95后教師帶孩子們“飛”出大山 自制無人機(jī)點(diǎn)亮鄉(xiāng)村科普微光
機(jī)翼長度一米八,機(jī)身長度一米二!今年9月,一架完全由山區(qū)師生自主研發(fā)的大型固定翼飛機(jī),承載著無數(shù)期盼,從湖南省寧鄉(xiāng)市溈山學(xué)校的天臺(tái)啟程,飛往寧鄉(xiāng)市區(qū)。往返160公里后,它帶著全程錄像,回到了孩子們的手中。
從2018年開始動(dòng)手做無動(dòng)力紙飛機(jī),到慢慢接觸固定翼、多軸旋翼,再到親手操控著飛行器,沖出環(huán)繞身側(cè)的群山,在95后青年教師張振宇的帶領(lǐng)下,一群在寧鄉(xiāng)山區(qū)最偏僻鄉(xiāng)鎮(zhèn)的孩子,實(shí)現(xiàn)了自己的航飛夢想。
“大山的孩子通過超視距飛行,鳥瞰自己美麗的家鄉(xiāng),領(lǐng)略了科學(xué)世界之大之精彩。”張振宇說,孩子帶著翱翔藍(lán)天的心,從大山走出去,走向更大的世界。
怎么讓學(xué)生愛上課堂
溈山鄉(xiāng)地處寧鄉(xiāng)西部山區(qū),距寧鄉(xiāng)市區(qū)75公里、湖南省會(huì)長沙110公里,與益陽安化縣、桃江縣毗鄰,平均海拔780米,被譽(yù)為“長沙小西藏”。
溈山學(xué)校為當(dāng)?shù)鼐拍曛茖W(xué)校,目前有900多名學(xué)生在讀,其中六成以上為留守兒童。
今年年初,27歲的物理老師張振宇從寧鄉(xiāng)最偏遠(yuǎn)的龍?zhí)镦?zhèn)九年制學(xué)校,調(diào)到20多公里外的溈山學(xué)校,擔(dān)任這所學(xué)校的副校長。上任伊始,他就向?qū)W校申請開設(shè)了航模課,利用課余時(shí)間帶著30名學(xué)生,做各種各樣的飛行實(shí)驗(yàn),把操場變成“溈山機(jī)場”,讓空天科普在這所山區(qū)學(xué)校成為時(shí)尚。
讓航模飛行器在大山里起飛,并非張振宇的一時(shí)興起。
2017年,剛從湖南第一師范學(xué)院數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)的張振宇,被分配到龍?zhí)镦?zhèn)九年制學(xué)校初中部任教。該校的初中有9個(gè)班,一共300多名學(xué)生,平均每個(gè)班40多人。
與很多地處偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校一樣,龍?zhí)飳W(xué)校的教師隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)兩極分化嚴(yán)重,中間斷層明顯。由于條件相對艱苦,一些社會(huì)招聘的年輕教師做滿3年后往往申請調(diào)往他處,語文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等主科的教師調(diào)動(dòng)頻繁,學(xué)生學(xué)習(xí)狀況很不穩(wěn)定,數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)更是成為不少孩子們的“絆腳石”。
“龍?zhí)锂?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件落后,留守兒童比例近七成。鄉(xiāng)村教育的基礎(chǔ)建設(shè)比較薄弱,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室條件也很簡陋?!睆堈裼钫f。
剛參加工作的張振宇“很有激情”,接下了3個(gè)班的物理、兩個(gè)班的化學(xué)教學(xué)任務(wù)。很快,他就感到力不從心。
教師的頻繁流動(dòng),導(dǎo)致學(xué)生理科基礎(chǔ)相對薄弱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)不受重視。對于需要理科思維的數(shù)學(xué)和物理,很多學(xué)生不愿意學(xué),甚至不少學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。這讓和張振宇一樣抱有一腔熱血的幾位年輕老師都頗為尷尬。
在和山里的孩子打交道的過程中,張振宇意識到,不能讓他們死記硬背書本知識。以物理為例,應(yīng)該讓孩子們用生活中的體驗(yàn)去理解物理。
如何讓枯燥的公式與生活結(jié)合,讓學(xué)生對物理和化學(xué)感興趣?張振宇開始精心設(shè)計(jì)物理和化學(xué)課程里的實(shí)驗(yàn)。
為了讓孩子理解功率與能量轉(zhuǎn)化的原理,張振宇花170多元買了幾個(gè)不同功率的燈泡。一個(gè)個(gè)接上電路后,他讓學(xué)生觀察記錄發(fā)光的亮度并核對燈泡的價(jià)格,讓孩子理解到錢的多少與燈泡功率大小并沒有直接關(guān)聯(lián)。張振宇還讓孩子們做實(shí)驗(yàn),分類比較為何LED燈的功率小,卻比白熾燈的亮度更高?!皾L燙的白熾燈外殼讓大家立刻明白了電阻和功耗的問題?!彼f。
力學(xué)是物理的一個(gè)難點(diǎn)。在教授杠桿原理時(shí),他想到農(nóng)村孩子喜歡動(dòng)手且工具充足,于是招呼學(xué)生們用家里的羊角錘釘釘子,體會(huì)把釘子拔來拔去的感覺,用勞動(dòng)來理解物理的奧秘。
這一下,課堂變得生動(dòng)有趣起來。
“永不關(guān)門”的航模班
“學(xué)習(xí)不能為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)?!睆堈裼钫J(rèn)為需要尋找一個(gè)新的載體——它能激發(fā)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題,然后去思考和創(chuàng)新,跟別人交流表達(dá)。
2018年,一位朋友向張振宇介紹了一個(gè)可以免費(fèi)教授航模課程的公益機(jī)構(gòu),并邀請他和另外一位同事到北京學(xué)習(xí)一星期。
這一周的學(xué)習(xí)讓張振宇受益匪淺。成系統(tǒng)的教學(xué)體系,打開了“熬”在山窩窩里的張振宇的視界——航模融合了物理、數(shù)學(xué)、地理、美術(shù)等跨學(xué)科內(nèi)容,這不就是他想要的課堂嗎?
張振宇索性將此課程搬到學(xué)校來。他自學(xué)拿到了航模操作證,并在有關(guān)部門備案后,帶著各式各樣的航模飛機(jī)和一批贊助的器材出現(xiàn)在了學(xué)生面前。
這些硬件的來源可謂五花八門——既有幾個(gè)發(fā)燒友在培訓(xùn)時(shí)自己組裝的航模飛機(jī),也有培訓(xùn)他們的公益機(jī)構(gòu)贈(zèng)送的器材,還有龍?zhí)镦?zhèn)九年制學(xué)校從有限的經(jīng)費(fèi)中出資購買的——在該校校長朱亮飛看來,山區(qū)學(xué)校需要這類科普課堂。
對山區(qū)的孩子而言,這是一門新奇的課程,吸引了無數(shù)好奇的眼睛。
在航模課中,物理知識化作了生動(dòng)形象的實(shí)例。張振宇在課堂上拋出問題,并結(jié)合相關(guān)知識進(jìn)行引導(dǎo),學(xué)生們興致盎然地參與討論。
懂了飛行的基本原理,興趣頗高的學(xué)生們自己也能制作出航模飛行器,像寶貝一樣拿給老師看;在飛行過程中,又出現(xiàn)了許多問題……師生一同探討,一同解決。
通過手?jǐn)S、彈射、橡筋動(dòng)力、無線電遙控、試飛……一步一步把理論變成實(shí)踐,學(xué)生們對學(xué)科知識有了更深的理解與思考,也了解了航空歷史的發(fā)展演變,產(chǎn)生了對飛向藍(lán)天的向往與對科學(xué)的熱愛。
“無人機(jī)要飛起來,就與流體力學(xué)、地面磁場、天氣等因素有關(guān)?!睆堈裼钫f,航模課程有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、觀察能力、動(dòng)手能力,同時(shí),讓學(xué)生們零距離了解現(xiàn)代科技,提高實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)造力。
這一年,學(xué)校的天空,多了許多架航模飛行器;這一年,在三樓那間永不關(guān)門的航模室內(nèi),有更多的孩子喜歡上了科學(xué),喜歡上了學(xué)校課堂。
讓厭學(xué)的孩子愛上學(xué)習(xí)
隨著課后服務(wù)航模班的推進(jìn),張振宇發(fā)現(xiàn),那些成績一般的孩子,在動(dòng)手制作上有時(shí)候展現(xiàn)出令人意外的聰穎。而一些厭學(xué)情緒嚴(yán)重的孩子,也愿意跟隨著慢慢走進(jìn)課堂,并有了極大的進(jìn)步。
龍?zhí)镦?zhèn)九年制學(xué)校校長朱亮飛一直主張“老師要做學(xué)生的貴人”,而與張振宇一同來到學(xué)校的10多名青年教師,也都有志在鄉(xiāng)村做一番事業(yè),竭盡所能不放棄任何一個(gè)學(xué)生。該校依托鄉(xiāng)少年宮組建的航模、舞獅、象棋、籃球等社團(tuán),都受到學(xué)生們的歡迎。申請來航模社團(tuán)的孩子更是擠破了門檻。
2019年,張振宇向秦葉仁、張夢姣、王璐等年輕的班主任建議:盡量挑選那些快要輟學(xué),甚至不怎么愿意來學(xué)校,但是頭腦比較靈活的學(xué)生參加航模班,至少可以用興趣將他們留在校園。
這一想法得到了她們的高度贊同。對于一些有畏難、厭學(xué)情緒的孩子,老師們不愿意放棄。當(dāng)?shù)厣降缽潖?,秦葉仁老師和同事們一個(gè)學(xué)期平均家訪3次以上。
航模班有30個(gè)名額。20名初中生,由此選出;還有10個(gè)名額,分配給小學(xué)六年級的學(xué)生。
學(xué)生小金初二時(shí)開始輟學(xué)。在家訪時(shí),張振宇發(fā)現(xiàn)金母給兒子買了一架昂貴的大疆無人機(jī),于是心里一動(dòng)。
他告訴小金,雖然大疆是讓人驕傲的民族品牌,但它的無人機(jī)操作已經(jīng)是傻瓜式,玩著玩著就沒有意思了?!盀槭裁床坏綄W(xué)校航模班里自己動(dòng)手做呢?不用花錢?!睆堈裼町?dāng)場展示了手機(jī)里各種固定翼、旋翼的無人機(jī)視頻。
小金將信將疑。后來因?yàn)闊o人機(jī)摔壞了,他來到學(xué)校向老師求援,隨后被帶回了教室。一位非常負(fù)責(zé)的老師擔(dān)任其班主任,張振宇則負(fù)責(zé)物理教學(xué)。
這個(gè)已經(jīng)放棄自己學(xué)業(yè)的孩子漸漸著迷于飛機(jī)里的電路構(gòu)造:電動(dòng)機(jī)如何適配螺旋槳?耗材怎樣拼接組裝?……一次次動(dòng)手實(shí)驗(yàn),讓小金的心思回到了課本中。第二年,他成功考入寧鄉(xiāng)十中。
類似的故事比比皆是。
在一撥青年老師的拼搏下,龍?zhí)飳W(xué)校的風(fēng)貌有了極大改觀。該校還連續(xù)4年奪得寧鄉(xiāng)市義務(wù)教育綜合質(zhì)量一等獎(jiǎng)。2021年的中考,成績向來落后的龍?zhí)镏袑W(xué)居然排到了全市第七;18名同學(xué)考進(jìn)了湖南省重點(diǎn)中學(xué)、有100多年歷史的寧鄉(xiāng)一中,創(chuàng)造了歷史。
今年年初,接到調(diào)任通知后,張振宇把航模社團(tuán)的全套家當(dāng)從大山那頭的龍?zhí)飳W(xué)校,搬到了大山另外一頭的溈山學(xué)校。
教九年級物理的他發(fā)現(xiàn),在溈山學(xué)校帶的學(xué)生情況比龍?zhí)飳W(xué)校的更糟糕:一個(gè)班上32名學(xué)生,物理考試只有3人及格,還有20多名學(xué)生的分?jǐn)?shù)只有20來分!
張振宇召集學(xué)生們,結(jié)合自己讀高中和大學(xué)時(shí)的體會(huì),給大家打氣:“老師絕不會(huì)放棄你們,你們更不能放棄自己!”他要帶著學(xué)生們從頭再學(xué),并表示:絕對不會(huì)用刷題的方式來提高應(yīng)試的成績,而是用更多的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐方式來提升成績。
他把龍?zhí)锏哪J桨徇M(jìn)了溈山,航模也成為學(xué)生們釋放壓力和增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣的載體。在實(shí)驗(yàn)室和社團(tuán)玩得興起的學(xué)生們,甚至親密地稱他“振宇哥”。
經(jīng)過半年的努力,今年中考時(shí),這個(gè)班全班32人,物理22人及格,11人考了80多分。
翱翔藍(lán)天的心
溈山學(xué)校119班學(xué)生劉巧擅長數(shù)學(xué),靦腆內(nèi)向,對無人機(jī)卻有出人意料的熱愛。每次放飛無人機(jī)后,他久久不能入睡,忍不住和寢室同學(xué)繼續(xù)深聊:平飛、繞“8”字、筋斗……課后,他與班上其他幾個(gè)同學(xué)經(jīng)常圍著老師問東問西,學(xué)期成績也大幅度提升。
劉巧更是向老師“不謙虛”地表示,以后想當(dāng)一名飛機(jī)制造師, “希望能在無人機(jī)科研和應(yīng)用領(lǐng)域有所作為”。對此,張振宇總是熱情地回應(yīng),鼓勵(lì)孩子們?nèi)プ分鹱约旱膲粝搿?/p>
農(nóng)村教師基本秉持同樣的信念:讓孩子走出大山。但孩子們會(huì)帶著怎樣的信念走出去呢?這位年輕的95后老師有另外一個(gè)擔(dān)憂:目前,農(nóng)村的留守兒童很多,尤其是在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,不少孩子都喜歡網(wǎng)紅,因?yàn)榫W(wǎng)紅可以輕松賺錢。
展示科學(xué)魅力的航模,或許是解決這種擔(dān)憂的一個(gè)方案。
張振宇曾召集學(xué)生們耐心操控?zé)o人機(jī)繞著前面3座大山,拍攝家鄉(xiāng)美麗的山水畫卷;也不厭其煩地指導(dǎo)一批批新生入門、“深造”。
“老師,我們將垂直尾翼和水平尾翼翻轉(zhuǎn)過來進(jìn)行組裝后,飛機(jī)不僅能飛了,還可以實(shí)現(xiàn)打轉(zhuǎn)的‘特技’。”一次航模課后,幾名學(xué)生提出的建議,讓張振宇眼前一亮。他為學(xué)生的大膽判斷、創(chuàng)新嘗試、團(tuán)結(jié)協(xié)作而暗喜。
工作之余,他也不斷充電、鉆研學(xué)習(xí),和原來結(jié)識的航模愛好者們合作,從飛控到無線電,從電力設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備到輔助材料,從工具制作到模型調(diào)試,逐個(gè)攻破。
固定翼飛機(jī)的飛控是超視距的,其飛行穩(wěn)控需要陀螺儀將高度、位置、電流等數(shù)據(jù)傳送給芯片,由其控制電機(jī),形成自主的駕駛能力。其難點(diǎn)不僅在于要根據(jù)GPS信號調(diào)整自主返航,更關(guān)鍵的是要對其中穿越機(jī)的xyz三軸信號實(shí)時(shí)識別,并不斷發(fā)出指令控制電機(jī)。
他們甚至搞定了固定翼飛機(jī)的垂直起降,解決了在小場地環(huán)境無法方便起降固定翼飛機(jī)的問題,并成功申請了國家發(fā)明專利。
溈山學(xué)校校長鐘凱對張振宇的舉動(dòng)贊賞有加,不僅從每年有限的經(jīng)費(fèi)中撥出6萬-7萬元襄助,更設(shè)法從朋友處拿到贊助,買來一臺(tái)3D打印機(jī)。
“這讓教學(xué)升級了!3D打印機(jī)讓孩子明白了:我們可以自己去設(shè)計(jì)、創(chuàng)造很多東西!”張振宇說。
幾年來,張振宇帶著學(xué)生們攻克了一個(gè)個(gè)難關(guān),制造出了適應(yīng)各種場景的航模飛行器。航模飛行器也在一次次實(shí)驗(yàn)中,越飛越遠(yuǎn),越飛越高。
他還帶著學(xué)生參加科創(chuàng)類大賽。這群山里娃,接連斬獲寧鄉(xiāng)市創(chuàng)客大賽特等獎(jiǎng)、湖南省航模航空大賽優(yōu)秀獎(jiǎng)、飛向北京航模大賽一等獎(jiǎng)……
追光而遇,沐光而行?!班l(xiāng)村科普教育就像是一道微光,把孩子們的科學(xué)夢想點(diǎn)亮,為他們打開大山外那片未知的奇妙世界?!辩妱P說。
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 洪克非 來源:中國青年報(bào)
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