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丁琛:科研类研学是国际研学的新方向

来源: 中国网 | 作者: 赵诚竹 | 时间: 2018-08-24 | 责编: 段留芳

中国网8月23日讯2018“心所向·行致远”国际研学旅行论坛于8月23日在国家会议中心举行。论坛上,多位行业大咖纷纷发表主题演讲,共话研学旅行发展,共同推进国际研学向规范化、体系化、合作化道路上迈进。

中国教育科学促进会秘书长、未来学院院长丁琛发表了《21世纪青少年极地科学考察与科研背景提升》主题演讲。他谈到国际研学中的科学素养时说“培养科学素养是在研学过程中让孩子们培养一种科学的思维、科学的规范、科学的研究能力,这是我们做未来学院这个项目的主要目的。”

中国教育科学促进会秘书长、未来学院院长 丁琛


“我们在做任何的极地科考之前,对于孩子的选拔是非常严格的。”丁琛在演讲中详细介绍了未来学院的极地科考项目的前期准备工作——一、极地科考营开营之前,未来学院首先要求孩子有很好的身体条件,须经过体能测试。之后还会通过笔试考察孩子对自然科学方面是否感兴趣、是否有基础,并且对于孩子自我管理能力、动手能力也有一些要求。二、选拔工作结束以后,正式报名的孩子将会参加培训。这个培训分三个阶段:第一个阶段对于南北极自然知识了解,属于科普性质阶段;第二个阶段科研阶段,孩子定自己的课题,例如全球气候变化、极地海洋、极地生物、环境污染等,选定课题可根据自己的兴趣而定。选定课题之后,我们会指派专家指导孩子查文献,指定研究计划。三、完成综合训练。其中包括体能训练、研究仪器的使用操作培训及野外分析培训等。

丁琛曾在中国科学院、生态中心、科技部、外交等任职,对中国科技发展有着深入的了解,这也使得他在担任中国教育科学促进会秘书长的同时,成功创办了未来学院并在其中研学营类型和内容的制定上有机地结合了科学考察的主题。在本次论坛的演讲中,他主要以极地科学营为例,给大家分享了科学研学营的范例和现状。丁琛认为,关于极地的资源,包括矿产资源、生态资源、生物资源,以及人文资源都要让孩子了解。科学营不光要了解科学,更要了解极地的人文、社会、法律、国际治理等综合知识。

以下是发言实录:

各位老师、各位教育机构老总大家上午好!非常荣幸今天受冯总邀请来到我们论坛,给大家介绍一下极地研学项目,我本身是来自于中国科学院,在生态中心工作,也在科技部工作,也在外交部工作过,所以对中国科技发展的各个方面有所了解。为什么让我们的孩子能够到南北极开展这个活动呢,其实并不是为了我们现在说的商业的一些目的,当时确实是有一个想法,就是我们跟大气物理所专家在沟通的时候,他们说我们在南极、北极国家开展20多年工作了,能不能让我们青少年了解关于极地情况,创造一个机会让他们到极地去,他们有这么一个想法和要求,在他们引导和鼓励之下,2011年组织了北京地区中学生到北京进行科考,因为也是第一次去,很多情况也不了解,当时行程安排的比较短,但是整个过程我们有专家带队,回来以后孩子做了很多研学,感觉收获很大,从那个时候开始极地科考成了促进会主要工作之一,每年的寒假,我们都要带孩子去南极,每年的暑假我们带孩子去北极,我是上上周刚从北极回来,80多个学生加上老师专家到北极开展十多天考察。

这么多年下来觉得一个是极地从距离大家很遥远的话题,到现在因为全球气候的变暖,方方面面原因,被大家所关注,同时在这个过程中我们五六百个学生去过南北极,回来以后对他们这种变化,改变之大,让我自己都觉得很惊讶。从最早2011年时候那边带初一学生到现在全都在国外上学,学的都是理科,都是美国知名大学学习,跟着我们去的专家从副研究员当上院士的都有,我们看到不光是学生,专家也在成长,感觉很欣慰。这个PPT内容非常多,我就加快速度,快快讲,有些重点地方停下来给大家介绍一下。

首先我说一下我们这个促进会,是2010年在中科院战略规划局当时的批复下,在很多院士的倡导之下成立一个专门整合中科院的资源,来对中小学生,对社会4进行一个科技方面培养的平台。我们促进会理事长是欧阳自远,第二任理事长是郭华东院士,我们促进会有300多位来自中国科学院的研究员,还有很多院士,作为我们学生背后辅导资源。整个这个项目在促进会的指导之下来开展,但是具体来运营这个项目是我们未来学院,这个平台2014年成立,有很多项目做到后面发现国家体制内做这些事情很难处理,所以就成立了未来学院,进行社会化的项目推广。

我们这个项目最重要核心点是什么呢?培养孩子的科学素养,因为概念很大,最中间的素养哪一块呢,我们重点培养是科研素养,让孩子如何去做科研,我们有一个口号就是让孩子做科学,真的做科学,真的科学。什么叫做真的科学?所有的内容老师给他设计好计划,指导他做好。但是结果不知道,科学家都不知道,完全是开放式。所以科学素养是在这个过程中让他培养一种科学的思维,科学的规范,科学的一种研究能力,这是我们做这个项目的主要目的。

我们在做任何的极地科考之前对于孩子选拔非常严格的,首先有很好的身体条件,体能测试,之后还要在通过一个笔试看孩子对自然科学方面是不是感兴趣是不是有基础,孩子自我管理能力动手能力有一些要求。选拔工作结束以后,孩子正式报名了,我们就开始给孩子做培训,这个培训分三个阶段,第一个阶段对于南北极自然知识了解,属于科普性质阶段,第二个阶段科研阶段,孩子定自己的课题,你是研究全球气候变化,还是研究极地海洋,还是极地生物,还是环境污染,方方面面自己选课题,跟自己兴趣来。选定课题以后,专家指导他查文献,定研究计划。第三个阶段准备工作,体能的训练,还要进行研究院所进行各种仪器的使用操作,还有野外分析培训,包括各种仪器,野外仪器的使用。

下面几张片子讲的都是我们当时在前期进行知识培训的点,包括南北极主要环境,原来的古大陆是什么样的,南北极到底在哪儿,孩子不知道,南极在最南边,实际上在4亿年前的时候,南极大陆不在最南边,所以这些地质方面的变化背景,地球怎么变化的,要给孩子建立一个大的背景,一个概念。

另外关于极地的资源,矿产资源、生态资源、生物资源,包括人文资源让孩子都要了解。不光了解科学,要了解这个极地的人文、社会、法律、国际治理方方面面都要了解。

包括他的地理位置,因为什么呢?这个地理位置是跟我们考察的后期研究是息息相关的,这个地方就是我们北极考察的主要地点。另外就是当地的社会发展,历史的发展,这个城镇怎么形成的,演变的过程是什么地现在有多少居民在那儿,世界各国在这个地方怎么去开展科学研究,这些都要给孩子去讲。

这都是小镇基本情况,我们特别注重什么呢,极地因为是很特殊的地方,我们世界各国的科学家,各国政府在极地投入很大资金和精力做科学考察,科学研究。同时极地也有特殊的一些装置,比如说像这个全球种子库就在北极,里面有全球70万种物种的种子都在底下,为什么存在那儿?因为安全,将来如果气候变化,人类有大的灾难,物种灭亡了以后,科学家把这个种子提出来,进行克隆,这些地方带学生参观,要去看一看。

在背景知识介绍以后,我们会给大家介绍一下关于极地科考的几个领域,能做哪些研究,这一块就是我们研学的核心,让孩子真正做研究。从课题来讲,方向上来讲分几个大方向,生命科学、地球科学、环境科学、物质科学,到这两年还加上了人文科学,五大方面。所以在每一个大的领域内,我们有一些小的细分的,比如说生命科学领域,我们分动物、植物、微生物这些几大块,同时还有海洋生物,陆地生物等等细分。这些细分完了以后在最后考察内容里面这一块结合的都是当地的物种资源,每一个物种孩子可以进行研究,极地微生物,我们非常鼓励孩子在极地采微生物,抗辐射,抗极寒,消灭重金属,我们同学在南极和北极发现新物种,新物种就是微生物,去年我们从南极回来的时候,有一个学生在南极火山口采集了一些样品,送到中科院微生物所进行培养,发现是全新的一个物种,这个物种特殊在哪儿呢?对宇宙射线具有高抗逆性,核辐射达到几千已经很高了,几百亿以上致命了,这个微生物能抗几万,这个微生物将来被科学家利用起来的话,可以作为将来我们外太空去建立我们适合人类居住的时候,改造外太空环境的一种微生物。像这种意义都很大,对于中小学生来讲发现一个新的物种对他一生都有可能改变。

大家可以看一些我们去极地考察的情况,这是南极的一些企鹅,各种各样的企鹅,孩子们到这儿非常兴奋,除了兴奋以外有的同学说我想研究企鹅,研究什么呢?企鹅可研究东西特别多,企鹅叫声,企鹅吃什么东西,企鹅羽毛怎么防冷,怎么走路的。有一个同学他就专门研究企鹅的巢穴,企鹅的巢穴是多大,间隔是多少,巢材是什么样的,什么样的石头子建出来的,这些都是对企鹅种群栖息有很大关系的。还有同学专门研究企鹅怎么走路,企鹅走起来笨拙,很萌很有意思,企鹅特别善于走路,大家觉得企鹅腿很短,企鹅腿占了身体二分之一还高,大家看不见,走路时候是动能跟势能很好的转化,孩子到地上量企鹅脚印长宽,用视频把企鹅走路过程拍下来,回来以后跟专家一起讨论企鹅行走,建立一个力学模型,这些都是很有意思的。

还有海洋生物,他们的食物链是怎么构成的,像这些海豹,鲸鱼,海象这些,还有北极熊。海洋生物连最低端就是海洋的浮游生物,大部分都是微生物为主,包括一些海藻。但是在北极也好,南极也好,有些海域的海洋生物资源特别丰富,比如说南极的磷虾,南极的磷虾是多少?是60亿吨,我们地球每个人分一吨,这一吨足够我们每个人吃两年的,吃磷虾吃两年,绝对没有问题,所以它的生物量特别大。但是是什么能够供给他这么多的生物,所以我们就从海洋整个海水去分析,测海水的温湿度黏度,各种有机物质无机物质含量,不同海域进行测量,画一个海洋的图谱。北极熊鲸鱼这种食物链顶端生物,在极地地区还是比较脆弱的,尤其这两年我们去北极,2011年到北极的时候,夏天中午时候下飞机大概是两度三度是要穿棉服的,今年去下飞机16度,棉服没有法穿的,也不觉得冷,一号冰川在最早的时候走四十分钟走到,现在一号冰川往内陆地区退缩1.5公里,走一个都小时,北极整体环境因为气候变化改变非常大。

今年我们见到几只熊感觉很瘦,我们坐海船往81度走的时候,81度进冰区了,今年走到82度3没看到,再往远走没时间了,必须返航,我们在北冰洋上第一没进冰区,第二没看到一头北极熊。但是在岛上看到不少,包括这只都很瘦,确实比往年瘦很多,气候变化对极地地区来讲影响非常大,生态影响非常大。大家不用担心,安全性是足够的,这是我们食物链的这方面一些研究,包括北极的一些陆地动物,陆地动物这块的话我们主要是研究他的什么呢?粪便,通过研究粪便来看到一些环境中间的可持续有机污染物,重金属,还有一些微塑料,他们在整个生物体内的循环。下面看一些照片吧。

这是北极鸟类,我们鸟类的话主要做的是鸟类多样性和他所存在的地域分布。极地的这些低等生物,苔藓我们都采回来做一些研究。在这儿提一下去极地考察任何成人游客不允许在极地采用养成的及我们因为有科考的性质,我们专门带了国家出的科考函,把这些样本带回来去分析。这是北极的一些植物,孩子们在做样方,这是通过样方知道北极植物多样性,不同的地形环境下怎么生长的。还有对北极植物一些叶片,微结构,进行一个放大研究。古生物研究,北极发现很多化石,南极发现很多化石。这是1号冰川,我们在1号冰川采集了很多植物化石,孩子们就知道原来北极以前是有森林的,这么大植物能在北极发现,七千万年前北极这个地方环境多湿润,孩子从这个方面想地球以前是什么样子,以后到底是什么样子,孩子就是能吸引他对科学的兴趣,孩子们回来以后在丁院士的实验室做南极他们采到的一些化石和煤层的成分分析。

这也是我们在北极看到的一些,另外环境,环境研究,包括海冰的研究,让孩子们在冰川上进行采样,包括会用冰钻,让孩子把底层的冰取出来,通过同位素分析还原当年的古气候,孩子在南北极开展实验,发现过去20年北极温度上去了,南极温度一会儿高一会儿低,总体来讲保持稳定的。科学家研究古气候也是这种方法,海洋调查,我们一路走,一路在拍,他们一路在测试,就想测海洋环境变化值。他们去年在北极的时候测的北部地区海冰地区峡湾,几个不同区域的海水情况,这是他们在船上做实验的时候。因为每次去都会带好多仪器,孩子用仪器开展自己研究。

这是地质方面的一些,包括岩石,我今天上午来的晚一点,我在青藏高原所从北极带来陨石回来,要做一个鉴定。还有对北极工程方面研究,这是咱们人大附中的,人大附中每年都跟着我们去参加这个活动。他们做的是瘀泥沉积物的研究,这个是我们在活动过程中的一些照片,包括我们一些采样,考察,都是培训,这是孩子们在极地做研究用到的一些装置,这种都属于莲花采水器,这是回来以后他们在实验室做一些样本分析,参加一些竞赛。这几年我们参加各种竞赛,拿了很多奖,青少年创新大赛,金鹏小院士等等,这些奖项对孩子们后来的出国也好,还是自主招生也好有很大帮助。后面我们机遇把极地的科研工作做好,我们现在做的越来越专业,而且越来越跟极地研究前沿学科相挂钩,极地微生物领域,环境的变化,还有极地的一些工程方面我们都在设计一些长期的课题,所以以后希望如果有机会的话也能够跟大家共同交流,看看我们怎么能够把极地研学方面做的更好更精。我就讲到这里,谢谢大家。

本次国际研学论坛由中国网·研学主办,中国民办教育协会中小学专业委员会理事长王建国、中国教育报刊社全媒体运营总监李凌、国家图书馆展览部副主任张立朝、人大附中新闻办主任杜祥、首师大附属小学副校长孟祥兰、新东方国际游学推广管理中心总裁助理陈彬、彩虹鱼·深渊极客负责任人周昭英、全国海洋知识夏令营项目负责人向思源、中国教育科学促进会秘书长丁琛、嘉华世达总经理金云华、石榴乐学创始人师超、凯撒旅游北京公司副总裁吕东风、众信旅行渠道总监于会青、英孚教育总监李晓蕾、希望之星少儿英语负责任娄云、紫光教育机构市场部总监陈柳岐、北京青年旅行社项目负责人樊藜、北京启航智诚总监王瑞、中汽摩联汽车露营装备专委会谷晋、世纪明德游学总监刘环蕾、启德教育学游事业部总监卢洁等嘉宾受邀出席会议。

(文/刘小宁)