邹新伟 张娜 张伊晨 李锋 段飞

摘要好奇心是人的天性。激发青少年对科学的好奇心，培养他们对科学的兴趣，科技馆责无旁贷。目前，国内科技馆对好奇心的研究与实践还普遍不足。参照相关理论，通过国内外实例，总结梳理科技馆激发青少年科学好奇心的实践与方法，在展教设计中引入故事、问题、情境、现象、体验、人文、探客要素，同时对好奇心开展理论研究与机制创建，以发挥科技馆在科技创新人才培养、特别是形成具备科学家潜质的青少年群体方面的作用。

关键词好奇心创新人才培养非正规教育科技馆

0 引言

在“十四五”以及更长时期里，大国竞争加剧和新冠疫情肆虐等多重因素影响下，中国面临的国内外环境发生了深刻复杂的变化，我国的经济和社会发展对加快科技自主创新提出了更为迫切的要求。同时，在新的历史条件下，需要依靠中国自己的教育体系不断培养出大批高水平的科技创新人才，以满足国家创新驱动发展战略的实施。

如何在新时期培养科技创新人才，科技馆能否在其中担当一定的角色？习近平总书记2020年9月11日在科学家座谈会上指出，“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体”[1]。习近平总书记的讲话，为科技创新型人才的培养和科技馆的科学教育指明了方向。国家和部分省市已率先鼓励开展好奇心驱动的基础科学研究项目。未来的科技馆，可以把“激发和培养青少年对科学的好奇心”作为传统科普向人才培养模式转变[2]的突破口和着力点之一。承载非正规科学教育重要职能的科技馆，如何激发和培养青少年对科学的好奇心，是值得认真思考和深入研究的课题。

1 激发青少年科学好奇心的重要意义

好奇心是个体对新异和未知事物想知的倾向，是个体重要的内部动机之一。西塞罗（Cicero）曾言，好奇心是“與生俱来的对学习与知识的爱，没有利益的诱惑”[3]。亚里士多德（Aristotle）认为好奇心是对信息的内在渴望[4]。许多伟大的发明创造都源于科学家的强烈好奇心。正因为对从树上掉落的苹果、烧水壶上冒出的蒸汽、摇晃的吊灯充满了巨大的好奇，牛顿发现了万有引力，瓦特改良了蒸汽机，伽利略发现了单摆。

作为个体重要的人格特征，好奇心一直受到哲学、教育学和心理学等领域众多学者的关注，从各个方面对好奇心的概念、本质、发展特点等进行了研究，形成了不同的理论观点，对于我们研究科技馆如何更好地激发好奇心，提供了参考依据。

1.1 能够保持青少年热爱科学的原始本能

好奇心的本能论认为，好奇心是人类的天性，人类的许多思索性倾向和科学倾向都植根于好奇心之中，好奇心是一种人类的基本本能[5]。詹姆斯（William James）认为，有一种好奇心即“科学好奇心（scientific curiosity）”，是对一种不一致或者自身知识差距的反应，这是人类特有的本能[6]。

对科学的新奇充满热望和向往作为一种人类的原始本能，从童年起就植根于青少年心中。在成长过程中，随着社会各种诱惑导致吸引力分散，以及学业压力对一些兴趣爱好带来的抑制，其对科学的兴趣逐渐降低。科技馆就要通过激发青少年的好奇心，唤醒和保持他们热爱科学的原始本能，对科学始终保有一颗“童心”。

1.2 能够调动青少年探索科学的内在驱力

好奇心的驱力论认为，好奇心是一种原始驱力，“人类本能地想了解我们周围的世界”，这种原始的“生物内驱力”能激发探索行为。对有机体（蟑螂、猴子再到人类）行为研究发现，当他们的感官输入被剥夺时，他们会寻找信息以满足“对信息的渴望”。这种好奇心引发的探索得以促使有机体将不确定的不愉快性降到最低[7]。功能性磁共振成像（fMRI）研究发现，好奇心越强，大脑中负责预期回报、错误预测和记忆的区域活跃度就越高，参与者愿意为获得答案消耗的资源越多，而且他们以后记住这些信息的可能性越大[8]。

好奇心作为一种内在动机，是人类试图搞清楚世界的倾向性反应，是由与预期不一致所引起的。科技馆通过多种方式“挑战”青少年现有的心智模式，有效激发他们的好奇心，提升其学习科学的动力，强化其探索科学的愿望。

1.3 能够培养青少年投身科学的品格特质

20世纪后半叶以来，更多研究者从人格特质出发探讨好奇心。他们并不否定好奇心的动机状态属性，认为状态好奇心表现是短暂的、变化不定的，而特质好奇心表现为稳定的、持久的人格特征[9]。美国课程再设计中心的比亚利克（Maya Bialik）等将好奇心视为品格素养的重要内容，是21世纪品格教育6种主要品质之一，并将其与正念、勇气、修复力、德行、领导力一起构成的品格教育视为21世纪关键和必要的权利[10]。

好奇心是科学工作者必备的品格特质，正是由于牛顿、爱因斯坦这些科学家对自然强烈的好奇心，才引领我们步入了科学时代。基础研究的发展常常受到阻碍、难以持续，很重要的原因就是自由水平或物质压力等导致好奇心被扼杀和磨灭。科技馆通过激发青少年的科学好奇心，有利于其培育科学精神，具备科学家潜质，形成庞大的科学家“后备军”，推进中国科技创新发展。

2 科技馆激发青少年科学好奇心的现状

科技馆作为普及科学知识、传播科学思想和科学方法的重要平台，是面向公众尤其是青少年开展经常性、群众性科普展览教育活动的重要阵地，对提高国民科学素质、培养青少年的科学兴趣，使青少年具备科学家潜质发挥着重要作用。有学者认为，好奇心是一种习得性内驱力，具有后天可塑性的一面。作为重要的非正规科学教育机构，科技馆必须把激发和培养青少年科学好奇心作为重要使命，既区别于学校的正规科学教育，又对学校教育进行有益补充。

从国内科技馆现状看，对这方面的研究和实践还普遍不足：有的缺乏相应的教育理念，注重科学原理和知识的介绍，忽视“四科”（科学知识、科学精神、科学思想和科学方法）的完整性教育体系构建，忽视青少年对科学魅力的感受和科学创造的过程探究;有的不根据自己的功能、层级地位、地域特点和资源情况因地制宜地确定展览主题和内容定位，“展示教育目标往往没有明确的科学概念，导致许多展览的主题意识是空洞的、没有具体科学内涵的”[11]，盲目模仿和照搬其他兄弟场馆的展览，造成“千馆一面”现象;有的对展览内容解读和阐述过于理性，通俗性不足，简单拼凑展品展项，缺乏逻辑性、故事性和情节性，提不起青少年关注的兴趣;有的展示手段落后、创新不足，展项的参与性和互动性不够，缺乏感官冲击力和艺术感染力，难以调动青少年认真探究的欲望;还有的重“展”轻“教”，开展的教育活动也往往内容空洞、形式雷同，效果差强人意等。

创新的动机与个体的价值取向紧密相关。创新动机可分为两种不同类型：好奇心与功利心[12]。好奇心源于内在价值，追求的是情感上的满足;功利心来自外部评价，论文、专利、奖励确实能够成为科学研究的强大动力，但功利心难以驱动真正的创新，尤其是颠覆性创新，因为这些创新的源头在于基础研究。中国的基础教育还是以追求考试成绩和升学率的传统教育占统治地位，教育改革的进度和效果，远不及社会的期望和预计。传统灌输式教育，是培养青少年的好胜心和功利性，而不是好奇心。同时，在升学率等巨大压力下，以追求好的考试成绩为目标的知识记忆为主的学习，可能抹杀了青少年个体天生的好奇心，甚至扼杀其创造力。

以人为本的科技创新人才培养模式，需要构建好奇心驱动的科教融合体系。这就需要在基础教育阶段，加强以激发和培养好奇心为目标的科技馆等非正规教育与学校教育的融合发展，从基础教育阶段开始，加强对青少年科学好奇心的培养。

3 科技馆激发青少年科学好奇心的优势

3.1 创新理念

科学教育作为科技馆的核心功能已经成为业界的共识。纵观世界科技馆的发展历史，其发展过程就是科学教育理念观念不断创新的过程。1996年，美国推出其历史上第一部《国家科学教育标准》，强调要保持学生的科学好奇心，帮助学生发展三种科学和理解能力，以之为基础逐渐形成了“知识与技能，过程与方法，情感、态度、价值观”的“三维化”科学教育目标，得到广泛认可和接受。

2000年建成开放的英国 At-Bristol 科学中心，是欧洲著名的互动型科技馆。该馆在2017年完成了展馆理念的升级，更名为“我们是好奇的人”，建馆立意也改为“好奇心是驱动艺术和科学探究的引擎。我们生而就有好奇心。好奇心是美妙答案的种子，这些答案引发深度学习和全新发现。拥抱新的视野，建立一种好奇心的文化。”建构并传播独具特色的好奇心文化，由“让所有人接触到科学”向“建立好奇心文化”的展馆理念变化，成为了好奇心影响下科技馆自我变革的典范。广东科学中心为了培养青少年对科学探索和技术创新的好奇和兴趣，自主开发了“科学观察工具”临时展览和“创意机器人进校园”教育活动，获国内首个亚太科学中心协会（ASPAC）创意科学展项奖（2014年）和创意科学传播奖（2013年）。

科技馆在公众非正规科学教育和青少年“创新能力培养”中的重要角色定位，具备区别于学校教育的巨大优势，这也是科技馆的价值所在。必须在理解科技馆本质、特征的基础上，研究、学习和借鉴世界先进科学教育理论，探索适合我国国情与现状的科技馆教育理念，将激发和培养科学好奇心作为科技馆新时代发展的重要使命和内在动力。

3.2 创新机制

从世界科技馆发展的历程来看，政府对于科技馆教育机构性质的认定，对于其教育效果的评判，对其定位和发展至关重要。建议各级政府充分认识科技馆作为教育机构的社会角色，在终身教育、创新能力培养方面的重要地位，将其纳入国家整个教育体系之中，给予与学校教育类似的财政经费、人才培养等政策支持，以充分发挥其培养科学家“接班人”的独特优势。

对于科技馆自身而言，一方面要对自身的本质属性及职责使命有更清晰的认识，另一方面要深刻洞察时代特征对科技馆发展提出的要求和呈现的趋势，主动应变，积极求变，在队伍建设、考核评价、资源投向等方面探索建设新的制度机制，引导形成科技馆培养激发青少年科学好奇心的新能力、新优势。

4 科技馆激发青少年科学好奇心的创新举措

4.1 展览开发

从好奇心的理论研究[13]得知，好奇心与预期不一致之间存在一个倒 U 形的关系，违背期望的程度越高，好奇心越强。可以通过制造预期背离，将青少年导向“知识缺口（差）”，激发和培養好奇心。在科技馆展览开发中，可以采用的方法有：呈现矛盾[14]、探究式学习和基于问题的学习等[15]。研究者认为，学生对某个主题重视程度越高，学生对所知信息的自信程度越高，这个“知识差”就越大，产生的好奇心可能就越大[16]。因此，参照相关理论，我们可以得到激发青少年科学好奇心的路径，如图1所示。

4.1.1 故事和问题，激发好奇心

创设一个好的故事和问题，是吸引青少年并激发好奇心的利器。

广东科学中心的“科学观察工具”临时展览，以“看”为切入点，以“科学观察工具”为载体，以突破人类视觉局限提升观察能力为展示故事线，分成“视觉的奥秘”、“大开眼界”和“‘声音看得见’活动区”3个展区。展览以独特的视角和线索，展示人类如何挣脱自身生理局限发明系列科学观察工具的故事，超出了青少年的一般认知，激起他们强烈的探寻欲望。英国布里斯托（Bristol）科学中心新设的“好奇心展区”有个“泡沫问题”展项。它模拟并解答百慕大神秘三角“无故”沉船之谜。观众操作一个小船通过不断冒出泡沫的区域，小船就下沉“消失”，并进一步了解到是因为冒气泡的区域，流体的密度明显下降，导致小船不同部分受到的浮力不均匀导致小船倾覆下沉。

对解答著名的百慕大神秘三角问题的好奇心，将驱使观众去探索科学的真相。

正如上述案例一样，科技馆的展览或展项线索若能构建一个引人入胜的故事，或能解答一个一般人不知道答案的问题，将可以很好地激发观众的好奇心。

4.1.2 生动情境，激发好奇心

美国自然历史博物馆近期开发的“神秘的海洋（Unseen Oceans）”巡展，主题是探索新技术是如何帮助科学家研究海洋和生活在其中的生物的。该展览有若干逼真海洋环境的设置，如通过平行的平面镜和灯光一起营造海洋的深邃，海洋深度与相应海洋生物标本的形象陈列，以及立面与地面立体投影加海水波浪声音让人置身海边沙滩等。根据情境教学法理论，有目的创设以形象为主体的生动情境和精彩问题，可以激发受众的好奇心，通过上述设计，让人有身临其境的感受，激发青少年对神秘海洋的好奇心。

4.1.3 新奇现象，激发好奇心

基础学科领域，特别是科技馆的经典性物理方面的展项，可以创设许多让一般青少年观众“意外”的现象，激发他们进一步探究科学的好奇心。

美国探索馆的“光岛”利用展项特制的白光通过三棱镜、凹透镜、凸透镜、滤光镜、平面镜等发生的光学现象，让观众激发探究光学的好奇心。

英国布里斯托科学中心的“好奇探索区”设置的“伯努力升力”展项，是通过互动参与探究物理学规律的项目。观众将圆盘悬停在出风口下方，将圆盘的平面部分向上推到出风口下面，直到它自己“留”在那里，在圆盘和空气出口之间有一个小的间隙。观众注意空气是被吹出来的而不是被吸入的，圆盘能够“平衡”地悬在空中，这个“奇特”现象，激发观众的好奇心去探索其背后的原因—伯努力升力。

4.1.4 奇特体验，激发好奇心

根据情境教学法，在科技馆内创设高新科技的“新、奇、特”体验项目，可以激发青少年对高新技术和背后科学原理的好奇心和兴趣，从而增加他们探索科学、勇攀高峰的动力。

例如辽宁科技馆的互动展项“360°自行车”，观众踏上固定在轨道上的齿轮单车，可控制单车的速度实现360°环路骑行，可以使观众感受在太空骑行的感觉。中国科技馆的“三维滚”环展项，一直是观众最喜欢体验的项目之一。观众将充当“宇航员”在三个自由度空间旋转中体验航天员在太空中工作的感觉。以上两个航天类体验项目可以激发观众对航天员在太空工作状况的好奇心，从而提高观众对航天科技的兴趣。

4.1.5 人文经典，激发好奇心

博物馆展品的“真”和“历史经典”，结合科技馆展品的交互性，科技馆与博物人文融合可以更好激发青少年对科学的好奇心。

广东科学中心“岭南科技纵横”展馆的互动展项“最早的舵”，采用东汉陶船复原模型有机结合新媒体技术，观众左右摇动手柄，控制陶船模型中舵的摆动，观察含舵的船底镜面影像与多媒体中舵在水中的流体力学结合实时现象，探索舵是如何影响水流、控制船的前行方向，互动方式生动有趣。采用博物馆的复原实体模型的展陈手法融合科技馆的互动教育手法，提高对青少年的吸引力，激发青少年对岭南历史、文化与科技了解的好奇心，激发他们对家乡科技文化的成就感和自豪感。

4.2 教育活动

探客教育活动，目标是培养想象力、实验动手能力和创造力。也是一种 STEM 教育（STEM 教育，科学 Science，技术 Technology，工程 Engineering，数学 Mathematics）。 STEM 教育特别提倡个性化和创造力的发展，同时也特别提倡学科之间的整合和融合。 STEM 教育中每个需要学生解决的问题，是比较接近真实实际的问题，它可以锻炼学生的思维能力，探究的并不是已知结果的问题，心理学上把这种有明显的边界条件和操作路径的问题称之为定义优良的问题。很多未知结果的、接近真实的问题，生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。

探客活动的项目中，每个人都能做出“自己的作品”来，不断实践解决未知问题和对“自己的作品”的成就感，能激发他们的好奇心。例如 STEM 课程项目“小车”，用传统的木工来做一个小车，并进行小车比赛。用一个小的液氮瓶当做喷射型的动力，来比赛看谁的车跑得快。在这个过程中，比赛结果的挑战，和完成每一步自己作品的成就感，能激发青少年的好奇心，也可以培养他们的创造力：比如，你的车想设计成什么样的外形？你的车为什么要做成这个样子？它的背后会承载哪些科学的知识，比如说，流体

力学的知识，如何减少空气的阻力，才能使你的车跑得比较快等。

一段时期以来，国内外许多著名的科技馆（科学中心）都十分重视通过探客教育来培养青少年对科学的兴趣和创造力培训，例如美国探索馆开发的“工匠工作坊”项目和加拿大蒙特利尔科学中心的“创造力工厂”项目。加拿大蒙特利尔科学中心设置的“晾衣绳挑战”项目，创造了一个机器，让它通过整条绳子保持平衡，并尽量快速地让载重的机器滑过绳子。每个青少年在家里都能遇到类似的挑战，需要综合运用材料、电机、控制器、力学等学科的知识去解决问题。这个项目可以引起他们的兴趣和好奇心。

科学也是一个不断犯错、不断修正、不断假设、不断验证的过程。青少年天生是有这种能力的。通过探客活动不断的“科学实践”，可以激发他们对科学的好奇心，锻炼学生的思维能力，保证他们将来在科学上的可持续性发展。

4.3 理论研究

科技馆可以在好奇心形成机制方面开展心理学、教育学基础理论研究。同时，通过在观众参观展览和参加教育活动过程中的好奇心影响因素评量分析，研究好奇心在不同年龄段、不同性别、不同职业观众对象的表现规律，并研究展项和教育活动的学科类别、科学知识难易程度、不同组合感官刺激、趣味性等方面因素对好奇心高低的影响等。终端具有记录观众参观展项互动数据的新型科技馆中控系统，将使此类观众评量分析和研究更便利、更准确。

進行科技馆如何激发科学好奇心的理论研究，将有利于指导好奇心驱动科技馆发展的工作实践。

5 结论

好奇心既是一种特质（品格），也是一种状态（对情境的敏感性）;它既是内在驱动，也是外在暗示（刺激诱发）的反应。“通往创造性的第一步就是好奇心和兴趣的培养”，好奇心是创造性思维的源泉。

科技馆作为重要的非正规科学教育场所，要把激发和培养青少年科学好奇心作为重要教育理念和使命，通过在展览和教育活动中创设生动情境、探究新奇现象、提供奇特体验、融合博物人文、开展探客活动等，发挥特有优势、实现更大作为。

参考文献

[1]习近平.新华网.习近平：在科学家座谈会上的讲话[EB/OL].（2020-09-11）[2021-03-22]. https：//www.ccps.gov.cn/xxsxk/ zyls/202009/t20200911_143356.shtml.

[2]叶肖娜.科技馆构建引导式人才培养展教模式的探讨[J].科普研究，2020（5）：80-88，105.

[3]Cicero . De finibusbonorum et malorum[M]. Trans .H . Rackham. Cambridge， MA： Harvard Press， 1914.

[4]Aristotle. Metaphysics [M]. Cambridge， MA： Harvard Uni- versity Press， 1933.

[5]Loewenstein  G. The Psychology of Curiosity： A Review and Reinterpretation [J]. Psychological Bulletin， 1994， 116（1）：75-98.

[6]James W. Talks to Teachers on Psychology： And to Stu- dents on Some of Life’s Ideals [M]. New York： Henry Holt & Company， 1899.

[7]Berlyne D E. A theory of human curiosity [J]. British Jour- nal of Psychology， 1954， 45（3）：180-191.

[8]Kang M J， Hsu M， Krajbich I M， et al. The wick in the candle of learning epistemic curiosity activates reward cir-cuitry and enhances memory [J]. Psychological  Science，2009， 20（8）：963-973.

[9]Stead G B，PalladinoSchultheiss D E. Construction and psy- chometric properties of the childhood career development scale [J]. South African Journal of psychology， 2003， 33（4）：227-235.

[10]瑪雅·比亚利克，迈克尔·伯根，查尔斯·菲德尔，等.21世纪的品格教育：学生应该学习什么（上）[J].数字教育，2018，4（05）：78-84.

[11]朱幼文.教育学、传播学视角下的展览研究与设计[J].博物院，2017（6）：70-80.

[12]李珍.好奇心、创造性思维与科技创新[EB/OL].（2020-11-06）[2021-03-22].http：//theory.people.com.cn/n1/2020/1106/c40531-31921018.html？from=singlemessage.

[13]胡克祖.好奇心的理论述评[J].辽宁师范大学学报，2005（06）：55-58.

[14]Vidler D. The use of contradiction to stimulate curiosity [J]. Educational Technology， 1974， 14（10）：41-43.

[15]Pluck  G，  Johnson  H. Stimulating  curiosity  to  enhance learning [J]. Educational Science and Psychology， 2011， 2（19）：24-31.

[16]Gentry J， Burns A， Dickinson J， et al. Managing the cu- riosity gap does matter： What do we need to do about it？[J]. Developments in Business Simulation and Experiential Learning， 2002， 26：67-73.

（2021-6-15收稿，2021-11-2修回）

作者简介：邹新伟（1967—），男，广东科学中心，博士，高级工程师，研究方向：科技馆展示创意与策划，E-mail：979904352@qq.com。

Research on the  Path of Science and Technology  Museum to Stimulate Young  People's Scientific Curiosity// ZOU Xinwei， ZHANG Na， ZHANG Yichen， LI Feng， DUAN Fei

First-Author's Address  Guangdong Science Center， Guangdong Guangzhou 510006， E-mail：979904352@qq .com

Abstract  Curiosity is a human nature . How to stimulate and maintain the scientific curiosity of youngpeople， as well as cultivate their interest in science is the responsibility of science and technological museums . Domestic science and technological museums are generally in lack of research and practice of curiosity . Under the guidance of relevant theories， scientific and technological museums' practices and  methods  are  summarized and  sorted out from the  perspective  of curiosity's  stimulation. It  is suggested  to  introduce  elements  such  as  stories，  problems，  situations，  phenomena，  experiences， humanities  and  explorations  into  scientific  and  technological  museums' exhibition  and  education designs， meanwhile to carry out theoretical studies and supportive mechanism of curiosity， so as to give  full  play  of  scientific  and  technological  museums' role  in  the  cultivation  of  scientific  and technological  innovation talents，  especially  to  promote  the  formation  of a  large  number  of young people with the potential to be future scientists .

Keywords  curiosity，  innovative  talents  cultivation，  informal  education，  Science  and  technologicalmuseum