青少年交通運輸科普教育探索與實踐

陳 杰，洪 玲，孫艷娜，毋妙麗，段曉英

（同濟大學 交通運輸工程上海市實驗教學示范中心，上海 201804）

引言

2016年起，上海市教育委員會、上海市科學技術委員會攜手創辦“上海市青少年科學創新實踐工作站”項目，旨在整合利用高校、科研院所的優質資源建設創新實踐工作站，招收本市部分高中階段學生進入實踐工作站學習。通過在實踐站的學習和實踐，拓寬學生科學視野，培養創新精神，提升實踐能力，積淀科學素養。在上海市教委、科委的支持下，同濟大學交通運輸工程學院發揮研究型、綜合性交通運輸學科的特點，借助學院在交通運輸工程領域教育和學術研究等方面的優勢資源，建成了上海市青少年科學創新實踐工作站交通運輸工程實踐站（以下簡稱實踐站），成為上海市首個交通運輸學科青少年科學創新實踐平臺。在青少年中開展交通運輸工程科普教育和創新實踐，對于普及交通科技知識、激發廣大青少年對交通運輸科學的興趣、吸引更多青少年報考交通運輸專業，投身于交通強國建設，支撐交通強國建設具有深遠意義。經過幾年的建設，實踐站在科普活動模式、運行管理等方面進行了一些探索，可為同類科普基地的建設提供參考和借鑒。

一、在青少年中開展交通運輸科普教育的難點

實踐站依托的同濟大學交通運輸工程學院在世界具有一定知名度，擁有豐富的教育、科研、實驗資源，掌握了當今世界前沿的交通科技，具有開展交通運輸科普教育的特殊優勢。但由于實踐站建設處于初期，沒有多少成功經驗可循，在實踐過程中也存在一些難點和問題需要克服解決。

1.交通運輸學科知識體系復雜龐大。實踐站依托的交通運輸學科涉及交通、運輸、道路、軌道、信息控制等專業方向，是系統理論和實踐并重的一級學科，其專業特點是系統復雜性，涉及眾多交叉學科。由于中學的基礎教育中交通運輸工程理論知識幾乎是空白，因此開展科學創新實踐對于中學生來說內容過于深奧、難懂，要做到深入淺出、淺顯易懂的科普教學，需要動員眾多專業教師齊心協力共同完成。

2.科普工作機制尚不完善。交通運輸科普雖然已逐步引起政府部門、大學、中學的重視，但仍缺乏具體政策和措施。依托大學設置的科普實踐站，科普人員都是由學院教師兼任，但無論是晉升職稱還是評定工作績效，都沒把科普工作考慮在內或者考慮較少，這在一定程度上影響了教師參與科普教育的積極性。為吸引更多優秀的教師、交通科技人才參與交通運輸科普創作，促進科普作品推陳出新，科普工作機制需要進一步完善。

3.科普實踐活動的形式和手段相對較少。如何組織豐富多彩的活動吸引更多的青少年，是交通運輸科普的難點和最值得思考的問題。由于中學生相關理論基礎和專業知識的欠缺，學院的一些實驗室及重大交通科學實驗裝備向中學生開放有一定難度，這在一定程度上影響了科普活動的實踐參與度。國內交通運輸科普教育活動的主要形式是參觀體驗和科普講座，不能滿足青少年對交通科學的系統化了解和個性化探究的需求。因此，科普實踐活動的形式與手段迫切需要與時俱進，以滿足青少年的求知需求。

4.高等教育與中學基礎教育無法有效銜接。長期以來，高等教育與中學基礎教育的銜接存在著許多問題。在應試教育的模式下，中學關心的是如何提高升學率，而大學對中學的關注是如何招收到更多的學優生。當前，科技實踐能力的培養是中學素質教育的重要內容，而高校的發展也需要更多綜合素質強、科學素養高的生源。實踐站作為高等教育與中學基礎教育銜接的重要平臺和橋梁，需要進一步加強與中學基礎教育的緊密有效銜接，將優質教育資源、科研資源轉化為青少年創新實踐能力培養的支撐，發揮學院高層次交通科技人才對青少年成長的引導作用，激發中學生報考交通運輸專業的熱忱，形成高校與中學教育人才培養的雙贏機制。

二、青少年交通運輸科普教育模式探索實踐

從科普教育精品化、特色化出發，實踐站探索了參觀體驗為切入、科普讀物為輔助、科普課程為主體、課題研究為導向的多樣化、層次化科普教育模式，并進行了實踐。內容豐富的科普活動激發了青少年學生探索交通科學奧秘的熱情，收到了良好的效果。

1.參觀體驗活動。交通運輸學科知識專業性強，單純采用科普課程、講座的方式難以引起學生的興趣。科普體驗活動可以讓學生近距離感受交通科學的魅力，激發學生的興趣。實踐站通過科普體驗日安排學生參觀各專業方向實驗室、研究成果、重大交通科技裝備及院史館等，讓學生了解交通運輸學科發展歷程、重大工程、輝煌成就、學術大師、行業精英等，激發他們對交通運輸科學的興趣和熱情。通過安排一些適合學生參與的互動實驗（如鐵路運輸組織接發車仿真、仿真駕駛模擬系統、道路工程材料認知等），讓青少年與交通運輸科學零距離接觸，提升體驗感、獲得感，喚起思想共鳴。

2.編寫交通科學相關科普讀物。許多青少年在參加了實踐站安排的體驗日活動后對交通運輸科學產生了濃厚的興趣，希望有讀本和視頻進一步了解。結合交通運輸工程學院的教學和學術資源，實踐站組織教師編寫了系列科普讀本，如《高鐵的前世今生與運營仿真、道路》《人類進步發展的紐帶、交通》《引領時代創造未來、鐵道線路》《永不相交的兩條平行線、信號與通信》《鐵路的千里眼和順風耳》等科普讀物，因通俗易懂的語言、直觀形象的圖片，深受青少年和社會人士的喜愛。以學院各專業實驗室為主線拍攝科研、教學及研究成果支持的國家重大交通工程等相關視頻，使青少年進一步了解交通運輸科學的魅力所在。

3.交通系列科普課程進中學。為了能將更多的交通科技信息傳遞到中學，實踐站在學院選擇優秀的科普課程進入中學實踐點。選派的“交通的前世今生”“智慧公交和共享交通”“海綿城市與生態道路”“地鐵是怎樣建成的”“地鐵網絡化運營的奧秘”等科普課程受到中學生的青睞和熱捧。科普課程進中學既可引導學生對智能交通方式和技術的探索，培養學生對未來交通的想象力，也可宣傳科學思想、弘揚科學精神、倡導科學方法，提升他們的科學素質，培養敢于創新的精神。圍繞歷史、自然、社會、自我等維度，實踐站后續將邀請學院專業教師持續推出與學生學習、生活密切相關，與社會緊密相連的科普課程，通過建構適合中學生的交通運輸學科特色科普課程體系，達到加強交通運輸高等教育與中學基礎教育有效銜接的目標。

4.中學生進實踐站開展交通科學研究。選擇進入實踐站學習的中學生通常對交通科學有著濃厚的興趣，粗淺的課程不能滿足他們的要求。為激發中學生的學習熱情和研究興趣，實踐站依托學院各研究團隊研發制定科學創新研究小課題，每位進站學生選擇1項科學研究課題。研究課題大都來源于國家前沿科技項目，如《基于AI的交通基礎設施健康檢測與診斷》《如何利用一部手機成為道路醫生——城市瀝青路面表觀健康狀態探究》等，課題貼合學生的日常生活，符合中學生的認知規律。為了能使中學生順利完成研究課題，由經驗豐富的教師對其進行文獻檢索、調研、研究方法、實驗技能及報告撰寫等方面的培訓。在此基礎上，再由課題指導教師團隊個性化指導學生開展課題研究，包括實驗設計、實地調研、實驗操作、數據分析、論文撰寫等，指導教師像帶教研究生一樣帶教他們。經過幾個月的研究工作，最后結題通過匯報答辯的方式舉行。答辯委員會除了評價研究報告內容、研究結果、創新性外，還要從報告撰寫的規范性、邏輯性，以及匯報的生動性、答辯的準確性等角度進行綜合評價。

三、科普基地運行管理探索實踐

高校作為高等教育機構，擁有豐富的教育資源、科研學術資源、實驗室資源，但這些資源都是在高校現有管理模式下有序運行。為充分保障青少年科普活動的規范有序開展，調動廣大教師自覺參與的積極性和創造性，使資源得以充分利用，實踐站在運行管理方面進行了探索實踐。

1.規范運行，制度保障。科普基地的建設與普及是一個長期的系統工程，為了使科普基地規范、有序發展，實踐站在建設、運行等環節建立了系統的管理制度。制度明確了基地的體制與管理、任務、組織架構及日常管理等內容。管理制度使得各個環節都能高效運轉，保證每一次科普實踐活動前都有詳細的活動方案和人員安排，活動結束后有全面的總結，并在在建設運行過程中不斷修正完善。

2.領導帶頭率先垂范，帶動教師積極參與科普活動。學院、實踐站及各系部領導雖然在教學、科研、行政等方面事務繁重，但仍然率先帶頭開設科普課程、指導中學生開展研究課題，他們是科普實踐站建設的組織者、推進者、監督者，更是科普實踐活動的參與者。領導率先垂范帶了好頭，在廣大教師中產生了積極的帶動效應，教師的積極參與使得各項科普實踐活動順利開展，過程精彩、結果圓滿。

3.創新機制體制，調動教師參與科普活動的積極性。為調動教師參與科普活動的積極性，創新機制體制，在晉升職稱或者評定工作績效時，把科普教育工作納入考核指標。一線教師具有豐富的專業知識、教學科研經驗和開闊的國際視野，他們針對交通領域熱點、焦點、突發公共事件，設計科普課程、研究課題，解讀事件背后的交通科學知識，取得了良好的效果。

4.加強實驗室科普隊伍建設，發揮實驗室資源的積極作用。大學實驗室擁有豐富的科普資源和科普環境氛圍，在科普中起到了不可替代的積極作用。為調動實驗室工作人員參與科普的積極性，實踐站在學院的支持下加強實驗室科普隊伍建設，鼓勵實驗室工作人員積極參與科普工作。通過業務學習不斷提升實驗室工作人員的科普課件制作、科普知識講解、科普作品展示，以及與青少年進行溝通的能力，起到了良好的效果。

5.建立協同機制，整合優勢資源，充分利用校內資源。除了將學院各專業方向實驗室納入科普工作體系，還通過校內院系之間的協同機制，將行政隸屬不屬于學院的軌道交通研究院、國家磁浮工程中心等單位的大型實驗裝備納入科普工作體系，形成合作互動機制，擴充科普實踐活動內容，實現校內資源效應最大化。

6.科普課程體系化、內容特色化、更新常態化。高校的科普基地一般代表了某一領域或學科的特色。實踐站依托學院廣大教師建設了道路工程、交通工程、軌道交通、運輸組織、交通信控、交通安全等方向科普課程體系，每一個方向都有特色課程內容，且課程內容是動態變化的，隨著時間的推移而變化，隨著資源的豐富而變化。

四、發展建議

經過幾年的持續探索，實踐站的科普活動模式和內容不斷創新、深化和拓展，運行管理體制機制不斷優化，進站的學生拓寬了視野，體會到了學習交通科學技術的樂趣。為了吸引更多優秀學生進站學習，科普活動在形式、內容上還需要不斷創新。建議：（1）重視“互聯網+交通科普”建設。運用多元化手段，充分利用和借助網站、微信公眾號、微博等平臺，拓展科普信息傳播渠道，強化移動端交通科學科普內容的推送，拓展傳播領域和空間。（2）發揮學院交通運輸學科教育和學術研究資源優勢，安排資深教師、行業大咖不定期舉辦線上交通科普講座。通過圖文、音視頻、在線直播等形式，將豐富的交通科學科普課程移至云端。（3）依托實驗室和研發平臺，建設開發虛擬仿真實驗，拓展科普實踐活動的實施空間，擴充實踐活動內容，彌補科普手段、場地不足的局限。

結語

青少年是國家的未來，交通強國是國家戰略，加強青少年的交通運輸科普教育至關重要。高校科普實踐基地的建設是一個系統性、長期性的工程，作為交通運輸科學普及的重要基地，探索構建層次多元、形式多樣、內容豐富、持續發展的交通運輸科普實踐平臺是實踐站長期重要工作內容和追求目標，最終實現交通運輸科普服務于社會、服務于交通強國和創新型國家的建設。