大学化学, 2020, 35(11): 189-194 doi: 10.3866/PKU.DXHX202006081

科普

创新型化学科普设计与实践——以流行歌曲的化学密码为例

于靖弘, 卢诗芹, 梁文杰, 罗秦理, 卢红梅,, 徐海,

Innovative Chemical Popular Science Design and Practice: The Scientific Code of Pop Songs as an Example

Yu Jinghong, Lu Shiqin, Liang Wenjie, Luo Qinli, Lu Hongmei,, Xu Hai,

通讯作者: 卢红梅,Email: hongmeilu@csu.edu.cn徐海,Email: xhisaac@csu.edu.cn

收稿日期: 2020-06-29   接受日期: 2020-07-13  

基金资助: 2019年湖南省普通高校教学改革研究项目.  湘教通[2019]291号
2019年中南大学线上金课建设项目
2019年中南大学"课程思政"建设立项项目

Received: 2020-06-29   Accepted: 2020-07-13  

摘要

化学是改造自然的强大力量,为了让人们正确地认识化学,本科普教学团队在前期“名侦探柯南与化学探秘”选修课的基础上,创造性地以极具影响力的流行歌曲如“青花瓷”“泡沫”等作为切入点,选取歌词中的热点问题开展化学科普;围绕每个章节的化学选题,设计了内容丰富、读者喜闻乐见的七大科普互动环节,取得了很好的科普效果。

关键词: 流行歌曲 ; 名侦探柯南与化学探秘 ; 科普 ; 泡沫

Abstract

Chemistry is the force to transform nature. To let people have a proper understanding of chemistry, this popular science teaching team, based on the previously Finding Chemistry in Detective Conan, select creatively words from the lyrics of influential pop songs, such as "blue and white porcelain" and "bubble", as the hot problems for chemistry popular science teaching; based on the chemistry topic of each part, seven interactive episodes of popular science are designed, which are rich in content and popular with readers.

Keywords: Pop songs ; Finding Chemistry in Detective Conan ; Popularization of science ; Foam

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本文引用格式

于靖弘, 卢诗芹, 梁文杰, 罗秦理, 卢红梅, 徐海. 创新型化学科普设计与实践——以流行歌曲的化学密码为例. 大学化学[J], 2020, 35(11): 189-194 doi:10.3866/PKU.DXHX202006081

Yu Jinghong. Innovative Chemical Popular Science Design and Practice: The Scientific Code of Pop Songs as an Example. University Chemistry[J], 2020, 35(11): 189-194 doi:10.3866/PKU.DXHX202006081

《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016–2020年)》指出,实施青少年科学素质行动是“十三五”时期重点任务之一,同时提出加强公开课、开展科教活动、推动信息技术与科技教育三大措施推进高等教育阶段的人才培养机制改革。实施科技教育与培训基础工程、实施科普信息化工程也是该文件提出的重点任务[1]。然而,由于一系列社会、经济原因的存在,科普推广并不顺利,效果也不突出。我国科普事业发展还存在着许多亟待解决的问题,科普工作理念、模式、机制、评估等诸多方面都不同程度具有与新时代社会发展不相适应的情况[2]。传统的以中心广播模型为基础的传统科普只停留在对知识的简单呈现,科普形式也过于老套,被动式学习无法引起受众的兴趣。如何打破知识鸿沟和形式壁垒、提升科学素质课科普效果,成了大多数科普工作者苦苦思索的问题,科普工作仍然有很长的路要走。

化学作为自然科学的基础学科,揭示着自然界的规律,这些规律是不以人的意志为转移的[3]。然而,近些年来,由于化工行业污染较为严重以及连续发生的化工厂安全事故,导致部分人将化学妖魔化,加上传统的科普方式不能有效吸引孩子们的兴趣,化学科普处于举步维艰的状态。因此,利用科普工作者的力量将化学“去妖魔化”,重新培养广大青少年对于化学的兴趣刻不容缓。

一直以来,流行歌曲都具有深入人心的影响力。事实上,最早的流行歌曲集是《诗经》,《诗经》的作品产生于西周初期,至今已有近三千年的历史。《诗经》记录了当时的人们通过传唱歌曲的方式来表达并传承他们的思想和情感,至今仍然有着旺盛的生命力。随着社会科技的进步,当前的流行歌曲更是得到了巨大的发展,在社会各个领域的影响力都极为巨大,歌手鲍勃·迪伦甚至因为他的歌曲创作荣获了2016年的诺贝尔文学奖。作为当代青少年喜闻乐见的娱乐内容之一,流行歌曲在青少年间广为流传,可以说是当代非常典型的大众文化。与此同时,流行歌曲由于其数量众多,部分歌词里面也包含了丰富的科学知识。如果以流行歌曲作为科普载体,便很好地解决了科学门槛过高这一在科普实践中遇到的难题。显而易见,走时尚科普之路,正契合当下人们的审美意趣和品位。例如,在“天青色等烟雨,而我在等你”——周杰伦“青花瓷”中,就介绍了瓷器制作中的化学知识,同时又介绍了我国源远流长的瓷器文化,科普与人文相结合。因此,将科学知识巧妙地融入文艺作品中,引起读者对科学的兴趣,既达到了传播科学知识的目的,又通过对歌词的诠释,阐述了其中的审美价值,挖掘科学与文化传统底蕴的内在相关性,实现了科学知识和人文知识的良好融合。最终,以受众为中心,以化学科普为主线的创新型科普模式在徐海教授“名侦探柯南与化学探秘”取得成功的基础上[4-7]得以延伸,以流行歌曲本身所含的重要科普属性为基础得以优化。我们选取了9首在广大青少年中广为流行的歌曲作为尝试(详细科普文章见微信公众号:湖南省科普作家协会),每首歌曲所涉及到的主要知识主题见表1。

表1   结合流行歌曲的部分科普短文简介

序号科普文章名称歌名演唱者主要知识主题
1天青色等烟雨青花瓷周杰伦青瓷的烧制工艺、陶器发展简介、瓷器和陶器的区别、粘土随温度的变化、陶瓷烧制过程中涉及到的化学反应
涉及的核心化学知识:坯体中涉及到的氧化、分解等化学反应
2烟花易冷,人事易分烟花易冷周杰伦烟花五颜六色的原因与焰色反应、烟花易冷原因、烟花升空动力与黑火药、烟花的危险性、燃放烟花造成的环境污染、新型环保烟花与电子鞭炮
涉及的核心化学知识:金属的焰色反应。常见金属如铜、钙、钠等的焰色反应颜色
3燃烧我的卡路里卡路里火箭少女什么是卡路里、食物中的大卡与小卡、人体正常日均消耗卡路里量、运动及运动停止是否会消耗卡路里、正确减肥的五点建议
涉及的核心化学知识:生活中的化学——常见食物中卡路里的含量
4你把我灌醉,你让我心碎你把我灌醉黄大炜酒的化学成分、酒具有香气的原因、警察检查酒驾的原理、喝酒脸红的生理原因、喝葡萄酒的益处;饮酒过量的危害及适当饮酒
涉及的核心化学知识:乙醇的酯化反应、乙醇和酸性重铬酸钾溶液的反应
5点亮我生命的火火火火小苹果筷子兄弟苹果是红色的原因、燃烧的含义、燃烧三角及基于燃烧三角的火灾成因、干粉灭火器使用原理及使用方法
涉及的核心化学知识:中学化学知识:燃烧三角(可燃物、燃点温度、氧化剂)
6人不爱美天诛地灭品知识看我七十二变蔡依林口红、粉底液的化学成分、化妆品中的有害添加物、面膜、化妆棉、粉扑、化妆水化妆品的存与留、好与坏、人皮面具的可行性、易容术和特效化妆、3D打印能否打印人皮面具
涉及的核心化学知识:生活中的化学——化妆品中的有机化合物
7雪下得那么深,下得那么认真认真的雪薛之谦雪球越滚越大的道理、融雪剂简介、融雪剂化冰原理、融雪剂副作用、自制低温冰盐浴配方
涉及的核心化学知识:融雪剂(主要成分:氯化钠、氯化钾、氯化钙)通过与雪形成混合溶液,降低雪的凝固点
8这一瞬间有一百万个可能一百万个可能克里斯汀冰晶形成的本质、云中雪花的两种主要形状、世界上没有两片相同雪花的原因
涉及的核心化学知识:生活中的化学——大气与雪花
9一切都是泡沫泡沫邓紫棋光的反射、折射与干涉,表面活性剂的亲水基和疏水基与气泡的稳定存在
涉及的核心化学知识:表面活性剂的分子结构——亲水基与疏水基

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2019年5月,在湖南省科技周开幕式上发布相关科普改革信息立刻得到了广大媒体的关注和社会各界广泛好评,湖南日报两次发表评论员文章,认为“科普也可以很时尚”,对这样的科普创新予以高度评价。现本科普教学团队已在《知识就是力量》《科普时报》《科普湖南》等多家媒体开展连载,并与化学工业出版社签约即将出版相关科普图书;本文中的科普短文“泡沫”中隐藏的科学密码荣获2020湖南省优秀科普作品奖之科普短篇佳作一等奖第一名。由此可见,利用本方法进行科普工作的教学改革,创新地改变传统的科普教育“教”与“学”的关系十分必要。

1 利用流行歌曲开展化学科普的创新实践——以在《知识就是力量》杂志上发表的科普短文“‘泡沫’中隐藏的科学密码”为例[8]

“泡沫”是邓紫棋于2011年创作的一首歌曲,也是她的成名作,具有非常大的影响力。歌词“阳光下的泡沫,是彩色的。美丽的泡沫,虽一刹花火;你所有的承诺,虽然都太脆弱”中又包含着相关物理以及化学知识,如泡沫为何在阳光下是彩色的、泡沫为何能在一段时间内稳定存在等,涉及到了光的反射、折射、干涉、化学中表面活性剂亲疏水作用等知识。

为了将以上所涉及的内容有机地穿插结合起来,我们将内容分成类似电视节目的多个栏目,再按栏目设计知识点而构建科普体系。具体包括温歌词、学知识、走四方、炫魔术、聊周边、做习题、作总结七大部分。集科学性、先进性、实用性和艺术性于一体,互动性很强,读者有“身临其境”之感,大大增强了读者学习化学等科学知识的积极性和主动性。每一部分的具体设计详见表2。

表2   “泡沫”各个科普环节的具体设计

序号环节设计内容介绍
1温歌词通过邓紫棋的“泡沫”中的相关歌词,切入泡沫的性质,引发读者对相关科学知识的兴趣
2学知识通过日常生活中常见的泡泡相关现象介绍相关科普知识:光的反射、折射与干涉,表面活性剂的亲水基和疏水基与气泡的稳定存在
3走四方介绍市面上的各种气泡现象,例如可以装人的巨大泡泡、可以手抓的泡泡,并介绍科学原理
4炫魔术利用丁烷燃烧的热量被洗洁精的泡沫所夺走的原理,展示了徒手操控火焰这一“化学魔术”,可供读者在读完后自行实验
5聊周边介绍歌曲的词曲作者及演唱者的有趣信息,可以有效实现粉丝引流
6做习题结合“泡沫”的科学知识推出若干原创的化学习题,以单选题为主,对读者的学习效果进行检测,增强读者对于知识的理解
7作总结对本文的知识点进行总结,体现化学是人们息息相关的好朋友,让读者感受到人类认识世界、改造世界的能力,传递正能量

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2 从案例“‘泡沫’中隐藏的科学密码”中分析本科普模式的科学性、通俗性、趣味性、思想性

随着科技进步与社会发展,人文素质教育与科学素质教育的相互融合已成为时代的要求,而科普工作正是加强全民素质教育和实施创新驱动发展战略的重要途径之一。与此同时,STEAM (科学S+技术T+工程E+艺术A+数学M)综合教育理念也越来越得到大家的认同。科普工作不但要具有科学性,更要强调通俗性、趣味性、思想性。下面笔者将结合“‘泡沫’中隐藏的科学密码”进行具体说明。

2.1 科学性:实事求是,理论讲授与实践实验相结合

本科普设计以“泡泡”为起因拓展到对于泡泡本质的思考,在科普过程中提及了物理、化学的相关知识。其中泡泡的本质、光的干涉现象、泡泡中的介质界面、光影变化的原因、泡泡如何稳定存在等内容的论述均采用了严谨的语言风格和叙述方式,务求内容真实、准确,例如,表面活性剂分子结构组成介绍如下“一端为亲水头基,另一端为疏水尾链。亲水头基受到水分子向下的吸引力,但这种吸引力显然弱于水分子之间的吸引力,原因是亲水头基的极性弱于水分子;疏水尾链受到空气分子向上的吸引力,且这种吸引力要强于空气分子与水分子的吸引力,原因是相对较大的体积使疏水尾链可以与更多空气分子接触,同时更弱的极性也使疏水尾链能更好地与空气分子互相融合吸引。因此,整体而言,向下的引力减弱,向上的引力上升,表面活性剂分子的受力不平衡状况要弱于水分子,因此有表面活性剂分子排列的水溶液表面,显然比单纯的水分子表面受力不平衡的情况要弱,宏观上看,就是表面张力降低”[8]。严谨的介绍确保了向不同年龄的读者特别是青少年读者提供与普及正确的科学知识。科学合理的习题设置既起到了督促学生学习的作用,又打消了家长对于科普教育能否让孩子真正掌握知识的疑虑。此外,还开设了“科学魔法秀”的炫魔术实验部分,根据丁烷气泡易燃,燃烧过程中气泡破裂吸收大量的热,加之手上水的保护,使得火焰在燃烧完后立即消失的原理,设计了徒手操控火焰这一奇妙的实验。用实验验证理论,能够使受众更为信服,从而达到引导受众更多地参与到其中,起到宣传与普及科学知识的作用。实验实际操作见图1。

图1

图1   结合流行歌曲的科学知识,引入相关的趣味化学魔术

此处结合泡沫推出徒手操控火焰的魔术


2.2 通俗性、趣味性:以小见大,化抽象为具体

本方式在以流行歌手的歌曲作为切入点,拉近了与读者的距离,让读者的兴趣度提升。同时,科普知识内容以小见大来描述了物理学中光学的小部分内容,从而引起读者的阅读兴趣与后续的探索热情;在语言上,用通俗易懂的科普语言与温和而有力度的叙述方法,讲清对读者而言可能很复杂与晦涩难懂的物理知识,化抽象为具象,辅助图像传达一种能为大众所接受的科学方法与科学思想,在传播科学知识的同时增强了科普作品的可读性。

2.3 思想性:以人为本,促进学生均衡发展

本方式不局限于介绍相关知识,更致力于开拓学生眼界,利用科普工作者手中的资源让受众了解本科普内容相关的知识、文化、名胜等,陶冶情操,增长见识;此外,我们还力求锻炼学生的总结提炼能力,为以后自主学习打下基础。总体来说,科普教育版块传递出科学的乐趣性以及实用性;人文拓展版块力求塑造受众正确的人生观、世界观、价值观。将人文科学的模式与自然科学的内容恰当结合,能够有效提高广大人民群众的科学文化素质以及促进我国现代社会精神文明与物质文明的建设。

2.4 “流行歌曲中的科学密码”创新科普的应用效果

2019–2020学年第二学期,我们在中南大学“名侦探柯南与化学探秘”选修课中加入了“流行歌曲中的科学密码”的写作环节,要求每位学生选择一首自己喜爱的流行歌曲来介绍相关的科学知识。同时,本科普教学团队对这一科普创新的反馈情况进行了问卷调查,得到具体反馈情况见表3。

表3   问卷反馈情况(节选)

题目\选项非常同意比较同意基本同意不太同意反对
通过引入流行歌曲,增强了趣味性,提高了科普效果61 (69.32%)22 (25%)4 (4.55%)1 (1.14%)0 (0%)
通过结合流行歌曲开展科普,这一想法很有创意70 (79.55%)15 (17.05%)1 (1.14%)2 (2.27%)0 (0%)
通过结合流行歌曲开展科普,科学内容包罗万象,丰富了不少你的科学及人文知识64 (72.73%)16 (18.18%)6 (6.82%)1 (1.14%)1 (1.14%)
通过结合流行歌曲开展科普,通过融入中国传统文化、科技的创新性等课程思政的相关内容,弘扬了社会主义核心价值观58 (65.91%)18 (20.45%)11 (12.5%)1 (1.14%)0 (0%)
通过结合流行歌曲开展科普,让我明白了生活之中处处有科学67 (76.14%)13 (14.77%)7 (7.95%)0 (0%)1 (1.14%)
通过结合流行歌曲开展科普,提升了我对化学的喜爱53 (60.23%)22 (25%)11 (12.5%)2 (2.27%)0 (0%)
我觉得值得推广这种结合流行歌曲开展科普的模式67 (76.14%)16 (18.18%)4 (4.55%)0 (0%)1 (1.14%)

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通过对88份学生问卷调查分析可知,学生普遍反映通过引入流行歌曲,增强了趣味性,提高了科普效果,对此表示非常同意的达到69.32%,如果加上对此比较同意或者基本同意的学生,合计(下边简称认同率)达到98.86%的学生认可这一理念。通过完成相关的流行歌曲的科学密码的科普作业,学生们对于利用流行歌曲来开展科普的各个维度的认可度都非常高,通过结合流行歌曲开展科普,认为“这一科普很有创意”,并且选择“非常同意的”的高达79.55%,此外,选择“非常同意”的各个调查项中,认为“丰富了科学及人文知识”的高达72.73%,“弘扬了社会主义核心价值观”的达65.91%,“明白生活之中处处有科学”的高达76.14%,“明白了化学的重要性”的高达67.9%,“提高了学习知识的主动性”达62.96%,“提升了对化学的喜爱”达60.23%,“值得推广这种科普模式”高达76.14%;从认同率的角度来对这几个调查项进行判断,则基本上达到了98%–100%!这些统计数据的结果充分表明“流行歌曲中的科学密码”这一科普创新实践已经初步达到了科学性、通俗性、趣味性、思想性的要求,实现了科普的目的。

3 结语

以受众为中心,以化学科普为主线,通过流行歌曲来开展科普的创新模式在科普推广中可谓意义非凡;同时这种模式也可以作为一种可供借鉴与复制的方法,可以进一步来推广流行歌曲中所蕴含的物理学(例如张信哲的爱如潮水)、生物学(例如展展与罗罗的沙漠骆驼)、天文学(例如逃跑计划的夜空中最亮的星)等其他科学知识以及历史(例如林俊杰的曹操)、地理(例如赵雷的成都)等其他人文科学知识,具有相当广阔的科普推广前景。

参考文献

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