殷皓　马宇罡

摘 要：科学教育是青少年成长的“必修课”，是青少年全面发展的必要途径。加强青少年的科学教育，需要阐明科学教育的价值意蕴，树立正确的科学教育观，发挥科技场馆在校外科学教育方面不可替代的作用，推动校内和校外科学教育协同发展，从而为促进青少年健康成长和全面发展、培养创新型人才、建设世界科技强国提供不竭动力。

关键词：科学教育;科技馆;教育观

中图分类号：N40 文献标识码：A 文章编号：1004-8502（2022）02-0005-08

作者简介：殷皓，中国科协党组成员、书记处书记兼中国科技馆馆长，中国宋庆龄基金会第七届理事会理事，研究方向为科学教育;马宇罡，中国科技馆科研管理部副主任，研究方向为科学教育。

青少年是祖国的未来。青少年的健康成长，需德智体美劳“五育”并举，其中智育包括人文教育和科学教育，以及逻辑理性能力的习得[1]。科学教育是青少年成长的“必修课”。人对世界的好奇心与生俱来，而科学教育帮助人探索世间万物的规律、思考自然的法则，使青少年在掌握必要的科学知识和逻辑思维能力的基础上，在情感、态度和价值观等方面受到熏陶和培养，从而顺利实现社会化，成长为全面发展、人格健全、适应现代社会的人。因此，科学教育在青少年成长过程中起着无可替代的作用。

一、深刻认识青少年科学教育的必要性

第一，科学教育契合我国当下的主流文化背景。近代以来，由理性主义和科技革命带来的世界面貌剧变和人类社会进步驱动力的根本改变，使得由科学知识、科学精神、科学思想、科学方法共同构成的科学文化逐渐成为社会主流文化之一，进而构成人置身其中的“背景”和“底色”[2]。作为一种主流文化，科学文化支配着社会的文化发展方向，对社会发展的影响力随着科技进步而日益增强[3]。科学教育具有培育、弘扬科学文化的重要作用，对助力科技强国和文化强国建设具有双重意义[4]。同时，科学教育是使个体融入主流文化的关键环节，是人社会化的途径之一，有助于青少年将社会文化内化于心，成长为符合社会期望和社会规范的优秀人才。

第二，创新已成为我国全面建设社会主义现代化国家的关键，而科技创新需要深厚的人才基础，科学教育是培养创新人才的必由之路。党的十九届五中全会提出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撐”[5]。党的十九届六中全会通过的《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》强调，创新是高质量发展的第一动力[6]。“现代化的核心是人的现代化”[7]，实施科学教育，有助于培养一大批具有科学家潜质的青少年群体，为加快建设创新型国家和世界科技强国夯实人才基础，筑牢国家现代化的根基。

第三，科学教育是青少年个人发展的需要，是成长成才路上的“通关密码”。从科学教育的目的讲，学习科学知识是基础，更重要的是科学精神的培养，促使青少年形成科学思维，掌握科学方法，学会理性质疑，具备创新精神、探索精神、实践精神等。无论个人兴趣如何、未来职业选择如何，成为具备科学精神和思想、掌握科学知识和方法的全面发展的人，是青少年个人发展的现实需求。

二、树立正确的青少年科学教育观

青少年需要什么样的科学教育，涉及我们应持什么样的教育观。总体而言，要尊重教育规律、创新规律和青少年的认知规律，明确教育内容和形式，采取科学的教育方法，注重科学精神和科学家精神的引领作用，培育科学思想和科学方法。

尊重教育规律和青少年认知规律，重在呵护、激发青少年的好奇心和想象力。2020年9月，习近平总书记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。”[8]这为科学教育提供了重要指引。日本著名化学家、海洋生物学家下村修因发现绿色荧光蛋白而获得2008年诺贝尔化学奖，他在谈到自己为何投身科学时说：“我做研究不是为了应用或其他任何利益，只是想弄明白水母为什么会发光。”[9]对好奇心和科学兴趣的引导，需遵循“玩中学”“做中学”等教育理念。校内科学教育可以是规范有序、循序渐进的，但校外教育活动的设计必须好玩、有趣，通过动手实践，培养想象力、激发创造力。同时，科学教育应渗透生命教育、安全教育、健康教育，帮助青少年树立珍爱生命、安全生活、健康成长的观念和意识。

以科学精神和科学家精神为价值引领，是科学教育的重要方面。“科学精神，本质上是对事物本质规律的求索精神，是对知识确定性的追求，是超越短期功利而对绝对真理渴求的意念。”[10]采用通俗易懂的方式讲好科学家故事是培养科学精神的适宜方式，能让青少年了解科学发现的过程，从中感悟科学的神奇和科研的乐趣。爱因斯坦16岁时思考“如果追逐空间中的一束光，会有什么结果”的问题，这一著名的思想实验（即“追光实验”）最终导向狭义相对论的诞生。屠呦呦少年时对草药的兴趣和对医学的向往奠定她一生志业的基础。“科学成就离不开精神支撑”[8]，科学家精神所蕴含的爱国主义、创新探索、求真求实的精神实质，既能引领社会公众认识、理解科学家的优秀品质和高尚情操，对建设创新型国家起到良好的激励作用[11]，又能激发青少年的科学兴趣，引发他们对科学家这一职业的尊崇和向往，更重要的是帮助其塑造人生观和价值观。因此，科学精神和科学家精神要贯穿青少年科学教育的始终。

掌握科学方法、训练逻辑理性和实证理性等科学思维是科学教育的另一重要方面[1]。习近平总书记指出：“一个民族要走在时代前列，就一刻不能没有理论思维，一刻不能没有正确思想指引。”[12]从观察出发，提出假设，实验验证假设，进而提出或修正理论，是科学研究的一般方法。对青少年而言，这种科学思维也是学习阶段乃至走好未来人生路的关键路径。了解科学知识，掌握科学方法，青少年就更容易理性思考，科学面对问题和困惑，不为谣言所惑、不为流俗所累。从国家层面讲，有利于造就理性平和、团结协作的公民;从个人层面讲，有利于培养理性思考、明辨是非的能力。

三、中国科技馆开展青少年科学教育的实践路径与未来展望

当今社会，学校是科学教育的主要力量，科技场馆是重要补充，且发挥着校内教育无法替代的独特作用。第一，科技场馆的科学教育更灵活。校内科学教育有严格的科学课程标准，即“课纲”;科技馆的科学教育不分学科，内容更为综合，符合学科交叉、融合的趋势和个体的认知规律，可与基于课本、课纲的校内教育互为补充。第二，科技场馆的学习氛围更自由。科学精神的树立，在校内主要依靠教师的正向教导，而在科技馆则有更轻松的氛围，孩子们发问、质疑的顾虑更少，好奇心、想象力能得到更充分的激发，因而更利于科学精神的培养。第三，科技场馆的实践机会更丰富。校内科学课可以开展系统的科研训练，校外科技馆可以提供更多的实践机会，便于开展大规模的团队合作类活动。我国科技场馆的实践，较好地诠释了校外科学教育的重要作用。本文以中国科技馆为例，探讨青少年科学教育的校外实践路径。

（一）独具特色的青少年科学教育活动

习近平总书记指出：“我们要有全局观，对各种矛盾做到了然于胸，同时又要紧紧围绕主要矛盾和中心任务，优先解决主要矛盾和矛盾的主要方面，以此带动其他矛盾的解决。”[12]对科技馆的职责和定位来说，通过恰当的形式和有效的手段开展独具特色的科學教育是中心任务，尽力做好“彼之所需”和“我之所供”的衔接，让科学教育取得实效，就是抓住了主要矛盾。

展览和科学教育活动是科技馆最为重要的常规教育形式。中国科技馆的展览面向全人群，尤其注重对青少年的教育和启发。常设展览位于常设展厅中，是公众在科技馆动手体验、探索互动，实现亲身“在场”的重要文化空间场景[13]。例如，中国科技馆的“儿童科学乐园”秉承“陪伴、分享、决策”的设计理念，以“乐享科学，筑梦童心”为主题，是专为3～8岁儿童“玩中学”打造的科学天地和空间场景，这里强调探究式学习，着力培养儿童的科学决策能力，同时倡导亲子互动，将家庭教育和校外教育相结合。

短期展览是在短期展厅或科技馆公共空间举办的主（专）题展览，注重将科学知识、科学故事与科学精神、科学家精神融为一体。与常设展览相比，短期展览展出时间相对较短，但在主题策划方面对科技、社会热点的反应更为迅速、灵活。为致敬门捷列夫发现化学元素周期表150周年，2019年7～8月，中国科技馆举办了“律动世界——化学元素周期表专题展”，探索将科学内容提升至哲学层面进行展示的方式，设置“万物归律”主题展区，将视野从元素规律扩展至万物普遍规律，引导青少年思考“准确把握规律”的意义和作用。同时，联合中国化学会一起动员科学家开展科学教育，来自北京大学、清华大学和中国科学院等高校及科研院所的118位青年化学家作为化学元素代言人，以“中国青年化学家元素周期表墙”的方式在专题展上亮相，为弘扬科学家精神发挥了积极作用。

大型主题教育活动突破常设展厅的空间限制和业务域的条块分割，是中国科技馆近年来整合资源和渠道，重点开发的科学教育形式，具有很强的吸引力和社会影响力。2018年和2019年秋，中国科技馆连续两年举办“科学之夜”大型活动。2018年以“科幻”为主题，包括6大板块内容，其中“3D结构投影视觉秀”专为中国科技馆独特的建筑结构量身打造，在国内科技场馆首次应用结构投影技术，32台31K流明的投影机在挑空30米高、近3000平方米的投影墙上呈现出气势磅礴的画卷，呈现的科技史和科学故事深深吸引了青少年;“科幻主题探秘”的五条线路同样深受青少年喜爱，做实验、集印章、换徽章、兑礼物，打破传统参观模式的活动设计，让青少年在闯关过程中感受科学的乐趣。

配合重大科技事件开展的大型教育活动，由于契合科技前沿，社会关注度高，并与不同机构密切合作，各展所长、各尽所能，同样为青少年创造了不可复制的体验。2021年9月，中国科技馆和中国载人航天工程办公室共建“中国空间站科创体验基地”（以下简称“科创基地”）。随后，为配合神舟十三号载人飞行任务，讲好中国航天自主创新发展的故事，2021年10月15日晚至10月16日凌晨，中国科技馆和中国载人航天工程办公室依托科创基地，共同主办“奇迹天宫 星耀神舟——科技馆奇妙夜航天主题活动”，来自北京市各中小学的150余组亲子家庭共400余人参加活动。活动还配套举办了“科学画未来”“留下你的航天印记”等特色教育活动。在中国科技馆西大厅，孩子们和科技辅导教师共同开展“中国空间站结构模拟秀”和“神舟十三号飞船发射模拟秀”的“超级科学变变变”。“身临其境、动手动脑、团队合作、科学家精神”是这场大型航天主题活动的关键词，这次合作是科创基地的初次试验。

2021年12月9日下午，由中国载人航天工程办公室联合中国科协、教育部、科技部、中央广播电视总台共同开展的中国空间站首个太空科教品牌——“天宫课堂”地面主课堂正式开讲。神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富作为太空教师，在轨介绍了中国空间站的工作与生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等科学实验，并与广大青少年开展天地对话。活动在中国科技馆设置地面主课堂，在广西科技馆、四川省汶川县第一小学（科普大篷车进校园）、香港培侨书院、澳门科技馆分别设置4个分会场，共1420名中小学生代表参加。与此同时，中国科技馆还动员全国29个省（区、市、兵团）的近200所实体科技馆、193个流动科技馆站点、124辆科普大篷车、850所农村中学科技馆收看直播，并开展航天特色科普活动，受众超57万人。活动通过中央广播电视总台、中央人民广播电台、中国国际广播电台、央视新闻新媒体等平台向全球直播。24小时内，全网报道量达3万余篇，总点击量达21.16亿次，这是我国科学教育活动在一天内覆盖面最广和参与公众最多的一次重大科普实践，对科普事业的发展具有里程碑式的意义。

（二）馆校合作衔接校内与校外科学教育资源

馆校合作是中国科技馆探索的校内与校外科学教育资源衔接的有效路径。近10年来，中国科技馆经历了从初步探索、快速发展到提质升级三个阶段。从最初通过与区政府签署协议，组织青少年集体来馆参观的传统形式，逐步向定制辅导、课程选修、研究性学习、教师培训等多元化内容与形式发展。2017年，中国科技馆启动“馆校结合基地校”专项，主动与北京市209所中小学通过签约方式建立紧密联系，立足学校、教师与学生的需求，推出“馆、校、师、生、课”五大科学教育服务，即场馆多元化教育活动、科技馆活动进校园项目、目标精准的教师培训、拔尖学生培养计划、馆本/校本课程开发，使馆校合作全面提质升级。馆校合作的重点实践包括以下三方面。

第一，在场馆活动方面，注重定制化研学，形成包括“定制科技馆之旅”“展厅探索空间”“科学体验营”等系列化品牌活动，充分体现科技馆“科学实践”的教育特征，引导青少年通过科学探究，掌握科学方法，树立科学精神。

第二，在与学科教师合作方面，中国科技馆通过联合教研员开展专题培训与研讨，将科技馆的展览和活动资源与学校教学充分融合。近几年，北京市中考物理科目出现与科技馆展品相关的考试题目，极大地吸引了更多物理教师关注科技馆展品。经过2年多的教师培训，北京市几乎所有初中物理教师都对科技馆与物理相关的展品有所了解，还有部分教师主动与中国科技馆合作，把场馆内的科学实验引入物理教学，取得良好的教学效果。

第三，在课程资源开发方面，2020年中国科技馆推出“科技馆里的科学课”系列活动，涵盖“院士科学人文课”“青年科学家科技前沿课”“科技辅导员科学基础课”三个维度，分别从科学人文、科技前沿、科学基础三方面为青少年提供更全面、更系统的优质科学教育资源。该活动连续三个学期在全国学校进行试点，覆盖全国30个省（区、市），累计试点学校超200所，服务学生超1.2万人次。

（三）“双减”政策下的科技馆科学教育展望

中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（以下简称“双减”）为科技场馆更好地发挥作用提供了难得的机遇。2021年11月25日，教育部办公厅和中国科协办公厅联合印发《关于利用科普资源助推“双减”工作的通知》，从引进科普资源到校开展课后服务、组织学生到科普教育基地开展实践活动、联合加强学校科学类课程教师培训、发挥科协组织在规范校外培训中的作用、建立健全工作协同推进机制五方面提出工作思路，作出工作部署[14]。中国科技馆以此为依据和契机，面向未来，发挥自身作为校外科学教育阵地的作用，建立校内、校外有效衔接机制，为学校提供独特的优质科学教育资源，助推“双减”工作落地实施。具体措施包括以下五方面。

一是开展多元化活动，让更多学校、学生走进科技馆。开展“菜单式”场馆研学活动，推出场馆主题研学月度“菜单”。开展定制化研学服务，采用学科教师与科技辅导员联合教研的方式，开发学科拓展研学活动，丰富节假日的活动内容。开展馆校共建“科技社团”试点，为学校社团活动、研究性学习、拔尖人才培养等提供支撑，探索“有科学家潜质青少年”的共建共育模式。

二是丰富科技馆活动进校园的内容和形式。继续与学校联合策划、开展“校园科技节”活动，汇集科学实验、科学课、即时展览等多元化教育活动资源，充实内容、丰富形式。继续推动“科技馆里的科学课”进校园活动，拓展科技辅导员基础课进校园规模，探索师资合作的新机制。

三是搭建科学教育资源汇集平台，形成服务“双减”的资源库。联合北京师范大学、中国教育科学研究院，面向全国开展科学教育资源征集评审活动，汇集一批适合“双减”需求的科学教育资源。建设科学教育资源共建共享应用平台，为学校科学教师、科技辅导员提供教学、交流平台，为学校、教师、学生提供便捷的信息化应用服务。

四是科普资源进校园、学生进科普阵地（简称“双进”），组织开展“双进”服务“双减”区域示范项目。开展“双减”工作专题调研，探索科普资源助推“双减”工作的机制。做好区域化利用科普资源助推“双减”工作的典型示范。

五是开展学校教师专项培训。联合相关学会、科技场馆、科普教育基地，开发一批适合学校教师科学素养提升的课程资源。联合中国教育科学研究院、北京师范大学等单位开展学校教师科学素养专项培训。

四、结语

无论在校内还是在校外，科学教育的根本目的在于塑造全面发展的人。习近平总书记指出，“要在增强综合素质上下功夫，教育引导学生培养综合能力，培养创新思维”[15]，要求“造就规模宏大的青年科技人才队伍，把培育国家战略人才力量的政策重心放在青年科技人才上”[16]。党的十九届五中全会强调“促进人的全面发展和社会全面进步”[5];党的十九届六中全会要求“全面贯彻党的教育方针，优先发展教育事业”[6]。习近平总书记和党中央对教育事业与人才工作的高度重视及重要指示精神，为科学教育和青年人才培养提供了根本遵循。青少年处于人生的关键阶段，这一时期所受的教育在很大程度上决定其一生的发展。将青少年培养成全面发展的人，是在为建设创新型国家和世界科技强国打下坚实基础。

全面发展的人，应具备包括科学文化素质在内的各方面素质，有坚强的意志品质和健全的人格，全面、系统、科学地认识世界，具有自我学习和终身学习的能力。这要求科学教育不仅传授科学知识、关注科学理性，还要保护青少年的好奇心和想象力，“更加重视科学精神、创新能力、批判性思维的培养教育”[17]。

校内科学教育和校外科技馆的科学教育不是相互替代的关系，而应互为补充、相得益彰。从科学教育培养青少年科学理性、促进人全面发展的角度出发，学校和科技馆在发挥各自优势的同时，应资源共享、优势互补、交流互鉴，进而形成合力，共同发挥作用，照亮青少年成长成才的前路，为促进人的全面发展、夯实创新型國家建设的人才根基、全面建设社会主义现代化国家提供不竭动力。

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Thoughts on the Pathway of Science Education for Teenagers： Practice and Prospect of China Science and Technology Museum

YIN Hao， MA Yu-gang

（China Science and Technology Museum）

Abstract： Science education is a compulsory course for teenagers’ growth， and a necessary pathway for them to develop in an all-round way. To strengthen the science education for teenagers， it is necessary to clarify the value implication， establish a correct education concept， give full play to the irreplaceable role of science and technology venues in after-school science education， and promote the coordinated development of on-campus and off-campus science education， so as to provide an inexhaustible impetus for the healthy growth and comprehensive development of young people， and the cultivation of innovative professionals， as well as the building of a world’s power in science and technology.

Keywords： Science Education; Science and Technology Museum; Education Concept