陳染

今年春節(jié)期間，以劉慈欣同名小說為原型改編的科幻電影《流浪地球》獲得了優(yōu)異的口碑和票房?！读骼说厍颉返臒嵊硨⒆尮妼苹米髌樊a(chǎn)生更深入的了解，從另一個角度上看，科幻作品也能進(jìn)一步促進(jìn)公眾科學(xué)素養(yǎng)的提高。在教育領(lǐng)域，科幻作品也逐漸被教師關(guān)注。一些研究表明，科幻作品容易激發(fā)青少年的想象力，對自主創(chuàng)新能力起著積極作用。有的教師也嘗試將科幻作品融入科技教育領(lǐng)域，創(chuàng)造出別開生面的教學(xué)方式。例如，北京景山學(xué)校就曾以STEAM+PBL的方式，將語文、生物、地理、化學(xué)、電腦繪畫、創(chuàng)客教育等學(xué)科整合起來，開設(shè)了“設(shè)計未來機(jī)器人”和“構(gòu)建未來城市”2個科幻主題的學(xué)習(xí)項目。在“構(gòu)建未來城市”課堂中，教師通過科幻文學(xué)閱讀，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入想象的世界。課程要求學(xué)生自己構(gòu)想未來的世界環(huán)境，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計未來城市的功能設(shè)施，思考未來城市的意義。在這個過程中，學(xué)生可以通過模型制作、幻燈片演示、科幻繪畫、科幻小說寫作等方式表達(dá)自己對于未來城市的幻想。

受景山學(xué)?；顒拥膯l(fā)，筆者以《萬物》雜志第1期的“未來的海上城市”為圭題，與數(shù)十位中小學(xué)科技教師一起在線探討如何將這個科幻主題設(shè)計為可執(zhí)行的STEAM教育方案?；顒又校處焸冔x躍發(fā)言，提出了種種教學(xué)設(shè)想，最終形成一份眾創(chuàng)的教學(xué)建議方案。在活動結(jié)束后，有的教師更是以這個方案為基礎(chǔ)，開發(fā)了自己的校本課程?！拔磥淼暮Ｉ铣鞘小钡幕顒颖尘昂腿蝿?wù)設(shè)計如下。

如今，我們面對全球變暖導(dǎo)致海平面上升的挑戰(zhàn)，如果海平面上升過快，世界上許多重要城市都會被淹沒在海水中。政府提出設(shè)計“未來的海上城市”項目，以便安置氣候難民，并為未來的城市發(fā)展提供一種全新的模式。為了更科學(xué)地建立海上城市，政府召集了一批工程師，要求工程師提出一個未來的海上城市的設(shè)計方案，并制作模型參與方案論證。假如你是工程師，你會怎樣設(shè)計未來的城市呢？在這項活動中，學(xué)生要在教師的指導(dǎo)下設(shè)計出未來的海上城市方案，制作出海上城市模型，并向全體同學(xué)展示。

在云教研活動的討論和部分教師的課程實(shí)踐中，我們看到把科幻作品和科技教育結(jié)合起來的獨(dú)具優(yōu)勢?？偨Y(jié)起來有以下幾點(diǎn)。

第一，優(yōu)秀的科幻作品不僅有未來世界科學(xué)幻想的外衣，更有反映現(xiàn)實(shí)社會問題的內(nèi)核。所以，以科幻作品為主題的課程設(shè)計不僅要激發(fā)起學(xué)生的想象力，更要讓學(xué)生把幻想和現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系起來，用幻想的方式解決現(xiàn)實(shí)生活的問題。這意味著我們在設(shè)計課程時，課程背景不應(yīng)該是完全架空的，而應(yīng)是有一定現(xiàn)實(shí)依據(jù)的。

“未來的海上城市”課程設(shè)計的故事背景是全球氣候變暖，冰川融化導(dǎo)致海平面急劇上升，沿海的大城市面臨被淹沒的風(fēng)險，這時候，未來的海上城市才能稱為真正的需求，它將能夠成為氣候難民的避難所。事實(shí)上，全球變暖的問題真實(shí)存在，海平面上升也是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。這樣的故事背景設(shè)定沒有硬科幻作品那樣硬核，卻更能加深學(xué)生對世界的理解。參加教研活動的教師們提出設(shè)計冰川融化實(shí)驗和軟件模擬海平面上升的方式，幫助學(xué)生更加深刻地認(rèn)識日益嚴(yán)峻的氣候變化問題。這也體現(xiàn)了《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》“國際理解”中“關(guān)注人類面臨的全球性挑戰(zhàn)，理解人類命運(yùn)共同體的內(nèi)涵與價值”的意義。

“未來的海上城市”課程的另一個與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的立足點(diǎn)是“認(rèn)識我們的城市”。盡管我們每天都生活在城市中，但大多數(shù)學(xué)生對于城市是怎樣運(yùn)作的卻十分陌生。我們打開電燈開關(guān)就能獲得光明，點(diǎn)燃燃?xì)庠罹湍芘腼兪澄?，打開水龍頭就能獲得干凈的自來水，但多數(shù)學(xué)生通常不會關(guān)心電力、燃料、水源是怎么來的，也不會關(guān)心生活的污水、垃圾最終會去往哪里。而“未來的海上城市”活動讓學(xué)生跳出生活中的各種理所當(dāng)然，從一個全新的思考角度認(rèn)識我們的城市。

第二，科幻不是科學(xué)本身，而是基于科學(xué)的想象，科幻作品不要求處處符合科學(xué)，但大的框架必須符合基本的科學(xué)原理，這要求作者必須有基本的科學(xué)素養(yǎng)和豐富的想象力。青少年具有想象力豐富的年齡特點(diǎn)，常常能夠產(chǎn)生天馬行空的幻想，這是科幻與教育結(jié)合的優(yōu)勢?？萍冀處熜枰龊靡龑?dǎo)，讓青少年在科學(xué)的框架下做出科幻作品，而不是放任不著邊際的想象，這樣才能夠保證課程的科學(xué)性，做出具有科幻色彩的科技教育設(shè)計。

寧波市北侖區(qū)靈山書院王奇爾老師設(shè)計的“未來的海上城市”教案就很能體現(xiàn)科幻主題科技教育的科學(xué)性特色。在課程中，王老師將未來的海上城市與小學(xué)5年級科學(xué)課“浮與沉”結(jié)合起來，以建造海上城市的工程任務(wù)學(xué)習(xí)浮力的原埋。在設(shè)計海上城市模型前，學(xué)生們通過多個科學(xué)實(shí)驗，更深入地認(rèn)識沉浮的概念，并將所學(xué)到的知識綜合運(yùn)用在海上城市的制作中，這就是科幻主題課程設(shè)計大框架必須符合科學(xué)原理的體現(xiàn)。

第三，一般情況下，科幻作品的表現(xiàn)形式通常是文學(xué)或影視，不僅體現(xiàn)了科學(xué)性，更體現(xiàn)了文學(xué)性。以科幻作品為主題設(shè)計的STEAM或創(chuàng)客課程不僅具備同類課程的特點(diǎn)，并且在人文方面的特色比一般課程更為突出。

在“未來的海上城市”教研活動中，有教師提出設(shè)計了“競選海上城市市長”活動，學(xué)生要描繪未來城市的生活方式，并向全班同學(xué)演講，這正是能夠?qū)⒖茖W(xué)性和文學(xué)性結(jié)合的地方。巴林右旗大板蒙古族實(shí)驗小學(xué)的特古斯老師將這種方法運(yùn)用于課程活動之中?；顒臃譃?節(jié)課進(jìn)行。第1節(jié)課，教師以“假如世界變成水我們怎么生活”的問題思考引入未來的海上城市話題，通過討論的方式學(xué)生認(rèn)識設(shè)計一個城市需要什么。第2節(jié)課，老師提出競選海上市長的活動，這既是對第1節(jié)課的學(xué)習(xí)總結(jié)，也是對第3節(jié)課模型制作的準(zhǔn)備。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生描述了未來海上城市的生活方式，市民們怎樣進(jìn)行日常生活，怎樣飲用干凈的水，怎樣處理生活垃圾等，而最吸引我的是學(xué)生關(guān)于未來海上城市獲取食物的方法，有的學(xué)生提出可以用游牧方式養(yǎng)殖食物，每過一段時間更換不同的食物養(yǎng)殖基地，有利于保護(hù)生態(tài)平衡。這個想法很有蒙古族特色，很能體現(xiàn)草原民族的智慧。

與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合，符合基本科學(xué)原理的大框架，科學(xué)性與文學(xué)性融合，這正是我在“未來的海上城市”云教研活動結(jié)束后的一點(diǎn)粗淺的總結(jié)。我們也希望有更多的教師能夠?qū)⒖苹米髌泛涂萍颊n程相結(jié)合，讓學(xué)生在幻想中得到科學(xué)的啟發(fā)。

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參考資料

[1] 鐘聲.《流浪地球》折射源自現(xiàn)實(shí)的未來感.人民日報，2019-02-14

[2] 吳巖，金濤.科幻與自主創(chuàng)新能力開發(fā).科普研究，2008（1）

[3] 周群.以STEAM+PBL的方式開設(shè)科幻課.中國教師報，2017-11-08

[4] 北京景山學(xué)校，科幻教育論壇：“構(gòu)建未來城市”展示課.騰訊視頻