美國(guó)航空航天局NASA負(fù)責(zé)制定、實(shí)施美國(guó)的太空計(jì)劃，并開展航空科學(xué)暨太空科學(xué)的研究，是很多學(xué)生夏令營(yíng)夏校體驗(yàn)的夢(mèng)想之地。去年暑假時(shí)，上海民辦平和學(xué)校物理老師施愷珉帶著學(xué)生，參加了美國(guó)太空及活檢中心參夏令營(yíng)，作為隨隊(duì)老師，他同時(shí)報(bào)名參加了霍尼韋爾太空學(xué)院教師培訓(xùn)計(jì)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(xué)習(xí)方法帶到課堂中的，而對(duì)于教育本身，他也進(jìn)行了一次深刻的反思。

作為老師，我們能教會(huì)學(xué)生們什么？我們想要培養(yǎng)出什么樣的學(xué)生？

一直以來，這兩個(gè)問題都時(shí)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(zhǎng)，但從初中到高中、從公辦重點(diǎn)到私立名校、從體制內(nèi)到體制外、從國(guó)內(nèi)學(xué)生到國(guó)外學(xué)生、甚至在編寫一本本教輔的過程中，每個(gè)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(xué)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(xué)生們什么？

剛開始工作的時(shí)候，憑著一股子初生牛犢之氣，我對(duì)學(xué)生可以說是傾囊相授。不管他們用得著用不著，只要相關(guān)的東西，再難再?gòu)?fù)雜也盡量教給他們，生怕教得少了，到學(xué)生們要用的時(shí)候不夠。

可是我當(dāng)時(shí)沒有認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)知識(shí)需要循序漸進(jìn)。如果一下子塞那么多，學(xué)生只會(huì)無所適從，更無法消化。

后來，我從一個(gè)極端走向了另一個(gè)極端：只教考試會(huì)考的內(nèi)容。把所教的知識(shí)盡量簡(jiǎn)化，那些不考的統(tǒng)統(tǒng)刪掉不講。對(duì)于考試會(huì)考的內(nèi)容，也精心地重新編排整理，將一些知識(shí)歸納整理變成一條條現(xiàn)成的結(jié)論或框架，直接教授給學(xué)生。

的確，這樣做了以后，學(xué)生們對(duì)知識(shí)的理解有了很大的提高，結(jié)構(gòu)體系很清晰，考試成績(jī)自然也不錯(cuò)。但是引用我們?nèi)f瑋校長(zhǎng)的話來說：“你把知識(shí)研磨成精細(xì)的食物喂給學(xué)生，他們學(xué)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(jī)會(huì)。”

痛定思痛，我開始問自己：作為老師，究竟該教學(xué)生些什么呢？

隨著時(shí)間的推移和教學(xué)過程中的反思，答案逐漸浮出水面：從物理這門學(xué)科的基本特點(diǎn)入手。

什么是物理呢？百度百科上是這樣說的：“物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。它的理論結(jié)構(gòu)充分地運(yùn)用數(shù)學(xué)作為自己的工作語言，以實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，它是當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)學(xué)科?！?/p>

簡(jiǎn)而言之，物理是一門取自于實(shí)踐、用之于實(shí)踐的學(xué)科。也就是說，我們應(yīng)該教學(xué)生們?cè)鯓訌默F(xiàn)象中歸納結(jié)論，或怎樣將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活中。只有當(dāng)學(xué)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(xué)好它。更進(jìn)一步，一些科學(xué)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(xué)生？

對(duì)于這個(gè)問題，每位教育者心中都會(huì)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(xué)生、高分班級(jí)和競(jìng)賽優(yōu)勝者為目標(biāo)而拼命努力著。而現(xiàn)在，學(xué)生們的創(chuàng)造力、自主思考力、解決實(shí)際問題的能力則是我關(guān)注的重點(diǎn)。

老師們的教學(xué)不該僅僅局限于知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生們也不該短視地將目光限制在分?jǐn)?shù)的得失上。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，如果急功近利地在短期內(nèi)通過高密度的機(jī)械式訓(xùn)練培養(yǎng)“得分機(jī)器”的話，學(xué)生們將失去想象力，也會(huì)失去發(fā)展的可塑性，更會(huì)失去未來的無數(shù)個(gè)“可能”。

我非常欣賞去年哈佛大學(xué)畢業(yè)典禮上，來自中國(guó)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(dǎo)演史蒂芬·斯皮爾伯格同臺(tái)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(shí)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(diǎn)燃。

可是當(dāng)時(shí)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(fēng)險(xiǎn)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(jìn)的現(xiàn)代醫(yī)療資源。

何江在哈佛大學(xué)演講

通過這個(gè)例子，何江闡述了知識(shí)傳播、知識(shí)分布資源平衡的重要性。他的演講充分體現(xiàn)了其自身強(qiáng)烈的社會(huì)使命感和社會(huì)責(zé)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(dú)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(biāo)點(diǎn)，535字！堪稱中國(guó)最高學(xué)府的最短畢業(yè)典禮致辭，卻贏得了3分56秒內(nèi)多達(dá)9次的滿場(chǎng)熱烈掌聲。他說：

在祝福裹著告誡呼嘯而來的畢業(yè)季，請(qǐng)?jiān)徫也桓易Ｔ该恳晃划厴I(yè)生都成功、都幸福；因?yàn)闅v史不幸地記載著有人成功的代價(jià)是喪失良知，幸福的代價(jià)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(xué)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(biāo)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(xué)生，老師自己必須先具備大格局。想要使學(xué)生具備今后在社會(huì)上生存和競(jìng)爭(zhēng)的能力，老師必須先預(yù)見到不斷變革的社會(huì)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(xué)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(gè)郵差；如果不思考，讀萬卷書可能只是個(gè)校對(duì)?！?/p>

在學(xué)校的牽線搭橋之下，我們有機(jī)會(huì)參加各種各樣非常精彩的培訓(xùn)。王興林老師的《精準(zhǔn)觀察》帶給我們?nèi)绾瓮ㄟ^觀察更加準(zhǔn)確地捕捉學(xué)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(rèn)識(shí)同學(xué)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(xué)校開展了為期一周的學(xué)習(xí)。Michael老師親自以理論和實(shí)踐相結(jié)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(xué)理念和演示實(shí)驗(yàn)

這些培訓(xùn)帶領(lǐng)我們從各種不同的新鮮角度去看待教育、看待學(xué)生。不過留給我印象最深的一次學(xué)習(xí)是在美國(guó)阿拉巴馬州亨茨維爾的NASA教育者太空學(xué)院（NASA Educator Space Academy）。

圖為來自世界各地的HESA學(xué)員合照

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

圖為火箭中心學(xué)生宿舍大門旁的勵(lì)志話語

看到火箭中心的課程，將教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合得如此緊密，我非常地震驚，心里暗暗下定決心，如果有機(jī)會(huì)一定要自己親身體驗(yàn)一下這個(gè)培訓(xùn)課程。

火箭中心內(nèi)與教學(xué)相關(guān)的體驗(yàn)設(shè)施

沒想到，機(jī)會(huì)來的是如此之快。當(dāng)聽說有機(jī)會(huì)可以報(bào)名參加HESA項(xiàng)目，作為一名學(xué)生去美國(guó)火箭中心接受培訓(xùn)時(shí)，我毫不猶豫地報(bào)名了。經(jīng)過層層選拔和面試筆試，我的愿望實(shí)現(xiàn)了。

今年六月底，包括我在內(nèi)的七位中國(guó)教師來到了美國(guó)，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(xùn)。期間，各種物理知識(shí)毫無痕跡地融入了每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、模擬任務(wù)，為我又打開了教學(xué)的另一扇門。

這里的任務(wù)真實(shí)而有趣，一環(huán)緊扣一環(huán)，最后還留有反思和總結(jié)的余地，并認(rèn)真討論怎樣將在這里所學(xué)的內(nèi)容植入課堂教學(xué)。就像開營(yíng)儀式上這里的負(fù)責(zé)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(wù)舉例，首先是任務(wù)簡(jiǎn)報(bào)，包括火星地表情況及數(shù)據(jù)、登陸艙的組成和功能、各機(jī)組人員和地面控制人員的分配及任務(wù)等等，并帶領(lǐng)我們預(yù)先去看了一下模擬任務(wù)區(qū)。

圖為火星任務(wù)模擬訓(xùn)練場(chǎng)的一角

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

為了讓我們能更好地了解火箭飛行時(shí)地面控制中心是如何獲取各部分遙測(cè)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(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)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(wù)，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。控制中心組需要在任務(wù)開始之后實(shí)時(shí)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(fù)責(zé)將飛船飛到指定地點(diǎn)派出人員進(jìn)行艙外作業(yè)，并根據(jù)地面控制中心的數(shù)據(jù)導(dǎo)航與空間站對(duì)接。登上空間站后與空間站組一起將取回的標(biāo)本進(jìn)行基本檢測(cè)。

圖為在空間站進(jìn)行樣本分析

任務(wù)順利完成！當(dāng)天下午，我們有幸聆聽了美國(guó)前宇航員、前美國(guó)導(dǎo)彈中心主任、NASA宇航員培訓(xùn)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(wù)的我們，此刻對(duì)他所講的一些內(nèi)容都有親身體驗(yàn)，格外容易理解和感受。

我原以為任務(wù)到此就已經(jīng)結(jié)束了，沒想到之后還有一個(gè)討論環(huán)節(jié)：分享對(duì)失敗的新認(rèn)識(shí)，以及如何處理學(xué)生們面對(duì)失敗的狀況。請(qǐng)?jiān)趫?chǎng)各位模擬任務(wù)成功或失敗的老師都說一下自己這幾天來對(duì)失敗的看法。

有一位來自土耳其的老師說得非常好：對(duì)于放棄的人來說，失敗就是失敗，對(duì)于沒放棄的人，失敗只是暫時(shí)沒有成功。在場(chǎng)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(huì)到此課程的設(shè)計(jì)是多么全方位地為教師、為課堂考慮。

這里的每項(xiàng)任務(wù)不斷地讓老師們學(xué)會(huì)各種把知識(shí)融入課堂、融入實(shí)驗(yàn)、將理論聯(lián)系實(shí)際，我們都沉浸其中不可自拔。

一周的時(shí)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(huì)。在這里我們收獲了知識(shí)、收獲了教學(xué)本領(lǐng)、收獲了團(tuán)隊(duì)精神，也收獲了跨越國(guó)界的友誼。

圖為HESA學(xué)員與大使的合影

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

且不說每年有荷蘭、美國(guó)、英國(guó)等世界各地的老師學(xué)生會(huì)來我們學(xué)校交流學(xué)習(xí)，互相討論教學(xué)理念，我們每年也會(huì)去給他們的老師學(xué)生通過授課的方式分享我們這里有效的教學(xué)手段。

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

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

比如說，Eaglebrook的教學(xué)理念非常重視課堂上學(xué)生的話語權(quán)和學(xué)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(xué)過程中學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握程度會(huì)非常直接且直觀地第一時(shí)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(shè)備提高課堂的交流效率

正是這各種類型的學(xué)習(xí)，讓我有了不同的體驗(yàn)，也帶給了我很多的啟示。

究竟怎樣做，才能算真正教會(huì)學(xué)生知識(shí)？ 

個(gè)人覺得，學(xué)生如果哪天能用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，那就算是他真正掌握這個(gè)內(nèi)容了。這一點(diǎn)，也是我們平和學(xué)校一貫倡導(dǎo)的。學(xué)校在很早就提出，各個(gè)學(xué)科的老師都要將“實(shí)景教學(xué)”運(yùn)用到自己的課堂上去。

經(jīng)過多年來的探索與實(shí)踐，我們學(xué)校的老師們個(gè)個(gè)都有著自己對(duì)“實(shí)景教學(xué)”的理解與運(yùn)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(yùn)用到了很多的物理知識(shí)，所以便以“車”作為主題，給學(xué)生展示物理知識(shí)在生活中的用處。

當(dāng)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(xué)生們到汽車旁，給同學(xué)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(gè)內(nèi)容的時(shí)候，我就專門騰出一節(jié)課，讓同學(xué)們選擇使用限定的回收材料（如紙杯、吸管等），制作一臺(tái)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(xùn)中學(xué)回來的。

還有比如慣性的知識(shí)，很多學(xué)生覺得比較生澀難懂，我便帶著他們來到卡丁車場(chǎng)，親身體驗(yàn)加速、減速、轉(zhuǎn)彎時(shí)，慣性帶給身體的感覺。這種直觀、刺激的體驗(yàn)，讓他們一下子對(duì)慣性這個(gè)內(nèi)容有了深刻的認(rèn)識(shí)。

圖為學(xué)生們參加卡丁車的體驗(yàn)

到了學(xué)生初三的時(shí)候，已經(jīng)積累了諸如力、熱、光等物理知識(shí)，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(shí)是如何應(yīng)用的。寶馬的工作人員也非常的敬業(yè)，之前反復(fù)閱讀我們的教材，最后確定了以輪胎、制動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)及冷卻作為最貼合課本的內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)了授課方式與實(shí)車體驗(yàn)環(huán)節(jié)。

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

另外，我參照美國(guó)最幾年很火的Alt School的辦學(xué)模式，開設(shè)了Alt Physics School的課程。以課題的形式，利用每個(gè)階段的熱門事件，讓同學(xué)們自主探究并解決實(shí)際問題。

比如去年臺(tái)風(fēng)肆虐，我便給Alt Physics School的同學(xué)們定了一個(gè)主題：風(fēng)。

同學(xué)們從臺(tái)風(fēng)的形成、臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)的區(qū)別、臺(tái)風(fēng)的危害和避難常識(shí)開始，講到臺(tái)風(fēng)和地理的關(guān)系，不僅學(xué)習(xí)了物理知識(shí)，還順帶溫故了其它方面的學(xué)問。

然后他們繼續(xù)探索，研究了飛機(jī)的機(jī)翼的設(shè)計(jì)原理。

之后繼續(xù)挖掘，學(xué)生們竟然把自學(xué)的空氣動(dòng)力學(xué)用到了自己設(shè)計(jì)的賽車上！看到上周剛剛教他們的尾部擴(kuò)散器出現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖中時(shí)，我非常地為他們高興。經(jīng)過了幾次修改后，模擬風(fēng)洞測(cè)試的結(jié)果非常不錯(cuò)。不僅如此，同學(xué)們還興高采烈地為自己的賽車設(shè)計(jì)了隊(duì)徽。難道這就是傳說中的STEAM（有Art的元素）？

圖為同學(xué)們分享他們賽車設(shè)計(jì)

在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)們的大力支持下，我校的賽車隊(duì)成立了！當(dāng)同學(xué)們將自己設(shè)計(jì)的賽車3D打印出來，并準(zhǔn)備去參加一年一度的FIS比賽的時(shí)候，學(xué)生們臉上滿滿的成就感。

其實(shí)，“我們能教給學(xué)生什么？”這個(gè)問題并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，它一定會(huì)有更豐富更有深度的精彩。“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。

本文轉(zhuǎn)自外灘教育，作者施愷珉、編輯李臻。