每隔两年，美国密苏里州霍尔斯维尔中学的八年级科学教师苏珊·戈尔曼，都会将奥运会赛事引入她的课堂。奥运会本身已足够令人兴奋，但戈尔曼的学生们同样被她设计的、与学生们所观看的赛事紧密相连的教学活动所吸引。

她可能会让全班思考跳台滑雪的跳台为何必须设定特定的高度和角度，以及改变这些参数会产生什么后果。或者，在讨论短跑运动员离开起跑器的反应时间后，她会拿出micro:bit微型可编程电脑，让学生们开始测量自己的反应速度。她的目标是让科学走出教科书，引导班级提出问题，并审视周围世界的运作方式。

“虽然他们有望学到科学知识，但那并非我的最终目的，”戈尔曼说，“我追求的是让他们学会如何思考。我们探讨一个想法，花些时间，学习如何将数据引入讨论，学习如何进行有意义的对话，并理解事物的运作原理。这对我来说才是最重要的。”

随着夏季奥运会于7月23日开幕，像戈尔曼这样的教育工作者正在探索如何利用这一赛事，甚至往届的奥运素材，来设计教学。从研究运动员使用的科技，到思考运动项目背后的科学原理，专家们希望将赛事的兴奋感引入课堂，激发学生的学习兴趣。

测量运动员的表现

在激发热情方面，戈尔曼与学生同频共振。她会带来赛事片段，与全班一同观看，甚至一起欢呼。“当我观看比赛时，确实带有一点表演成分，”她说，“当迈克尔·菲尔普斯游泳时，有一场比赛非常胶着，我坐在椅子上尖叫。所以我们会在个人层面讨论这些。”

随后，戈尔曼会拿出工具，让学生们重现这些赛事中测量成绩的方法。教学资源从micro:bit（一种可定制的口袋大小电脑，用作传感器和计时器）到硬纸板、铝箔和尺子，不一而足。她特别感兴趣的一个领域是反应时间，例如击剑运动员如何感知自己得分。戈尔曼指出，许多运动员通过训练缩短反应时间——比如在跑道上离开起跑器所需的瞬间——以提高整体成绩。

在一节课中，她会让学生搭建一个简单电路，在micro:bit上启动计时器，并在电路接通时停止计时。或者，一名学生手持一把尺子，另一名学生需在尺子落地前抓住它，以此测量反应时间。“我们常做的一件事是问：‘你们在哪里见过类似的情况？’”戈尔曼说，“很多孩子参加过田径或其他运动。虽然他们对比赛感兴趣，但他们更想回答与自己相关的问题。”

运动员使用的科技

运动员所使用的科技，往往已融入他们运动所需的工具或装备之中。“当你关注科技时，最显眼的莫过于泳衣或球拍，它们能发挥特定作用，”美国国家科学基金会媒体事务专家约书亚·查莫特表示。该基金会曾与NBC Learn和NBC Sports合作，为2012年夏季奥运会制作了一系列视频。

这一名为“夏季奥运会的科学：运动中的工程学”的系列，包含九个视频片段，至今仍可在网上查阅，旨在展示科学、技术和工程如何深度融入现代体育。这些视频专为教师设计，邀请了包括短跑运动员尤塞恩·博尔特和举重运动员莎拉·罗伯斯在内的奥运选手，帮助学生更深入地思考STEM在现实世界中的应用。

STEM还能帮助史蒂夫·梅斯勒解释重达1400磅的雪橇在赛道弯道处为何看似能摆脱重力。梅斯勒是2010年温哥华冬奥会美国雪橇队的金牌得主，他通过自己联合创办的教育组织“课堂冠军”，将运动中获得的知识分享给学生，该组织致力于将STEM学科和社交情感学习融入课堂。

梅斯勒邀请其他奥运选手与学生合作，展示科学、数学和技术如何无处不在。例如，雪橇在垂直表面上看似移动的能力，可以成为教授牛顿第一定律（即运动中的物体倾向于保持运动状态）的绝佳切入点。该组织还可以引入关于向量和G力的课程。今年夏天，该组织已围绕东京奥运会开发了相关活动和内容，帮助教育者将学生与赛事的科学联系起来。“这有助于教师吸引学生参与，无论他们是否是体育迷，”梅斯勒说。

从奥运赛场到操场

乔什·莱文认为，要让STEM课程真正深入人心，还需要与学生的个人生活经历建立联系。莱文曾是美国攀岩队成员，该队最近结束了2021年奥运选拔赛。他曾与梅斯勒在“课堂冠军”合作，也曾单独与加州门洛帕克Synapse学校的初中生合作。

莱文承认，他在学校时是数学爱好者，并继续接受STEM教育，获得了东北大学机械工程学位。但他也认识到，并非每个人都能像他一样轻松掌握这些学科，因此他一直在寻找吸引所有学生的方法。“在STEM教育中，我认为一个非常重要的方面是让学生能在情感上与之产生联系，”莱文说，“对许多学生来说，他们很容易看到数字、物理，却无法在个人层面与材料建立联系。这看起来就像一门外语。”

因此，莱文会利用体育作为桥梁，连接学生的个人经历和STEM课程。例如，一节课可能涉及牛顿第三定律：每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。学生们会学到，在攀岩时，如果手抓住左侧的岩点，脚就需要在右侧找到支撑点。学生们可能从未攀过岩，但他们可能玩过操场上的攀爬架。“攀爬是人类固有的动作，每个孩子都能理解，即使从未接触过攀岩墙，”他说。

对戈尔曼而言，这也是这项工作的核心——找到一种方式，将学习带回学生身边，让他们积极参与。学生们或许不会成为科学家，也不会参加奥运会，但如果他们能培养出不仅观察世界，还能审视世界、提出问题并寻找答案的能力，她就觉得自己成功了。“对我来说，学年结束时孩子们能说‘我仍然不喜欢科学，但我喜欢这门课’，就是最高的赞扬，”她说，“那是因为我允许他们追随自己的想法和兴趣，所以他们愿意在那时投入学习。”