当前,科学技术已成为推动社会进步的核心力量,科学教育作为培养创新人才、提升全民科学素质的关键途径,其重要性愈发凸显。科技馆作为面向公众开展科学教育的重要社会场所,承担着传播科学知识、弘扬科学精神、激发科学兴趣的重要使命。2024年全年,北京科学中心累计服务全市200余所学校的10万余名师生开展科学教育活动,举办了1 400场科学教育活动。通过大量教师反馈,一个共识愈发清晰:科技馆不应只是“参观型”场所,更应是科学教育的重要拓展阵地。
展览与教育活动实践与成效
科学再发现”:展教融合的系统化实践
“科学再发现”是北京科学中心近年来重点打造的专题展览。展览围绕科学史上的关键实验,梳理从拉瓦锡的燃烧实验奥斯特的电磁发现、从杨氏双缝干涉果蝇遗传规律等多个科学进程,用展品讲“原理”、用实验讲“方法”、用故事讲“精神”。针对展品如何转化为课堂资源,中心研发了配套的课程资源包,包括教师教案、任务单、实验记录表、教学建议等,并开发“教师研修+学生实践”双向使用路径,让展品不再是单一的展示对象,而是学生开展探究学习的教具。


空气炮”科学实验体验

目前,这一展教融合模式已在多所学校试点应用。如朝阳区一所初中便将“杨氏双缝干涉”课程纳入校内科技节活动。托马斯·杨于1801年开展的双缝干涉实验是物理学史上里程碑式的实验,首次为光的波动性提供了确凿证据,挑战了牛顿时代主导的“微粒说”,是科学史上有名的“自17世纪以来关于光的本质争论”故事中的重要一环。展品在设计上忠实还原了双缝实验的原理和现象,让学生能从反直觉且有趣的现象出发探索光的奥秘。在学校科技教师与中心辅导员双师引导下,学生不仅观察到了实验现象,还完成了干涉图样测量、参数计算及误差分析。通过这个实验,学生不仅学习到了“波的性质”这样抽象的科学知识,还学会了类比推理的科学方法,同时在科技教师的引导下,深入思考了“实验能摆平争论,真的意味着实验能直达真理吗?”在认识到科学理论能被实验所证伪,但很难靠实验证实后,学生明白了科学探索永无止境的道理,课堂效果明显优于单纯参观。

多样化教育活动的开发
依托展览展项,北京科学中心开发了多样化的课程,包括人体与生命科学、工程技术与物理探究、跨学科主题探究、传统文化体验、计算机与信息科技、建筑与工程、数学逻辑、心理健康、航空航天、人工智能等主题。课程设计注重理论与实践相结合,旨在培养学生的科学素养、创新思维和实践能力。共计100余门的课程,面向不同年龄段的学生,从6岁到17岁均有适合的课程内容,主要面向周末和寒暑假来馆的青少年,以及工作日来馆的学校团体。通过多样化的课程设置,北京科学中心为学生提供了全面的科学教育体验,激发了青少年对科学的兴趣和探索精神。


“杨氏双缝干涉”课程

例如,结合主展馆四层“烟圈”展项和儿童乐园空气炮展项,科学中心开发了与空气炮相关的教育活动,至今已成功开展超20期。课程以趣味性与科学性并重的实验为载体,带领学生探索空气的奥秘。课程初期,采用简易牛皮纸筒搭配气球制作空气炮。虽然材料简单,但学生依然被空气推动产生的奇妙现象所吸引,初步感受到空气的力量。随着课程的推进,中心根据教学实践和学生反馈,对课程进行了多次迭代升级。第一次迭代,将简易的牛皮纸筒升级为色彩更友好的定制纸筒,并在纸筒上增设了可调节口径的出风口,学生不仅能自主控制空气炮力度,还能深度参与实验过程,探索力度与实验效果的关系。后期迭代时,为靶子增加了木质框架,并引入游戏化记分机制,将原本单纯的实验转化为充满竞技乐趣的科学挑战,极大地提升了学生的参与热情和团队协作能力。


光纤”展线课程体验

学生通过空气炮实验,直观感受到空气的存在和流动,深入理解冲击波震碎玻璃的原因,掌握“空气是实体、具有体积并占据空间”“被推动的空气会作用于其他物体”“空气炮弹呈圆环形”等核心知识。课程获得了热烈的反响,很多学生表示,通过亲手操作空气炮,第一次真切地“看见”了空气的力量,原来抽象的科学原理如此有趣。在游戏化挑战中,团队成员通过不断调整空气炮参数、优化发射策略,体会到了科学探索的乐趣和团队合作的重要性。
推动馆校合作深入发展,促进展览与课程协同提升
近年来,北京科学中心将馆校合作作为提升科学教育质量的重要抓手,通过不断完善机制、优化内容、拓展形式,推动展览资源与课程教学的深度融合,逐步构建起以合作协议为支撑、以教育需求为导向、以展课协同为特色的合作模式。
在机制建设方面,中心加强与北京市教委及区级教委的沟通协同,推动馆校合作从个别项目走向系统联动。截至目前,已与东城区、石景山区、丰台区、朝阳区、昌平区等8个区的教委建立了合作关系,通过签订框架协议等形式,明确双方在资源共享、课程开发、活动组织、师资培训等方面的职责,为持续推进合作打下了基础。例如,2024年,中心与石景山区教委签署合作协议,支持其建设科学教育实验区,推动区域科技教育资源统筹利用。
为保障合作项目高效运行,中心建立了馆校合作工作机制,联合展览、课程、传播等多个部门共同推进,并定期与合作学校沟通需求、交流经验,确保活动贴合教学实际。同时,中心还邀请教育、科技领域的专家组成顾问团队,为课程开发和项目设计提供专业支持,确保内容的科学性和可实施性。
在具体实施过程中,中心逐步形成了“走进校园+回到场馆”双向联动模式,在将优质展教资源送入课堂的同时,也积极引导学校师生走进展厅,开展深度学习和探究实践。以与北京市三帆中学附属小学的合作为例,中心多次派出科技辅导员进入学校,开展以人工智能、航空航天、科学家精神等为主题的项目式课程。与此同时,三帆附小全体学生分批走进北京科学中心,围绕“科学再发现”等专题展区,参与以科学实验复原、历史问题探究为核心的课程活动,把科学展品用起来、讲出来,实现了展览与课堂教学的有机结合。
馆校合作不仅带动了中心展览资源的教育转化,也为学校科学教育拓宽了实践路径,逐步形成了“以展促学、以学带展、展教融合、协同育人”的工作格局。
拓展教育边界:将科学课堂送到孩子们身边
在推动科学教育均衡发展的大背景下,北京部分地区尤其是乡村、偏远学校还存在科普资源匮乏、学生“进馆难、进城难”的问题。为打破地域限制,让更多青少年能够接触优质科学教育资源,北京科学中心启动了流动科技馆建设项目,旨在将科学知识与体验带到学校、社区,填补偏远地区科学教育资源缺口,助力实现科学教育公平化、普惠化。
北京科学中心流动科技馆采用展品、课程、讲解员三位一体组合模式。在展品方面,涵盖力学、电磁、仿生、光学等多个学科领域,精心挑选兼具趣味性与知识性的展品,如能直观展示力的传递与转化的“机械传动装置”、展示电磁感应原理的“电磁秋千”等,通过互动体验的方式,让公众直观感受科学原理。同时,流动科技馆配套开发了丰富的课程资源,根据不同展品及受众年龄层次,设计了实验探究课程、科普讲解课程等。例如,围绕仿生展品,开发“探秘仿生学”课程,带领学生了解自然界生物的独特结构与功能,以及如何将这些原理应用到实际生活中。此外,中心还配备了专业讲解员,他们不仅具备扎实的科学知识,还具备丰富的讲解技巧,能够根据受众特点开展生动有趣的讲解,引导公众深入探索科学奥秘。
流动科技馆采用灵活机动的工作机制。一方面,主动与各区学校、社区对接,根据对方需求制订服务计划,安排巡展时间与内容;另一方面,结合不同季节、节日及热点科学事件,策划主题巡展活动,如在科技周期间开展“科技前沿探索”主题巡展,展示人工智能、航天科技等领域的新成果。
自流动科技馆项目开展以来,取得了显著成效。2024年,流动科技馆共走进16个区,服务学校54所,受益师生超过90万人次。在北京师范大学良乡附属中学活动现场,学生围绕“仿生设计”主题开展小组调研和创意改造,结合展品进行实物验证,形成了一批富有创造力的学习成果。



“生命的律动”展线课程体验

展教队伍建设
作为首都科普事业的重要阵地,北京科学中心创新构建了“专家引领、志愿助力、内部支撑”三位一体的人才发展体系。通过整合高端智力资源、培育特色志愿队伍、锻造专业化职工团队,形成了层次分明、优势互补的人才梯队,为提升全民科学素质、服务北京国际科技创新中心建设提供了坚实的人才保障。
专家人才队伍建设
北京科学中心高度重视专家队伍建设,通过广泛动员高校、科研院所及企业的智力资源,构建了一支由学科领域专家、科普专家、教育专家、政策研究专家构成的专兼职专家团队,全面助力科学中心建设和发展。以“科学再发现”展览为例,展览策划团队分别来自中国科学院大学、清华大学等高校,国家自然博物馆、中国园林博物馆等场馆,北京第一六六中学、北京第一实验学校等中学,以及相关企业,确保内容的科学性和前沿性。
科学教育志愿者队伍建设
科学教育是一项系统工程,需要各方面的协同合作。除了专家资源,北京科学中心还充分发挥科学教育平台优势,联合高校、科研院所、学会组织、行业企业等主体,形成“招募—使用—评估—优化”全链条合作模式,构建起一支专业化、体系化、协同化的科学教育志愿者队伍。建立“业务汇聚人才、人才赋能业务”的闭环,打通展览策划、教育活动研发、展厅专业讲解、大型活动筹备、科技教师培养、老年科技大学建设等业务领域的人才流动通道,实现跨岗位、跨项目的动态调配与资源共享。
内部人才队伍建设
北京科学中心高度重视人才队伍建设,以职称评聘、岗位锻炼、复合培养为抓手,构建了一支结构合理、能力突出、适应新时代科普场馆发展需求的专业化团队。重点考查干部在展览策划设计、科学教育、活动组织等核心业务中的专业能力和实际贡献,优先推荐在重大工作、公众服务等方面表现突出的骨干人才。
启示
以更高的站位审视和谋划青少年科学教育工作
站在教育、科技、人才一体化协同发展的战略高度,紧密围绕教育普惠均衡发展目标,全面系统地审视和谋划青少年科学教育工作。场馆积极主动与各区教育委员会构建深度合作机制,通过搭建多元化的合作平台,如联合举办科学教育研讨会、开展“馆校合作”专题活动等,吸引更多学校参与,激发青少年走进科技场馆开展探究实践的热情。同时,充分挖掘流动科技馆的资源优势,创新运营形式,通过定期进校园、进社区,将优质的科学教育资源精准输送到青少年身边,扩大科学教育的覆盖面和影响力,让更多青少年能够便捷地接触到前沿科学知识和创新实践活动。
在深化馆校合作中全面推进展教深度融合
在展览策划的初始阶段,场馆工作人员应注重运用系统性思维,将展览内容与教育活动进行有机整合,构建起紧密的联动机制。通过深度挖掘展览背后的科学原理、历史故事和现实应用,结合青少年的认知特点和学习需求,将展览内容转化为丰富多样的课程资源。将场馆的课程资源与学校课程体系进行有效衔接,开发具有针对性的校本课程,为学校科学教育提供有力补充,实现馆校资源共享、优势互补。
构建科学完善的教育评价体系,提升科学教育质效
为确保科学教育工作的科学性和有效性,应建立一套全面、系统且具有可操作性的科学教育评价体系。在量化评价指标方面,不仅要关注青少年对科学知识的掌握程度,通过知识测试、项目答辩等方式进行考核,还要注重对其实践能力的评估,如实验操作技能、创新项目完成情况等。同时,建立多维度的反馈机制,定期开展面向学生、教师和家长的满意度调查,广泛收集各方对科学教育活动内容、形式、组织安排等方面的意见和建议。基于量化数据和反馈信息,构建持续改进机制,及时调整和优化教育内容、教学方法和资源配置,形成“评价—反馈—改进”的良性循环。通过科学合理的数据分析,精准把握教育需求,实现教育资源的高效利用,不断提升教育质量,推动科学教育效果全面提升。■

来源: 中国青少年科技教育工作者协会