昆士兰博物馆：像科学家那样思考与实践digitalpaper.stdaily.com/http_ ·...

多彩世界

地址：北京市复兴路15号 邮编100038 电话010-58884136/37/38 传真010-58884135 每周五出版 （2020全年订价：120元。零售价：每份2.40元）

讲述科学家故事弘扬科学家精神

科学家故事

学有道学有道用心理学提高学习力用心理学提高学习力

前不久，江苏一位爸爸发布了“怒退家长群”的短视频，登上了热搜，起因是这位父亲对老师总是让家长帮忙批改作业感到不满。家长应不应该批改孩子作业，引起了不少网友的讨论。实际上早在2018年底，教育部等9个部门就发布过《关于印发中小学生减负措施的通知》，明确要求不得给家长布置作业或者让家长代为评改作业。2018年以来已有辽宁、浙江、海南、河南广东等至少十几个省份的教育部门出台了文件，叫停家长批改作业。

“叫停家长批改作业”是对一切围绕成绩的单一评价标准的纠正。长久以来，作业的问题一直是引发亲子冲突的导火线。比如，前几天扬州的一个妈妈发现孩子不仅作业没完成，还在不停地玩手机，一怒之下撕毁了孩子的作业本，母亲前脚刚走，14岁的孩子就从高楼跳了下来。作业和手机是发生悲剧的原因吗？不，真正的悲剧在于没有建立良好的亲子关系。

作为家长如何认识作业问题，如何建立良性发展的家庭关系，让孩子拥有自控力？

第一，家长不用太过担心家庭作业的问题。在《不奖不罚——如何让难管的孩子拥有自控力》这本书里提出了一个让家长感到震惊的教育观念：大量的书面作业，对于中学以下的孩子来讲是没有用的。对于小学和学龄前的孩子，玩耍的意义胜过一心扑在书本上。在户外的奔跑、和朋友一起玩耍，或者自发探索性的阅读、体验艺术的魅力，对他们长远的学习能力的发展更有帮助。

杜克大学的心理学研究发现，小学阶段的家庭作业多少跟孩子的学业成绩之间联系很少，初中和高中作业量的多少跟学业成绩也不是正比例关系。因此专家建议家长与其逼着孩子写作业，不如鼓励孩子多参加体育运动，同时注意跟孩子多一些亲子交流，比如亲子共读或者聊天的时候融入学科学习是最好的。家长如果把作业当成自己的事，反而会削弱孩子的学习自主性。

其次，家长要改变孩子对父母绝对服从的观念。教育也是一种合作，父母不是命令孩子完成作业，而是帮助孩子一起来规划，比如写作业应该有什么样的规矩？多长时间里完成？在什么地方完成？做不完的话应该取消什么事情？同时要有一种开放的态度，针对孩子的特点多一种选择，有些孩子可能适合一回家就坐下来写作业，有些孩子可能先要玩一玩，因为他在学校里屁股已经坐麻了。

第三，家长要修正孩子没有完成作业是在跟父母较劲，是在逃避、是懒惰，是对自己权威的蔑视。如果家长将作业是否按时完成看成是家庭权力的争夺，就很容易情绪失控。家长要理解，孩子对规则的坚持是需要训练的。如果把写作业看成自我成长的一种训练、对时间的管理，而不是定义为对老师父母的顺从、不是简单地把作业的完成跟学习成绩画上等号，那么在作业问题就会更有弹性，处理的技巧也会更好。例如，孩子能够用其他方法背会课文，也许不需要重复抄写很多遍。而布置符合孩子能力的、个性化的作业，也是

教育部门提倡的。也有些孩子可能达不到平均的水平，

对他来说完成一般的作业也有难度，更需要家长的鼓励和支持，对孩子的完成程度有一定的弹性和包容度，当然更需要跟老师及时沟通。大部分的老师在遇到家长真诚询问的时候，都还是能够很好地提出解决的方式。

“叫停家长批改作业”不等于“家长对孩子的学业不闻不问”。完成作业是孩子的责任，家长是一个观察者，通过作业了解孩子处在学习的什么阶段上，养育孩子的最终的目标是希望孩子成为一个独立的人，那么就从作业开始吧。刚开始的时候，牵着他扶着他，但最终是要放手的，如果一直都是由家长来接管他的作业的话，那他无论如何也难以为自己的未来负起责任。主导权交给孩子吧，家长可以跟他一起制定计划，一起跟踪教学质量，在他需要的时候提供相应的帮助，核心还是放手交给他处理，而且要信任他的能力。

（作者为教育硕士、金牌阅读推广人）

辅导作业为何成了家长的辅导作业为何成了家长的““心病心病””□□ 李峥嵘

有很多父母抱怨，道理都懂，也跟孩子说过很多遍了，孩子就是不听。问题出在哪里？研究发现，比父母讲的内容更重要的是讲话的语气。大脑核磁共振发现，当大人对孩子大声嚷嚷或者骂骂咧咧时，孩子的大脑会进入紧张的状态，无法正常运作。所以父母需要控制自己说话的语气、降低语速、压低音量，而不是絮絮叨叨、聒噪不已。大人越能控制自己的情绪，孩子越能够合作，而一个人的情绪越平稳，大脑的沟壑发育得也越深，学习能力和自我管理能力越强。

还有一个心理秘密：对中学以下的孩子来讲，写作业不上心是很正常的，非常符合发育规律。《不奖不罚》说，当一个孩子对作业抗拒或者挣扎的时候，意味着遇到了某个学业上的问题，比如说不明白某个数学原理或者某个作业的项目

太大，让他不堪重负，他需要别人帮他把项目拆分。最重要的是需要家长有充足的耐心。给完不成作业的孩子施加压力是没有用的，更不要给他们打上“懒散”“坏孩子”“不爱学习”的标签。

《不奖不罚》结尾用了一个很有诗意的比喻：“航海的时候是没有办法一步就到达目的地的，必须要善用逆风的力量，从而一点一点地改变航向，迎着你的目标前进……养育孩子都是有相似性的，孩子需要在你有爱的指引下，在生活中进行长期学习，这期间是没有捷径的……我们的任务就是在孩子取得胜利的时候为他们欢呼，在他们跌倒的时候把他们托住。同时为孩子祈祷，他们能够迎来强劲的离岸风，好让他们加速向自己的目标前进。”

说 话 语 气 比 内 容 更 重 要视觉中国供图

开栏的话：十九届五中全会提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。国家最高科学技术获奖者长期拼搏在科研一线，洞悉科技发展趋势，矢志不渝坚持创新，谱写了我国科技自立自强的壮丽篇章。我们开设专栏，通过截取这些科学大师们的人生片段，展现他们赤胆忠心、自强不息、求真务实、执着追求的崇高精神，让更多人走进科学家的精神世界，理解创新真谛，掌握创新方法，进一步激发青少年和大众创新的活力，营造崇尚创新的社会氛围。

昆 士 兰 博 物 馆 ： 像 科 学 家 那 样 思 考 与 实 践□□ 刘 琦

昆士兰博物馆坐落于澳大利亚昆士兰美丽的布里斯班河南岸 （图 1），它集自然博物馆和科学中心于一体，主体建筑共分为四层，一层是科学中心，二层、三层、四层主要通过动物标本和历史文物展示昆士兰州自然、历史变迁和文化遗产。昆士兰博物馆充分利用自己的馆藏和展览资源，鼓励、引导公众像科学家一样去思考和实践。

一层的科学中心面向 6-13 岁的中小学生，展出 40 件物理学、数学经典展品。这些展品的陈放并不是杂乱无章的，而是按照人类意识发展的一般过程，分布在“认识世界”“感知世界”和“改造世界”3 个主题展区中。其中，“认识世界”展区探究世界如何运转，包括物质运动、能量转化等，

“感知世界”展区介绍了不同人、人与动物对世界不同现象的感知方式和能

力，例如对声音和光的感受等；“改造世界”展区聚焦于我们如何改变世界，以及这些改变对世界的影响。

展品除了生动展示科学现象外，还尤其注重展现科学探索与发现的过程，与展品的互动是从操作、提问、测试、观察、交流到再次提问的闭环过程，通过不断改变单一变量，观众可以亲自测试自己的设想是否可行，找到最优方案。例如，“飞行测试”这件展品，旨在引导观众探索力、能量和物体结构之间的关系。观众用纸设计制作一个飞行器，并在垂直风洞中进行测试。在此过程中，他们可以观察飞行器如何在气流中运动以及风速的变化对飞行的影响，还可以通过不断调整飞行器的结构进行优化。而

“重力运行”这件展品则引导观众使用一系列管道、齿轮、摆球来辅助小球运动，还可让多人合作创建小球运行的轨道或者开发一个新的轨道 （图2），由此探索力、运动和能量转化。

除了互动性展品，科学中心还利用“创客空间”引导观众自己动手尝试解决科学技术问题。以制作风动力车为例，孩子们可用木头或硬纸板制作车身，用吸管、木棍或管子等制作车轴，用瓶盖或光碟等制作轮子，插上桅杆和帆，就制作完成一台风动力车。但这不是最终目的，还要让它借助风力在不同路况中行驶。孩子们用台式风扇模拟自然界中的风，用桌面、地毯、沙子模拟不同路面，并设置路障 （坡道和桥梁），在不同的情况下测试车子的行进距离 （图 3），通过不断改进车子的构造，实现在不同路面上顺利行驶。在此过程中，他们可以探索力对风动力车运动的影响，还

可以了解材料的重量、刚度、柔韧性、光滑度、多孔性等特性，以及风能作为一种清洁能源的应用潜力等。亲身经历思考、设计、制作、测试、改进的全过程，孩子们对科学探究精神有了更深的理解。

动 手 体 验 的 展 品 玩 累 了 ， 孩 子们还可以去楼上的自然博物馆观察近万件动物标本。当然，这并不枯燥，因为自然博物馆依然鼓励观众像科学家一样发现、提出和解决问题。恐龙是博物馆里最受欢迎的展品之一。这里有昆士兰州本土的恐龙骨架，也有来自美国的霸王龙和三角龙的巨大模型。除了展示恐龙基本生活习性，博物馆还引导观众从能量转化的角度思考支撑这些庞大身躯的能量来源，从结构与力的角度思考恐龙的骨骼和运动之间的关系。面对多种多样的恐龙化石，孩子们还可以从物质转化的角度了解化石的形成过程等。科学探究的精神像一根无形的线将自然博物馆与科学中心联系在一起，观众在动静结合的环境中发现和体会它的魅力。

虽然科学家们的研究领域各异，但科学探究的方法是通用的。昆士兰博物馆在展览展示和教育活动中注重再现科学探究的过程，激发每一个人内心深处成为科学家的梦想。

（作者系中国科技馆科研管理部助理研究员）

图1:昆士兰博物馆夜景。图2:观众正在体验“重力运行”展品。图3:观众测试自己制作的风动力车。 （本文图1为作者所摄，图2、图3来自该馆官网）

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8 教育·智慧 编辑/李 苹2020.11.20科普时报

在隋唐之际，人们将火药技术发展成为供娱乐用的焰火 （烟花）。而诗人们用文字记录了烟花的美丽和绚烂。从隋炀帝时期的“灯树千光照，花焰七枝开”到宋朝的“架子烟火”或“盆景烟花”，已具相当规模。每逢元宵佳节，达官巨贾竞相比美。从掌灯后不久直至更残漏尽。词人辛弃疾“东风夜放花千树，更吹落，星如雨”的词句、宋祁“火树缯山凤阙前，皇都美景属新年。烟花并作长春国，日月潜移不夜天”，都是对它生动而形象的描写。及至元代，赵孟頫用 “人间巧艺夺天工，鍊药燃灯清昼同。柳絮飞残铺地白，桃花落尽满阶红。纷纷灿烂如星陨，喧豗似火攻。后夜再翻花上锦，不愁零乱向东风”的诗句来称颂放烟火者。明代的瞿佑用“天花无数月中开，五采祥云绕绛台。堕地忽惊星彩散，飞空旋作雨声来”的诗句描述了烟火戏的绚丽……

那么绚烂绽放的烟花为什么会呈现五彩斑斓的效果呢？其实这一切要归功于金属，也就是构成烟花中光珠的主要成分。光珠由发光剂和发色剂组成。发光剂一般是剧烈燃烧时会发出耀眼光芒的铝粉或镁粉；发色剂是硝酸钠、硝酸银、硝酸钡、硫酸铜等各种在燃烧时会发生焰色反应的金属盐类。

焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应。其原理是每种元素都有其个别的光谱。焰色反应是物理变化。它并未生成新物质，焰色反应是物质原子内部电子能级的改变，通俗的说是原子中的电子能量的变化，不涉及物质结构和化学性质的改变。有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。

“火树银花合，星桥铁锁开”利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，让金属，哦，不，让烟花绽放得更加绚丽多彩。

（作者系东北育才学校超常实验部学生）

理科小生看诗词——

金

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黄靖贻

“我这个人很笨，数学就是笨人的学问，简单直观，尊重事实，不信灵感，讲究踏实、客观、事实。”吴文俊曾对记者自曝缺点。

他从来不认为自己属于聪明人之列，因而只能“笨鸟先飞”，要付出超出常人的努力，踏踏实实地去下苦功夫，正是这种“铁棒磨成针”的坚持和努力，练就了吴文俊在解决数学问题时所具有的强大攻坚能力，也是他取得让人望尘莫及学术成就的基础。

大学毕业后，吴文俊到中学任教，那时候上海数学界盛行几何定理证明，众所周知，初等几何以其定理的简单直观而易懂，又以其证明的难以琢磨而具有无比的魅力，美妙的几何定理层出不穷。那一时期，吴文俊大量证明几何定理，他用解析几何的方法，简化冗长繁琐的定理证明。数十年后当他完成初等几何定理的机器证明时，仍能如数家珍般讲述许多定理的来龙去脉、内容和意义。可见对于几何定理证明，他下了很多“笨功夫”。

拓扑学主要研究几何形体的连续

性，是许多数学分支的重要基础，被认为是现代数学的两个支柱之一。示性类是拓扑学专业的一个术语，是刻画流形与纤维丛的基本不变量。20世纪 40 年代，示性类研究尚处在起步阶段，吴文俊仅用了一年时间就弄清楚了其计算方法，并掌握了建立这种公式的途径。他的这项成果成为经典，在现代示性类研究中被看成公理，是整个理论的基石。

对于吴文俊而言，只有他自己知

道这一年背后的艰辛和付出。1947年，陈省身先生到清华大学任教，吴文俊与当时中央研究院的另一名学生曹锡华同行，并住一间宿舍。曹锡华日后回忆，吴文俊每天攻关至深夜，感觉证明成功后才睡觉，早晨一觉醒来，对曹锡华说“证出来了”；到了晚饭时发现证明有错，于是又继续埋头于书桌；早晨起来又对曹锡华说

“证好了”；结果到了下午发现证明还是有漏洞。如此反复了不知多少遍，

终获成功。这时他进研究院数学所还不到一年。

吴文俊年轻时完成的这项工作，意义非同一般。论文发表在数学领域最权威的学术刊物——普林斯顿大学编辑的《数学年刊》上，后来被众多的著名数学家所使用，被学术界视为经典。

这一年的经历打下了吴文俊在数学研究，特别是代数拓扑学研究的基础。正是因为这至关重要的一年，他到法国后才能与国际接轨，走到数学研究的最前沿。

吴文俊就这样靠“笨功夫”取得了骄人成就。但事实上，幼年时的吴文俊就表现出天资聪颖。吴文俊4岁就被送到附近的小学上学，由于弟弟夭折，家人对他的看护十分仔细，很少让他独自在外停留。因此，多数时间待在家里，父亲的藏书对他很有吸引力，因而养成了他爱买书、爱读书的习惯。童年吴文俊已酷爱读书，整天泡在书架前，手不释卷。

高中毕业时，他成了班里少有的高才生。学校为了鼓励他和另外两名学生特设立了三个奖学金，资助他们

上大学，但要求他们必须报考指定的学校和专业，吴文俊按要求考进了上海交通大学数学系。

学校这个决定让吴文俊与数学结缘，日后他笑称这是“阴差阳错”。

在上海正始中学读高中时，吴文俊最爱好的其实是物理，当时，为了给学生们奠定良好的数理化基础，中学常常聘请上海交通大学的老师兼任高中数理化教师。教物理课的交大老师赵贻经为了让学生们多学到一些知识，经常会布置一些比较难的物理题目，并且提出，要解这些物理题目，光有高中的数学基础是不够的。

爱好物理的吴文俊回家后，常常一边自学数学，一边思考物理题。由于他的刻苦好学，在一次物理考试时得了满分。赵老师在点评时说：“这次物理考试有两道题非常难，吴文俊之所以能得满分，说明他的数学基础已经非常扎实，这个学生在数学上的潜能是无穷的。”

事实证明，赵老师没有看错。天资聪颖的吴文俊用超出常人的勤奋，取得了在数学界举足轻重的成果。

聪 明 人 的 “ 笨 功 夫 ”人物简介吴文俊，（1919-2017）

出生于上海。世界著名数学家，中国科学院数学与系统科学研究院研究员、系统科学研究所名誉所长，中国数学会名誉理事长。中国数学机械化研究的创始人之一，中国科学院院士，第三世界科学院院士；曾任中国数学会理事长，中国科学院数理学部主任，全国政协委员、常委。

科普时报讯 （记者李苹）“太阳公公会准时睡觉么？春天会同一天到来么？能源之间是怎么转化的？水是可以重复利用的吗……”11月6日，2020年青少年科学调查体验活动通过线上形式启动，各地中小学生代表通过视频接力的方式，提出了一个个充满趣味的科学现象和问题，阐述了对科学世界的畅想，表达了对节水、节能等社会问题的关注，表现出了对科学的热情。

此次活动由中国科协、教育部、国家发展改革委、生态环境部、中央文明办、共青团中央六部委共同主办，已连续举办14年。今年活动推出了2020年青少年科学调查体验活动新的“节气日记”“知水善用”“节能从那做起”三项主题活动资源包，并进行了其中反冲车实验的现场演示。中国工程院杜祥琬院士、中国国家气候中心研究员周兵从科学家的角度，分享了自己从事科研工作的经历，讲述了节气和能源的相关知识，寄语青少年积极参与科学探索和实践，保持好奇，热爱祖国，关心社会，将来为我国的科技事业发展贡献力量。

2020年青少年科学调查体验活动通过活动官方网站提供了19项主题科学调查内容供学生选择参与。学生可以根据活动网站上提供的主题活动指南以小组形式开展项目式学习，开展科学调查和实践，线上共享调查数据，分享活动成果。目前，面向指导教师的在线课程已经上线开课，活动官方微信公众号还推出线上互动活动支持学生和教师深入参与。

青少年参与十九项科学调查体验活动