一枚小齿轮在大齿轮的内侧咬合、滚动。纸面上，笔尖随着齿轮的轨迹缓缓游走。“哇！画出来了！”通用技术教室里，高一（21）班的同学们正围聚在桌前，看着草稿纸上那朵规整的“四叶草”兴奋不已。

站在他们身旁的，是清华大学的高云峰教授，也是曾深度参与我国神舟十号“太空授课”方案论证的幕后专家。

4月9日上午，金陵中学江心洲校区迎来了一堂特别的跨学科公开课——《寻找四叶草》。清华大学航天航空学院高云峰教授亲口授课，带领同学们开启跨学科的探索之旅。

一节特别的科学课， 制作一个物理装置画出“四叶草”

从斐波那契数列引入，高教授抛出了一个有趣的自然现象：植物叶片的生长往往遵循0.618的黄金分割比，因此我们在自然界中极容易见到三叶草，却难见到四叶草。

“自然界里罕见，但我们可以自己造。”高教授话锋一转，抛出了今天的任务：利用提供的4个大小不一的齿轮和电钻，尝试设计一个简单的物理装置，画出数学方程式（r=a cos 2θ）里描绘的“四叶玫瑰线”。

这绝不是一道在草稿纸上演算的常规数学题。学生们需要讨论采用哪几个小齿轮，在大齿轮上做记号，并用电钻打孔，看哪组能用最少的试探次数，画出理想的四叶玫瑰线。

面对真实的挑战，最初，有的同学显得十分谨慎。在课堂上，高教授特别注意到有一组学生极其聪明，一直在纸上进行复杂的理论计算，但因为缺乏动手实践的环节，最终没能在课内成功画出图形。

“算不下去了怎么办？在实践中稍微调整一下可能就解决了。”高教授补充道，“科学的发展本就包含理论分析与实际操作，两者相互启发，才能事半功倍。”

“当亲手完成作品时，我们获得了巨大的成就感”

作为班里第一个成功画出“四叶草”的团队成员，张誉腾难掩兴奋。当被问及这节课与平时课堂最大的不同时，他表示，“这节课最大的不同，是不以单纯学习知识为目的，而是培养我们解决实际问题的能力。这堂课把数学、物理、语文和通用技术等不同学科高度融合在一起，这在平时很难体会到。”

同班女生骞子悦则对团队合作与动手实践感触颇深：“大家各有所长，思维碰撞在一起，就会产生新奇的想法。在这个过程中，我们不仅训练了通用技术课上的动手能力，比如需要自己打孔；还运用到了物理中‘圆周运动’的知识，真正把课上学到的知识活学活用，去解决实际问题。在亲手完成这件作品时，我们获得了巨大的成就感。”

当同学们围在一起激烈讨论、为一个小齿轮的轨迹绞尽脑汁时，教育变革的齿轮也在缓缓移动。

给一线教师做示范，把自己对课标的理解传达给学生

这既是一堂科学课，也是一堂思政课。高云峰教授将这堂《寻找四叶草》的课程定义为一个“新的时代寓言”：“我们不是让一群人去抢同一个东西——你找到了，别人就没有了；而是我们要去共同创造，我们的格局就高了。”“寻找四叶草的过程，其实就是创造幸福的过程。迈向成功的道路注定充满挫折，但只要你不懈努力，最终一定会迎来属于你的成功。”

据了解，高云峰教授长期从事航天航空方面的教学和研究，在卫星轨道与姿态控制方面成果丰硕，他还特别热心于中小学科学教育，参与了国家义务教育《科学》和高中《通用技术》课程标准的制定，累计培训教师超过百万人次。他写的《创造力培养》入选“中国好书”，《异想天开的科学游戏》被教育部推荐为全国青少年科普阅读书目。他的学生覆盖大中小学幼儿园以及航天员。

作为一名大学教授，高教授为什么乐于走到一线给中小学生上课呢？高云峰教授表示：“我参与了国家义务教育科学课程标准的制定，也参与了高中通用技术课程标准的制定。我深知，课标制定之后，教材按照课标写，会稍微损失一点点信息。然后，老师拿着课本上课，又会损失一些信息。我想，有机会的话，我就直接深入到大中小幼儿园，直接给他们上课，把自己对科学和技术工程的一些理解，直接传达给学生，同时也为一线教师做一些示范。比如，如何考虑把不同学科融在一起，变成一节自然的探究课，如何让学生在这堂课里既收获知识，同时又得到心智和思想上的启发。”

实习生 黄越 扬子晚报/紫牛新闻记者 王颖

视频 王颖 薛超

校对 陶善工