高校科研成果轉化為中學科普資源的探討

汪珍春　高蓉　梁春華　鄭毅勝　柯德森

摘要：為了探討如何將更多的高校科研成果有效地轉化為中學優質科普資源，本文試以蚜蟲和DNA條形碼為題材，從改變思路、選取活動內容、設計活動形式以及在每項活動中采取的方式方法等方面進行了轉化嘗試，不僅讓中學生們觀察到自然界中各種生物之間的相互依存關系，在大自然中體驗到了書本上的知識，更加領略了嶄新的科技成果，擴大了知識面，站在了科學技術的前沿，增強了學習的自信心，同時也感悟到科學研究是嚴謹、艱辛、有趣的，并有很高的應用價值，達到了倡導科學方法、傳播科學思想、弘揚科學精神的目的。

關鍵詞：科研成果；科普資源；蚜蟲；DAN條形碼

中圖分類號：Q-94 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2018）35-0133-05

科普是科學普及、科技普及、科學和技術知識普及等的簡稱[1]。我國在2002年頒布的《中華人民共和國科學技術普及法》[2]中把科普界定為：科普是國家和社會采取公眾易于理解、接受、參與的方式，普及科學技術知識，倡導科學方法，傳播科學思想，弘揚科學精神的活動。

科普教育是提高我國國民綜合科學知識，培養學生對科學技術興趣的重要教育環節，對我國可持續發展戰略的實施有著重要的影響。但我國的科普能力比較薄弱，這是制約科普事業發展的瓶頸之一。解決這一瓶頸的一個很重要、很有效的措施是促進科技資源科普化[3-10]。科普資源調查顯示，科普產品資源日益豐富，產品類科普資源的分布比較廣泛，種類基本齊全，但總量有限，其中優質資源更少[3-5，8]。在整個科學傳播的鏈條中，傳播題材的選擇是關鍵，而科學家在這個過程中始終是無可替代的“第一發球員”[11]。其實，科學研究和科學普及密不可分。前者的宗旨在于取得科學成就，提高科學水平和科技實力，并將科技成果運用于社會生產和生活，進而推動社會進步和發展，提高綜合國力；后者的宗旨在于提高公眾的科學素質和創新能力，改善科技發展的社會環境，提高公眾對科學的理解和參與能力，吸引更多有為、有志青年投身科學事業，進而提高社會整體的科技實力，提高社會民主化水平和綜合國力。

高等院校在科普活動中扮演著重要的角色。人才培養、科學研究、社會服務是大學三大基本職能，這一理念在世界范圍內已經成為了一種共識。面向社會和公眾傳播科學技術（科普），因而也被許多人認為是大學教學科研之外的“第三任務”。大學在傳播普及科學技術方面擁有的資源優勢和得天獨厚的條件有關。大學擁有豐富的科學技術知識資源、設施資源、人力資源及環境氛圍資源，形成了相對完整的軟硬資源體系，可以“自給自足”地提供各種內容的科普服務。因此，大學理應承擔重要的科普職責，給科普事業的發展和繁榮做出重要貢獻[12]。

本文結合筆者的科研成果，嘗試將其轉化為以中學生為對象的一次科普活動，探討如何發掘更多的科研成果轉換為科普資源。

一、充分了解中學的需求，發揮高校在科學普及中的主動性

中學課本中雖然有著豐富的生物學知識，但由于受到教學時間和師資力量的限制，學生在觀察大自然、接觸新科技和科學研究等方面顯得不足，中學生是最容易接受新鮮事物的群體，非常渴望對這方面有所了解和參與，且這部分人群數量較大，因此在中學生中開展科普活動是開展科普的重點，具有戰略意義。高校中蘊藏著專業的教師、豐富的科研成果、先進的儀器設備以及眾多的大學生，中學教師在組織學生以及與校方聯系等工作中有著得天獨厚的優勢，將兩者科學地對接，充分發揮和調動高校的優勢和主動性，在中學教師的積極參與下是做好科普活動的基本保證。

二、逆向思維，將科研成果轉化為中學科普資源

科學研究是運用嚴密的科學方法對客觀世界進行有目的、有計劃的、系統的認識。這些科研成果具有一定的學術意義和應用價值。如果將這些科研成果經過合理的設計，結合中學生現有的知識結構，采用他們易于接受的方法，就可以將這些科技成果轉化為生動、有趣的科普資源，讓更多的學生體驗到科學的魅力，不僅在他們的心里播下一顆愛科學的“種子”，還可以提升中學的教學質量和深廣度。

筆者的科研內容之一是蚜蟲的DNA條形碼。所謂DNA條形碼是以線粒體上的細胞色素氧化酶亞基Ⅰ（Cytochrome oxidase I，COI）的一段約658bp序列作為標準，可對物種進行準確、快速和便捷的鑒定[13]。只要獲取了這段序列的堿基順序，提交到生命DNA條形碼數據庫（Bar-code of Life Data Systems， BOLD， http：www. barcodinglife.org），與已有物種的序列進行比對，就可以進行科學、準確的物種鑒定。在這個研究中涉及到蚜蟲的采集、COI基因的體外擴增、序列的分析等工作。

蚜蟲是一種寄生在植物上常見的害蟲，對農作物和城市綠化植物的危害巨大，但它有著奇特而有趣的生物學現象：分泌蜜露、孤雌卵胎生、和螞蟻有共生現象、有特殊的天敵、趨黃性等。蚜蟲的種類在全球有5000多種，我國有1100多種，蚜蟲的體長很小約1mm—3mm，蚜蟲的一生有5—6種多型現象[14]，因此對蚜蟲的形態學鑒定較困難。應用DNA條形碼技術可以很好地解決這一難題[15-17]。這些知識點不僅非常有趣，具有一定的前沿性，而且是中學教科書中涉及到的內容。因此，從利用數據庫鑒定蚜蟲為突破口，將科普活動內容設計為認識蚜蟲和DNA條形碼，到野外觀察并采集蚜蟲標本，獲取蚜蟲DNA條形碼，利用獲取的DNA條形碼鑒定蚜蟲的種類。試圖從聽、看、做、想、寫幾個方面通過了解蚜蟲和DNA條形碼技術，感知奇趣的大自然，擴大中學生的知識面，了解新科技，學習科學研究方法，提高科學素養。

三、設計合適的內容和活動形式，多角度推動教與學

每年關于蚜蟲和DNA條形碼的科研成果有很多，對中學生來講學術性很強，如果不進行合適的選擇，學生會感到枯燥、無趣甚至難以理解。為了讓參與者在有趣中獲得科學知識，根據中學生現有的知識水平，本著“有的聽，有的看，有的玩”的原則從活動內容上進行了如下設計，見表1。

四、做好科普講座是進行推廣和能否持續吸引學生的關鍵

為了讓科學知識得到普及，本次科普講座在每間學校的高一、高二年級全體學生中開展，累計人數超過2000人。在這個活動進行中是否能將深奧的科學知識做深入淺出、生動有趣的講解是整個科普活動成功的關鍵，同時也關系到后續的科普活動是否有學生報名參加，因此從以下幾個環節做了些嘗試。

1.運用通俗的語言，深入淺出地傳播科學知識。科普講座應避免“灌輸式”，深入淺出是對科普的最好詮釋，即通過通俗的語言和活潑的表達方式將深奧的科學知識傳播出去。生硬枯燥的語言會扼殺孩子的興趣和好奇心，而易于理解、形象生動的語言則能為孩子插上想象的翅膀。例如，在制作海報時選用了如下的表達方式：“嗨！我是蚜蟲，一種常見的害蟲。我的兄弟姐妹遍布全世界。我們有獨特的生活方式和繁殖方式。我們跟你一樣也是有‘身份證的喲！想要了解更多，快快來參加‘小蟲子，大乾坤——蚜蟲和DNA條形碼快速鑒定技術的應用系列科普活動吧！有的聽，有的看，有的玩……”在進行講座時避免使用“蚜蟲的分類地位”、“蚜蟲的形態結構”、“蚜蟲的繁殖方式”等專業性較強的字眼，而選用了如下表達方式：蚜蟲是什么，蚜蟲長什么樣，繁殖速度最快的昆蟲，神秘的“女兒國”，會產“美食”的昆蟲，會“放牧”螞蟻的蚜蟲，等等。選擇一些與生活息息相關的DNA條形碼的應用案例，例如在海鮮餐中海鮮種類的鑒定、在烤羊肉串中的鑒定、在牛肉干中的鑒定等。

2.選取高清的圖片，讓課件更美觀。科普講座應以圖片為主，適度添加文字，這樣才能顯得生動。網上相關的圖片很多，在個人電腦上看這些圖片時不會覺得模糊，但科普講座人數常達數百，地點多數是在禮堂，這樣課件被放大若干倍后，所有的“瑕疵”都暴露無遺，因此選擇高清的原圖非常有必要。其次是對圖片進行適度的編輯，例如加上相框等，會使圖片更加爽心悅目。

五、配置“可愛”的采集工具，讓野外考察很“好玩”

在“蚜蟲野外觀察及標本采集”活動中，給每位學生準備一個“可愛”的工具袋（見圖1），包括記錄本一個，小毛筆一支，標本瓶兩個，標簽紙若干張，讓學生們在開始活動前就覺得很新鮮、很專業，參與活動的積極性得到充分地調動。

六、走進高校實驗室，讓“高大上”的分子學實驗很“親民”

走進高校實驗室，讓學生們看到各種儀器以及做實驗的大學生和研究生們，感受科學研究的氛圍，對科學研究充滿好奇心。對于中學生來講，分子生物學是較抽象和難理解的，有關的實驗，例如聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR），也是很難有機會操作的。因此，學生們親手使用移液槍，擺弄各種小試管，觀察PCR反應儀的工作過程，完成整個PCR的實驗，無疑會讓他們覺得“高大上”的分子學實驗如此“親民”，對高深的理論知識就容易理解了，科學研究在學生們的心里就慢慢地揭開了“神秘的面紗”。

七、做好充分的準備工作，提高活動效果

為了讓科普活動能夠順利進行，并達到良好的效果，充分的準備工作是非常必要的。首先，在活動開始之前在學校張貼海報，派發宣傳單，讓即將開始的科普活動在學生和教師中“廣而告知”，讓更多的學生參與進來（見圖2、圖3）。其次，確定每項活動開展的時間和地點是完成科普工作的保證。由于中學的課程安排非常滿，所有學生有共同的時間很困難，只能利用如班會時間開展講座，這就需要與年級組長、班主任做好充分的溝通，由他們組織學生，講座時間要控制在一節課內。學生走進高校實驗室，只能利用周末，但多數學生在周末都要參加各種補習班，所以最好選擇期中或期末考試完的那個周末，多數學生有時間，而且可以放松一下之前的緊張學習，這樣參加的學生會較多。野外考察活動的地點最好選擇在學校附近，需事先踩好點，當發現有大量蚜蟲出現時，及時組織學生去觀察，收效特別好。另外，每次活動都邀請在校的本科生來協助，不僅可以使活動更加有序，學生可以得到更多的指導，提高科普的質量，而且大學生在指導過程中也得到了鍛煉。

八、結論

本項目以一只小小的蚜蟲為媒介，讓學生們觀察到自然界中各種生物之間的相互依存關系，將書本上的知識在大自然中得到了體驗。領略嶄新科技成果，擴大知識面，站在科學技術的前沿，增強學習的自信心，同時也感悟到科學研究是嚴謹的、艱辛的、有趣的，并有很高的應用價值。不僅在于傳播了多少科學知識，更在于它倡導了科學方法，傳播了科學思想，弘揚了科學精神。在他們心中播撒了“愛科學”的種子。

科普活動的開展需要源源不斷的優質資源，在高校有大量的科研成果、儀器設備和學生。如何發揮高校在科普工作中的優勢，如何將它們科學、合理地轉化為科普資源，為廣大的青少年服務呢？本文從思路的改變、內容的設計、采取多種形式等方面做了嘗試，收到了較好的效果，但也存在一些問題，例如如何讓科普更加具有趣味性，如何能深入淺出地將科學知識傳播出去，讓青少年更加“愛科學”就是一個值得進一步探討的問題。

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