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張振宇:在“溈山機場”, 讓鄉村孩子的科學夢沖上云霄

2024-03-24 10:41朱怡穎
教育家 2024年1期
關鍵詞:航模飛機孩子

朱怡穎

五百米高空之上,一架飛機在云海中穿梭;云層之下,一群孩子屏息以待。不一會兒,飛機帶著全程錄像,穩穩降落在學校天臺上,孩子們懸著的心也隨之放下,轉而被無盡的興奮取代——2023年9月,一架完全由山區師生自主研發的穿越機,從湖南寧鄉市溈山鄉九年制學校啟程飛往寧鄉市區,往返160公里后,回到了學生的手中。身處寧鄉的偏僻鄉鎮,曾經的學生們從未想過可以親手操控飛機沖出連綿的群山,而這在學校副校長、物理教師張振宇到來之后發生了改變。幾年來,他把操場變成“溈山機場”,利用課余時間帶學生們做各種各樣的航模,讓這群山里娃在群山之巔放飛夢想,走向更大的世界。

“永不關門”的航模室

2017年,剛畢業的張振宇被分配到寧鄉最偏遠的鄉村學?!執锍跫壷袑W,承擔兩個班的化學和三個班的物理教學工作。課堂上,他經常結合書本上的知識,組織學生做相關實驗,鼓勵學生“動手動腦”。對于喜歡做實驗但受制于學校有限實驗條件的鄉村學生而言,張振宇的課充滿了新奇和趣味。他的到來,讓這所鄉村學校沉寂已久的實驗教學泛起了漣漪。

作為“95后”教師,張振宇在教學上求新求變,但若僅僅將實驗囿于書本內容,顯然無法滿足他的目標和期待?!叭绾巍O計和‘改裝實驗,讓學生在發現問題、驗證猜想、解決問題的過程中發展創新思維,是我在教學中面臨的最大困惑和挑戰?!毕萑虢虒W“瓶頸”的張振宇倍感迷茫。

轉機發生在2018年暑假。在同事的邀請下,張振宇赴北京參加了一次為期一周的公益航模課程。從飛機種類到飛行原理,從飛機結構到設計制造過程,張振宇聽得津津有味。從那時起,他便一頭扎進了航模研究,學編程、畫圖紙、做飛機……在不斷汲取知識的過程中,一個想法在他的腦海中慢慢浮現:要給鄉村的孩子們開航模課!

取得航模操作證書之后,張振宇便立刻向學校申請開設了航模課。課上,他為學生講解飛機知識,讓學生親手設計、制作和試飛飛機,將知識化為生動形象的實例,點燃了這群鄉村孩子的科學熱情和航天夢。在他看來,制作航模對學生多方面能力的發展都有所助益:“在思考、設計、制作航模的過程中,學生需要調用數學、地理、物理等多學科知識,有助于培養他們的跨學科學習意識,尤其是在科學教育相對落后的鄉村學校,采取具有普適性的教學方法,營造尊重科學、崇尚創新的氛圍,可以讓學生充分感受科技的魅力,主動走進科學世界,為拔尖創新人才的培養打好地基?!?022年底,由于工作調動,張振宇來到了溈山鄉九年制學校,從一個山頭到另一個山頭,他要把航模課帶給更多的鄉村孩子。

航模班成立之初,由于經費、材料和人手有限,張振宇只能在眾多報名的學生中隨機選擇30個人加入航模班。與條件有限形成鮮明對比的,是報名和選拔條件的不限:“航模班的選拔不以學習成績為標準,只要對制作航模有興趣、對航空航天有熱情就可以報名?!睘榱俗寷]有選上的學生也能近距離地接觸航模,張振宇投入了大量時間和精力,打造了一間“永不關門”的航模室。這里不僅陳列著各式各樣的航模,還有各種制作工具和參考資料,供學生自由參觀。他還將自己的辦公室設在這里,以便隨時與學生交流。不少學生在這樣的環境中找到了自己的興趣所在,開始主動地研究和探索。

厭學,是鄉村教育無法回避的話題。學生小盧由于主課成績不理想,成了班級的“邊緣人”“問題學生”,在多重打擊之下,他準備放棄學習外出打工。而意外加入航模班,讓他的人生多了另外一個選擇。在航模制作和飛行操控方面,小盧展現出了與眾不同的天賦與能力。每一次的成功和收獲的肯定讓他逐漸找回了自信,也有了為實現夢想而生發出的源源不斷的學習動力。

另一個故事發生在“控輟保學”期間。面對一名因父親去世和成績不佳而瀕臨輟學的學生,張振宇從他家中一臺價值不菲的無人機中敏銳地捕捉到這名學生對航空航天的興趣。借修理無人機的由頭,張振宇將他帶到了航模室。起初,這名學生對回到校園表現得極為抗拒,但看到航模室中各種各樣的飛機模型之后,他的態度發生了轉變,開始參與到航模課中。慢慢地,他發現自身知識的儲備量不足以支撐他完成航模的制作和飛行,甚至連物理學中的基本電路知識都成為他難以逾越的關卡。在“親手做好一架飛機”的信念指引和眾人的支持下,這名學生最終重返課堂,并順利考上了高中?!班l村學校的學生很多是留守兒童,家庭教育的缺失加上一些不良網絡風氣的影響,令他們很容易產生‘讀書無用的思想。作為教師,我們不僅要傳授知識,還要重燃他們學習的熱情和對知識的渴望?!?/p>

撕掉“安靜”“自卑”的標簽

經過五年的探索,張振宇的航模課已形成一套完整的教學體系。在“永不關門”的航模室里,經??梢钥吹礁鞣N不同的場景:小學低年級學生在聽老師講授飛機的基本知識和飛行原理,了解飛機的構造以及各部件的功能;五六年級的學生在自己動手制作滑翔機模型,通過調節尾翼控制飛行狀態,讓自己的飛機能夠在飛行比賽中表現得更好;初中生則開始學習制作遙控飛機,并嘗試通過在飛機上加裝攝像頭實現第一視角飛行……從無動力滑翔機到橡皮筋螺旋槳飛機,從無線電遙控飛機到穿越機,孩子們的夢想如同不斷升級迭代的航模,越過大山,飛往更廣闊的天地。

在張振宇眼中,鄉村特殊的教育環境給很多學生打上了安靜、自卑的烙印?!鞍察o表現在缺乏表達上,鮮有學生主動提出問題和觀點;而自卑源于他們內心的怯懦和敏感,在公開場合羞于展現自我,總是小心翼翼?!睘楦淖冞@一現狀,張振宇有意在教學中引導學生打開思路、積極表達,傾力呵護學生靈感迸發的每一個瞬間。一次,一名學生受到生活中真實場景的啟發,提出了制作農用無人機用來播撒農藥的想法,雖然制作成本較高,但張振宇認為這是一個非常好的實踐機會,于是帶領學生展開了研究。過程中,另一名學生又提出了制作載人飛機的想法,這令張振宇十分欣喜:“載人飛機涉及復雜的技術與安全問題,雖然現階段在學校范圍內無法實現,但通過我們的精密計算和設計,得出的這些數據都將積淀成學生未來人生中可以隨時調用的儲備知識。教師要尊重并認真對待學生旺盛的好奇心,鼓勵學生從身邊事物中發現并提出問題,然后通過交流和研究解答問題,引導他們在科學之路上不斷前行?!?/p>

在試飛航模的過程中,張振宇發現,一些學生始終處于精神緊繃的狀態:“面對造價相對高昂的飛機,學生不敢承擔墜機的風險,導致在試飛的時候產生了較大的心理壓力?!庇械膶W生因心急如焚地拾取墜落在田地里的飛機而弄濕衣服,也有的學生在操控飛機飛行的過程中緊張到顫抖。面對這種情況,張振宇向學生一語道破了制作航模的真諦:“航模的真正價值在于飛行而不是欣賞,墜機、偏航都很常見,飛機摔壞了可以修,也可以重新做,我們需要做的是從失敗中總結經驗、吸取教訓,把握住進步的機會?!睙o論是制作航模時的步驟失誤,還是試飛過程中的操作問題,張振宇都以包容和鼓勵的態度支持“摔跟頭”的學生爬起來,繼續大踏步邁進。

不斷的嘗試與試錯,令學生內心自我懷疑和自我否定的陰霾逐漸消弭。張振宇欣慰地看到,在“溈山機場”上,時常有學生自制的各類飛機飛過;很多學生用巧思和妙手,制造了各種各樣的小發明;學校舉辦的模型比賽也受到了廣泛關注,參賽隊伍不斷壯大?!皬埨蠋?,我以后想當一名飛機制造師,在無人機科研和應用領域有所作為?!蓖嗜チ俗员靶牡暮⒆觽?,目光中閃爍著自信的光彩。

打開張振宇的手機,屏保顯示的是航模試飛前的九個檢查步驟——在鼓勵學生“敗不餒”的同時,張振宇也深諳“細節決定成敗”的道理:“線路連接是否正確、重心是否偏離、拉桿是否擰緊,甚至膠水是否粘貼牢固,任何一個小的環節出現問題,都可能導致飛機試飛失敗?!泵看卧囷w前,學生們都難掩內心的興奮和期待,但張振宇會暫時冷卻這份熱情,將試飛安排在第二天?!斑^于亢奮的情緒容易導致對細節的忽視,要始終保持平和穩定的心態,核實每一個步驟,做好一切準備工作?!?/p>

腳踏實地 仰望蒼穹

綠水青山,靜謐閑適,鄉村的環境帶給張振宇的遠不止這些?!办o下心來做教育,就能在孩子們身上找到無限的可塑性?!卑l現每個學生的閃光點,發揮他們的特長和優勢,是張振宇在教學中一以貫之的堅持。邏輯思維能力強的學生,就引導他們做出阻力更小、升力更大的飛機;空間感強的,就被安排操作旋翼機;口才好的,就給予他們更多表達的機會??v使有可能花費更多的精力,張振宇也樂此不疲:“每個孩子都希望自己被看到、被重視,教師要盡可能地滿足他們對知識的需求,讓每一名學生都能在擅長的領域發揮自己最大的價值?!?/p>

“老師,我們可以把電壓提高一點,這樣在功率不變的情況下,就不會因為電流過大導致飛機的電機過熱了?!币淮魏侥Un后,一名學生提出的建議,讓張振宇茅塞頓開。同樣的例子還有很多,有的學生建議在螺旋槳上加裝保護罩,以免其高速旋轉時對人造成傷害;也有學生采用和“標準答案”不同的方式連接電路,最終實現了同樣的效果。每一次教學相長的過程,都令張振宇為學生的大膽判斷、創新嘗試而欣喜,同時他也意識到,需要進步的不僅是孩子們,還有自己?!坝酶吒咴谏系难酃饪创龑W生,凌駕于學生之上,不僅會扼殺學生的創造性,也會讓教師拘泥于自己的舒適圈而無法進步。在教學過程中,教師也應將自己視為學習者,不斷‘充電,不斷成長?!?/p>

起初,作為“門外漢”的張振宇為做出一架飛機廢寢忘食,遇到不懂的,就上網查詢或詢問志同道合的伙伴,但耗費大量心力做出的飛機,甫一試飛便墜入泥地。面對失敗,張振宇越挫越勇,經過不斷的思考和嘗試,他研發出一套飛控系統,實現飛機在遠距離飛行中數據的實時傳輸、自主返航以及突遇緊急情況時的自動調平,并成功申請了國家專利?!跋啾葍r格昂貴的國外芯片,國產芯片和飛控系統的結合,可以獲得更好的性能,讓我們不再被國外技術‘卡脖子,實現自主創新?!?/p>

得益于學校、上級部門和社會各界的支持,制作航模所需的經費、各種實驗器材乃至3D打印機等設備都得到了保障,這為航模課的順利開展提供了強有力的后盾。在張振宇看來,這恰如照亮鄉村教育的一縷曙光,“提到鄉村教育,很多人會將之與‘落后‘貧瘠掛鉤。事實上,鄉村教育大有可為。我們要做的,就是讓鄉村的孩子們見識大千世界的精妙絕倫,體驗科學的魅力無邊,用創新的思維看待身邊的萬事萬物?!睘榇?,他經常帶領學生參加科創類大賽,讓他們在比賽中積累經驗、增長見識。在一次比賽中擊敗來自城市的對手獲獎之后,“二十塊錢的泡沫塑料飛機戰勝七八千塊的碳纖維飛機”的故事便流傳開來?!巴獠凯h境的差異、條件的不對等可能無法在短時間內改變,只有將核心技術內化于心,才能用真正的能力武裝自己?!?/p>

飛機翻轉,劃過一路美景,也震顫著孩子們稚嫩的心靈?!俺擎偦M程無可避免,在懷揣夢想、走出大山的時候,我希望他們內心深處始終抱有一份對這片土地的眷戀和熱愛,待學有所成反哺家鄉。我們能做的就是辦好鄉村教育,在每個孩子心中播下建設家鄉的種子?!毕乱徊?,張振宇計劃加入人工智能、3D建模、機器人等課程,裝點自己心目中“高大上”的鄉村課堂。如今,寧鄉的小小一隅正迸發出強勁的教育力量,如同蓄勢待發的飛機,讓鄉村孩子的夢想掙脫束縛,飛越群山,翱翔在更遼遠的天際。

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