用打字机教科学

过时的技术如何通过叙述激发孩子们学习 STEM 概念的兴趣

作者和他讲故事的机器

莎拉·阿尔哈比

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


我坐在罗切斯特博物馆和科学中心青蛙展区的一个角落里,膝盖上放着一台打字机。通常我面前会排起长队,但那一刻没有,而且我的招牌对于那位父亲和儿子来说很明显,他们正匆匆忙忙地想在博物馆关门前尽可能多地参观。“故事即时打字”,招牌上写着,周围用恐龙和瓢虫的图案加以强调。

我为陌生人打字写故事。我已经做了很多年了。我曾在安大略海滩码头写过鬼故事,在纽约市的高线公园为游客写过蓝莓仙子,并在罗切斯特农贸市场为罗切斯特理工学院的学生写过关于善解人意的人工智能的故事。人们走到我面前,给我第一句话或某种想法,我就开始创作,大约七分钟后,我会递给他们一张半张奶油色的纸,上面写满了我的1926年产安德伍德便携式打字机的小号紫色字体。我使用打字机是因为它不容忽视——机械的敲击声和铃声与这台漂亮的机器本身一样吸引人——而且还因为当我完成时,这个故事是一个我可以交给耐心等待的人的实物。我已经写了超过800个故事,每个故事收费10美分。

去年秋天,就在码头风太大,农贸市场变得太冷的时候,我碰巧在罗切斯特大学的一次活动中遇到了罗切斯特博物馆和科学中心首席科学官丹·梅内利。我是该大学生物物理学的博士候选人——我研究比人类头发薄10000倍的玻璃滤镜,这是纳米膜研究小组的一部分——我构想的10美分故事项目是一种让我释放一些研究压力的途径。


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但是,当梅内利和我见面交谈时,他想知道我是否可以将这两件事——讲故事和科学——结合在一起。梅内利是一位教育家和 STEM(科学、技术、工程和数学)倡导者,他从我的项目中看到了一个利用叙事来教授科学概念的机会。梅内利邀请我周末在他的博物馆打字讲故事,我立刻抓住了这个机会。

这就是为什么我带着我的招牌和打字机坐在青蛙展区,当那位父亲和儿子走近我时。他们不知道,这将是我两天内打了十七个小时的第六十八个故事,而且我知道这将是我回家前打的最后一个故事。我感到疲惫和饥饿,手指都抽筋了。但我很开心。我喜欢讲故事。

我问那个男孩他想要什么样的故事。他很害羞,所以他悄悄地告诉他爸爸他想要一个关于三只小猪的故事。我问那个男孩我是否可以稍微改变一下他所知道的童话故事,让它成为他的故事并赋予它一些科学元素。他看着我,思考了一下,然后点了点头。我把纸放进机器里,然后开始打字。

大灰狼追赶三只小猪已经很久了。小猪会建造一个家,狼会来,吹一口气就把房子吹倒。小猪用木棍、稻草、砖头、玻璃、钢铁和铝建造了房屋,但是大灰狼总是能够把它们的房子吹倒。三只小猪跑了很久了,它们厌倦了跑步和不断建造新房子。所以它们打电话给美国宇航局的朋友,让他们把三只小猪送到太空。三只小猪住在国际空间站。

大灰狼雇了一枚俄罗斯火箭把他送上太空,他在无线电里告诉小猪,“小猪小猪,打开你们的气闸让我进去!”

但是小猪们在无线电里回应说,“不,我们不会让开,用我们下巴上的毛。”

“那我就吹气,我就会把你的房子吹倒,”狼说,他离开了火箭,漂浮到国际空间站,然后尽力吹气。

但是在太空的真空和微重力环境中,当狼吹气时,他向前的空气推动他向后,狼吹得太用力了,把自己发射到了火星。

使用叙事来教授 STEM 概念并不新鲜。事实上,甚至有一个新的首字母缩写词正在被广泛使用——STEAM,额外的“A”代表艺术。这是为了让儿童更容易接受科学的趋势的一部分,特别是女孩,希望吸引更大、更多样化的群体加入该领域。但是,平衡叙事需求和教学需求并非易事。故事太多,科学可能会迷失。科学太多,故事可能无法吸引孩子们。当我第一次在博物馆开始打字时,我发现自己过于密切地关注我从博士研究中了解的科学。以这个故事为例,这是我为一位名叫杰克的男孩写的,他和他的祖母一起来到博物馆

科学家杰克有一个假设。他认为,如果青蛙先伸展腿,它们会跳得更远。他认为,如果它们伸展筋骨并热身,就像人类运动员一样,它们会表现得更好。

因此,杰克获得了两组青蛙,他的实验组和他的对照组。每组有五只青蛙。他把实验组放在一个青蛙游乐场里,让它们跳来跳去两分钟——足够热身,但不足以让它们感到疲劳。他把对照组的青蛙放在它们无聊的笼子里,它们根本没有跳来跳去。然后,他把青蛙一只一只地放在他用米尺标记出来的地板上,然后轻轻地戳每只青蛙,让它们跳起来。他在笔记本上写下了每只青蛙跳了多远。

杰克发现,在游乐场里热身的青蛙平均跳了 50 厘米,标准偏差为 5 厘米,而对照组的青蛙平均跳了 30 厘米,标准偏差为 2 厘米。杰克写下了他的实验,并将其提交给《青蛙生物力学杂志》,经过一群其他青蛙科学家的审查后,它发表了。

这个故事中有很多好的科学——统计学意义、同行评审、仔细构建实验以测试明确陈述的假设——但杰克大约六岁。这个故事的数字太多了,无法发挥作用。而且,它很无聊。在祖母的帮助下,他可能会学到一些东西,但是这个故事本身永远不会起作用。

从那时起,我学会了更广泛地看待我在博物馆的目标。我仍然写关于跳到月球的青蛙、迷路的狗和非常非常酷的树屋的故事。但我把科学概念放在任何适合的地方,无论是讲关于宇航员的故事时谈论引力波探测器,还是在关于青蛙和蛇之间永恒的战斗的故事中强调良好的工程实践,或者只是试图确保当僵尸龙和吸血鬼龙在同一时间互相咬伤时产生的疯狂转变过程中遵循质量守恒定律。一个周末,一位名叫加比的年轻女性告诉我她想成为一名生物学家,她想要一个关于科学和巨型青蛙的故事。

“你能写一个关于那个的故事吗?”她问。

“当然,”我说。

青蛙科学家加比被叫到亚马逊雨林调查新发现的数十种新青蛙物种。她乘坐大型飞机从罗切斯特飞到里约热内卢,然后乘坐小型飞机到达丛林郊区,然后乘坐她见过的最小的飞机到达研究站,然后乘坐汽车、摩托车,最后徒步十二英里到达营地,自然主义者一直在通过卫星电话告诉他们新物种。

当她旅行时,一个故事开始浮现。气候变化导致温室气体和消耗臭氧的化学物质的稳定漩涡形成在丛林中的这一个地方上方,结果导致上方的臭氧层出现了一个巨大的空洞。臭氧层的空洞导致青蛙的 DNA 发生改变,并导致了最奇怪的突变。自然主义者发现了一只长满青蛙眼睛的青蛙,一只后腿打结的青蛙,以及另一只吐出整只苍蝇而不是吃掉它们的青蛙。这个营地将成为有史以来一些最激动人心的青蛙研究的中心。

但是,当他们最后走进营地时,那里已经是一片废墟。帐篷被撕破了,物资到处都是,被紫色的小蟾蜍咀嚼着。他们大声喊自然主义者,但是没有回应。

加比翻遍了废墟,发现了一本笔记本。“预期遗传漂变”是它的标题。其中列出了诸如“长腿”、“看到 X 射线”和“隐形”之类的特征,每个特征旁边都有一个复选标记和日期。一个特征旁边有一个摇摇晃晃的标记。“极端的巨型化和对人肉的饥饿,”上面写着。日期是昨天,条目旁边有一个皱眉的脸。

就在这时,传来一声巨响,好像有一个巨大的脚步声正朝他们走来……

当我打字完成后,我把故事读给她听,我们一起决定了标题——“预期遗传漂变”。她感谢了我,然后拿走了她的故事。那时,队伍里有了更多的人,我转向下一个孩子,问她,“你想要什么样的故事?”

About Karl J. P. Smith

Karl J.P. Smith is a AAAS Mass Media Fellow and current PhD candidate in biophysics, computation, and structural biology at the University of Rochester. He is the typewriting storyteller behind the 10 cent story project and is the co-creator of the Bench Warmer's Podcast.

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