作一臺月球登陸車。使用塑料袋作為降落傘，保證登陸車從兩層樓高的位置落地后，里面的宇航員（雞蛋一枚）能不受傷害，并且車輛還能正常行駛。這是我從火箭中心的培訓中學回來的。

還有比如慣性的知識，很多學生覺得比較生澀難懂，我便帶著他們來到卡丁車場，親身體驗加速、減速、轉彎時，慣性帶給身體的感覺。這種直觀、刺激的體驗，讓他們一下子對慣性這個內(nèi)容有了深刻的認識。

圖為學生們參加卡丁車的體驗

到了學生初三的時候，已經(jīng)積累了諸如力、熱、光等物理知識，我就帶著他們來到寶馬，由專門的老師給他們教授這方面的物理知識是如何應用的。寶馬的工作人員也非常的敬業(yè)，之前反復閱讀我們的教材，最后確定了以輪胎、制動、發(fā)動機及冷卻作為最貼合課本的內(nèi)容，精心設計了授課方式與實車體驗環(huán)節(jié)。

初三第二學期有能量轉化的教學。借此可以讓他們制作太陽能動力車，既感受了不同種能量相互轉化的神奇，又提高了動手能力。此后，還進行了別開生面的太陽能車競賽，獲勝的同學固然興奮，失敗的同學也不氣餒，事后總結反思，嘗試提高車子的整體性能。

另外，我參照美國最幾年很火的Alt School的辦學模式，開設了Alt Physics School的課程。以課題的形式，利用每個階段的熱門事件，讓同學們自主探究并解決實際問題。

比如去年臺風肆虐，我便給Alt Physics School的同學們定了一個主題：風。

同學們從臺風的形成、臺風和龍卷風的區(qū)別、臺風的危害和避難常識開始，講到臺風和地理的關系，不僅學習了物理知識，還順帶溫故了其它方面的學問。

然后他們繼續(xù)探索，研究了飛機的機翼的設計原理。

之后繼續(xù)挖掘，學生們竟然把自學的空氣動力學用到了自己設計的賽車上！看到上周剛剛教他們的尾部擴散器出現(xiàn)在設計圖中時，我非常地為他們高興。經(jīng)過了幾次修改后，模擬風洞測試的結果非常不錯。不僅如此，同學們還興高采烈地為自己的賽車設計了隊徽。難道這就是傳說中的STEAM（有Art的元素）？

圖為同學們分享他們賽車設計

在學校領導們的大力支持下，我校的賽車隊成立了！當同學們將自己設計的賽車3D打印出來，并準備去參加一年一度的FIS比賽的時候，學生們臉上滿滿的成就感。

其實，“我們能教給學生什么？”這個問題并沒有一個標準答案，隨著科技的進步和社會的發(fā)展，它一定會有更豐富更有深度的精彩?！奥仿湫捱h兮，吾將上下而求索”。

本文轉自外灘教育，作者施愷珉、編輯李臻。