科學(xué)學(xué)習(xí)變成充滿驚喜的冒險(xiǎn)

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中探尋科學(xué)的樂(lè)趣。

　　在信息爆炸的時(shí)代，如何點(diǎn)燃青少年對(duì)科學(xué)的熱情，讓抽象的公式和原理轉(zhuǎn)化為可感知的奇妙場(chǎng)景，是許多教育工作者在思考的命題。近年來(lái)，歐洲和大洋洲部分國(guó)家的青少年科普活動(dòng)不再局限于實(shí)驗(yàn)室里的演示或書(shū)本上的圖解，而是通過(guò)技術(shù)賦能、場(chǎng)景重構(gòu)、文化浸潤(rùn)和機(jī)制創(chuàng)新的深度融合，將科學(xué)學(xué)習(xí)變成一場(chǎng)充滿驚喜的冒險(xiǎn)。

　　技術(shù)賦能：

　　架起抽象與具象的橋梁

　　傳統(tǒng)科普活動(dòng)中，進(jìn)化論通過(guò)課本插圖來(lái)講解，化學(xué)反應(yīng)通過(guò)試管變色來(lái)展示，而在技術(shù)賦能的科普?qǐng)鼍袄?，科學(xué)知識(shí)常以沉浸式體驗(yàn)的方式呈現(xiàn)。法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館聯(lián)合“遠(yuǎn)行探索”團(tuán)隊(duì)打造的“生命的紀(jì)元”虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目，將漫長(zhǎng)的地球史濃縮為45分鐘的沉浸式體驗(yàn)。青少年佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，即可置身于寒武紀(jì)時(shí)代，觀察史前生物演化，觸摸虛擬恐龍化石。項(xiàng)目設(shè)置了“地質(zhì)工程師”任務(wù)，青少年需要通過(guò)分析虛擬地層數(shù)據(jù)來(lái)化解環(huán)境危機(jī)，在游戲化的挑戰(zhàn)中掌握地層學(xué)原理，將抽象的古生物知識(shí)轉(zhuǎn)化為可感知的冒險(xiǎn)體驗(yàn)。

　　德國(guó)法蘭克福實(shí)驗(yàn)探索科學(xué)中心的“破解實(shí)驗(yàn)室懸案”主題活動(dòng)，將化學(xué)分析轉(zhuǎn)化為破案過(guò)程。青少年分組扮演檢測(cè)人員，使用光譜儀、顯微鏡等專業(yè)設(shè)備檢測(cè)“犯罪現(xiàn)場(chǎng)”的液體樣本，通過(guò)氫離子濃度指數(shù)（pH值）、金屬離子特征等線索鎖定“嫌疑人”?；顒?dòng)還設(shè)置“證據(jù)鏈邏輯推演”環(huán)節(jié)，要求團(tuán)隊(duì)用化學(xué)方程式論證推理過(guò)程，使實(shí)驗(yàn)操作與理論應(yīng)用深度融合。

　　場(chǎng)景重構(gòu)：

　　讓科學(xué)融入生活肌理

　　科學(xué)在哪里？在一些創(chuàng)新實(shí)踐中，答案可能是海底、圖書(shū)館、城市街頭——它們打破了“科學(xué)只能在實(shí)驗(yàn)室或教室學(xué)習(xí)”的傳統(tǒng)思路，將整個(gè)世界變成了科普的“大課堂”，讓科學(xué)學(xué)習(xí)回歸“生活邏輯”。

　　瑞典一家教育軟件開(kāi)發(fā)公司設(shè)計(jì)的《迷你托卡海底探險(xiǎn)》游戲，構(gòu)建了高度擬真的海洋生態(tài)系統(tǒng)。青少年玩家可化身小探險(xiǎn)者，操控潛艇在海洋中自由遨游。探索珊瑚礁時(shí)，需要觀察小丑魚(yú)的共生行為，記錄浮游生物的遷徙路徑，系統(tǒng)還會(huì)實(shí)時(shí)生成生態(tài)報(bào)告。切換到“環(huán)保工程師”模式時(shí)，青少年能設(shè)計(jì)人工魚(yú)礁方案，通過(guò)流體力學(xué)模擬系統(tǒng)測(cè)試其穩(wěn)定性。這種將游戲機(jī)制與海洋保護(hù)政策結(jié)合的設(shè)計(jì)，使青少年在休閑娛樂(lè)中掌握生態(tài)修復(fù)技術(shù)，理解科學(xué)與環(huán)境的密切關(guān)聯(lián)。

　　芬蘭赫爾辛基頌歌中央圖書(shū)館的聲音實(shí)驗(yàn)室，將聲學(xué)原理融入互動(dòng)體驗(yàn)。青少年通過(guò)擊打不同材質(zhì)的共鳴箱，觀察聲波變化，分組創(chuàng)作“聲音雕塑”；運(yùn)用科學(xué)方法分析芬蘭傳統(tǒng)民歌旋律和頻率，用電子合成器進(jìn)行現(xiàn)代改編。這種“科學(xué)+藝術(shù)”的跨界設(shè)計(jì)，讓聲學(xué)學(xué)習(xí)充滿趣味性和沉浸感，也讓青少年認(rèn)識(shí)到科學(xué)是探索世界、改善生活的工具，學(xué)習(xí)與生活在此巧妙聯(lián)結(jié)。

　　文化浸潤(rùn)：

　　讓科學(xué)扎根本土土壤

　　科學(xué)是全球通用的語(yǔ)言，但科普活動(dòng)需要“本土表達(dá)”。科學(xué)知識(shí)與本土文化、在地議題相結(jié)合，才能從“外來(lái)知識(shí)”轉(zhuǎn)化為“自身認(rèn)同”，激發(fā)更深層的學(xué)習(xí)動(dòng)力，為科學(xué)教育找到“情感錨點(diǎn)”。

　　在2025年澳大利亞國(guó)家科學(xué)周的大型科學(xué)博覽會(huì)“古老智慧”展區(qū)，原住民會(huì)帶領(lǐng)五至十二年級(jí)的學(xué)生開(kāi)展跨學(xué)科實(shí)踐。他們用木炭繪制星象圖，探究南半球星座與季節(jié)的關(guān)聯(lián)；通過(guò)植物燃燒實(shí)驗(yàn)復(fù)原天然染料配方；借助脫氧核糖核酸（DNA）測(cè)序解析傳統(tǒng)藥用植物抗菌成分。現(xiàn)代科技與原住民生態(tài)知識(shí)的交融，既讓科普活動(dòng)承載文化傳承使命，也幫助青少年建立起科學(xué)認(rèn)知與文化身份的深層聯(lián)結(jié)。

　　丹麥聯(lián)合國(guó)氣候技術(shù)中心和網(wǎng)絡(luò)“青年氣候設(shè)計(jì)師”項(xiàng)目，將科學(xué)學(xué)習(xí)與城市碳中和議題相結(jié)合，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬海平面上升過(guò)程，引導(dǎo)青少年與工程師合作，考察瑞典哈馬碧湖城的垃圾真空管道系統(tǒng)。學(xué)生需要在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提出一個(gè)具有經(jīng)濟(jì)可行性并鼓勵(lì)社區(qū)參與的方案，優(yōu)秀成果會(huì)在聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)青年論壇上展示。這種方式有效培育了青少年的公民責(zé)任感。

　　機(jī)制創(chuàng)新：

　　構(gòu)建科普可持續(xù)生態(tài)

　　一次有趣的活動(dòng)或許能點(diǎn)燃興趣，但持續(xù)的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)需要“生態(tài)系統(tǒng)”的支撐。歐洲和大洋洲的一些創(chuàng)新項(xiàng)目正在探索將“一次性體驗(yàn)”轉(zhuǎn)化為“可持續(xù)成長(zhǎng)”，使學(xué)生的科學(xué)熱情得以延續(xù)。

　　德國(guó)哥廷根大學(xué)的青年國(guó)際科研夏令營(yíng)推行“大學(xué)實(shí)驗(yàn)室+中學(xué)課程”銜接模式，青少年可以在諾貝爾獎(jiǎng)得主的指導(dǎo)下開(kāi)展“可持續(xù)材料和能源合成”實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目圍繞能源—材料—環(huán)境前沿領(lǐng)域，通過(guò)跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的科研訓(xùn)練體系。其中，“科研馬拉松”環(huán)節(jié)要求學(xué)生團(tuán)隊(duì)在48小時(shí)內(nèi)完成從分子設(shè)計(jì)到性能測(cè)試的全流程，并以演講的方式展示成果，助力青少年掌握科研方法和理論框架。

　　新西蘭“毛利星空計(jì)劃”以毛利文化中借昴宿星團(tuán)確定新年的傳統(tǒng)為根基，巧妙融合毛利文化與現(xiàn)代科技，激發(fā)青少年的科學(xué)興趣。比如奧塔哥博物館開(kāi)設(shè)毛利傳統(tǒng)編織工作坊，讓青少年在學(xué)習(xí)編織技藝時(shí)了解星象記錄方式和星空傳說(shuō)。學(xué)校也將毛利星空知識(shí)融入科學(xué)課，還組織夜晚觀星活動(dòng)，以文化與科學(xué)相結(jié)合、理論與實(shí)踐并重的方式點(diǎn)燃青少年持續(xù)學(xué)習(xí)的熱情。該計(jì)劃還構(gòu)建了政府、科研機(jī)構(gòu)、博物館、學(xué)校、毛利社區(qū)等多方合作模式，借助線上虛擬展覽、直播觀星等方式拓展影響力，為科普注入新活力。

　　科普活動(dòng)要喚醒青少年的好奇心、探索欲和文化自覺(jué)。當(dāng)科普活動(dòng)兼具趣味性、實(shí)用性并與本土文化關(guān)聯(lián)時(shí)，探索的種子便能在青少年心中生根發(fā)芽。

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《中國(guó)教育報(bào)》2025年09月18日 第09版