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他是一位生活在课堂上的“魔法师”,将美育与科学巧妙融合,用生动的实验、有趣的课堂活动,将抽象的科学现象变得形象化,激发学生的好奇心,培养他们的审美情趣。他让学生在探索科学奥秘的过程中,感受美的力量。
姜春杰:第四届华茂美堉·创新探索专项奖获得者,宁波市宁海县深甽镇初级中学教师,全国自制教具能手,浙江省教育装备行业专家委员会委员,所设计的创新实验和教学案例多次获奖。
姜春杰的故事,始于他父亲的小造纸厂。儿时的他,常常在造纸厂的废纸堆里找书看。一本破旧的《十万个为什么》和《高能物理入门》启发了他的科学兴趣,也点燃了他对未知世界的好奇。“为什么星星会闪烁?时间是什么?空间是什么?”这些看似简单的问题,激发了他对科学的深层思考。
这种好奇心,贯穿了他的学生时代,也塑造了他的职业方向。虽然因家长反对没能选择他最喜欢的核物理专业,但他在大学中学习的物理教育专业,依旧成为他探索科学与教学的起点。大学期间,他迷上了电子电路,废寝忘食地设计、焊接、组装,从简易的无线话筒到复杂的示波器,他在一次次实验中感受到了创造的乐趣与意义,这种对未知的追求与探索精神,为他后来的教学创新奠定了坚实的基础。
2001年大学毕业,姜春杰被分配到宁波市宁海县明港中学(现宁海县力洋镇初级中学前横分校)任教。面对简陋的教学环境,他没有退缩,而是选择扎根乡村,将科学的种子撒播在这片土地上。
在“讲述中国的美育故事——华茂美堉专项奖获奖人事迹报告会”上,姜春杰回忆,在乡村学校的工作经历中,他感受到这里的教育自由度更高,让他能够更好地发挥自己的创造力进行教学改进。这种自由,让他得以在科学实验中大胆创新,将学生的兴趣与美育结合,用全新的方式为乡村孩子打开科学世界的大门。
姜春杰发现,呆板的实验往往无法吸引学生,而那些包含美感的实验则总能引发孩子们的兴趣。例如,他用钢丝棉代替铁丝,创造了燃烧实验中的“绚丽火花”;用纸杯收集氢气后点燃,让学生直观感受化学反应的力量;甚至将显微镜下的微生物活动拍成精美的延时视频,让学生欣赏科学之美,这些富含美感的动态过程,都让学生们兴奋不已。
在姜春杰的课堂上,学生总能感受到科学的美。他设计的“陶瓷STEAM实验室”,将物理、化学与陶艺结合,通过调配釉料、添加化学元素,让学生感受色彩变化的神奇与陶艺创作的乐趣。他自制的“声音的特性演示仪”是另一个例子,这套装置通过调节频率和波形,让学生既能听到不同频率的声音,又能直观看到声音波形的变化,这些变化不仅帮助学生掌握了科学知识,更让他们领略了科学实验的视觉美与动态美。
在科学实验中,他用延时摄影记录硫酸铜晶体的生长,用红外热像仪捕捉热传递的动态美,将看似枯燥的实验变成了视觉盛宴。这些创新的课堂实践,不仅让学生感受到科学的奇妙,更让他们对科学充满了热爱与向往。
随着姜春杰对美育教学的不断思考与探索,他深刻认识到,美育不仅是艺术教育的范畴,它更应渗透到科学教育之中,成为激发创新能力的重要组成部分。自2017年起,他大胆尝试将艺术(Arts)融入传统的STEM教育,探索并发展出具有乡村特色的STEAM教育模式。这一教育创新不仅帮助学生学习科学知识,还通过艺术的介入激发了他们的创造潜能,为科学创新提供了全新的方向。
在教学实践中,姜春杰通过展示老显微镜、碳丝灯泡等科学史教具,引导学生观察这些产品的设计与功能,感受科学与艺术结合的独特美感。同时,他鼓励学生将科学知识融入陶艺创作,在釉料调配和化学实验中体会科学色彩的变化与艺术表达的乐趣。这种科学与艺术的交融,不仅培养了学生的动手能力,还帮助他们培养对“美”的感知力,在实践中深化了对“美”的理解。
从STEM到STEAM的转变并非易事,这一过程充满了挑战。在报告会上,姜春杰坦言:“学生缺乏对美的感受,直接影响到了他们未来对产品的设计能力。”这种反思促使他将美育提升到科学教育的重要位置,不再仅仅视其为课堂的点缀,而是核心要素。
正如物理学家李政道所言:“科学和艺术是不可分割的,就像一枚硬币的两面。”姜春杰以实际行动验证了这一观点,用STEAM教育的实践探索,为乡村孩子打开了通往科学与艺术融合的全新大门,让他们在艺术与科学的相互赋能中探寻科学的无限可能性。
为了让乡村孩子接触到先进的科学教育,姜春杰萌生了一个大胆的想法,他要设计一个一体化编程计算机!乡村教学的资源匮乏并没有阻挡他的脚步,面对学校办公室仅有一台电脑,编程教育的普及几乎难以实现的困境,他在寝室搭建实验室,自学硬件与软件设计,用近20年的努力,终于在2022年完成了这款低成本编程装置。这款装置的最大特点是价格低廉——不到一百元,并且无需外接电脑,学生只需插上键盘便可编程。他用8000多行C语言编写了BASIC语言编译器,将BASIC语言移植到自制的计算机上,让学生仅用3课时就能入门应用。他已经设计了20多个活动项目,这些项目涵盖LED流水灯广告牌、光控路灯等日常生活中的案例,将编程技术与科学知识进行融合应用,体验科学与编程之美。