科技資源科普化實踐與思考

苑曉

[中圖分類號]N4 [文獻標識碼]A [文章編號]1001—9596（2021）09—0055—04

國務院印發的《全民科學素質行動規劃綱要（2021--2035年）》明確提出一項重點工程——科技資源科普化，目的是要建立完善科技資源科普化機制，不斷增強科技創新主體科普責任意識，充分發揮科技設施科普功能，提升科技工作者科普能力。目前，我國科技資源科普化依然存在諸多問題與挑戰，如科技資源的科普轉化渠道不暢、科技工作者缺位等，因此亟須進一步探索和完善科技資源科普化機制。

英國在科技資源科普化方面的經驗值得借鑒。英國將面向公眾的科學教育作為重要戰略任務，納入國家創新政策與創新體系構建，并要求各類國家級科研項目計劃設立科學教育目標和工作內容。英國商務、創新與技能部（BEIS）發布的《2016/17-2019/20科技投入預算書》中，在“科學與社會”項目（包括科學教育）每年安排投入超過2000萬英鎊，4個年度共投入8900萬英鎊。英國皇家學會和英國促進科學協會在1986年聯合創建英國公眾理解科學委員會，并分設科普科學基金和發展基金，用于開展科學傳播工作，并作為科技創新工作的一部分。由于英國將科學普及與科技創新緊密聯系在一起，并通過科技項目和科技獎勵等鼓勵科技工作者參與科普工作，為科技工作者參與科技資源科普化提供了機制保障。本文以英國化工博物館以例，介紹科技工作者通過參與藏品征集、科普展品設計、教育活動策劃等方式，將科技資源轉化為高質量的科普產品。

一、以科技工作者為核心的科技資源科普化實踐

英國化工博物館位于英國柴郡威德尼斯小鎮，由當地多家化學工業公司共同出資興建，建館初衷是增進工業界與公眾的聯系。該館生動還原了英國化學工業的歷史，展現了化學與社會的關系。18世紀60年代，英國工業革命始于曼徹斯特的棉紡織業技術革命，催生了對酸、堿、染料等化學品的大量需求，推動了早期化學工業在曼徹斯特周邊蓬勃發展。幾經變遷，昔日的化工企業或關閉或搬遷。如今，這些化工企業在工廠原址上建立了化工博物館，并收藏了3萬余件藏品，如鑄鐵燒堿容器、高壓操作室、分析實驗室、電子顯微鏡、化工產品等物品、檔案和照片，現由一家慈善信托基金負責運營。

該館以激發公眾科學興趣、啟發公眾探索化學工業背后的故事為宗旨，充分發揮科技工作者的作用，將其獨有的科技資源轉化為藏品、展品、教育活動等科普產品，有效推動了當地公眾科學素質提升、科技創新和經濟發展。

二、將科技資源轉化為博物館藏品

為了講好化學工業發展故事，化工專家參與了藏品的征集、鑒定和分類等工作，每件藏品都是英國化學工業發展史中某個階段的縮影。這些藏品大多為英國化學工業早期的物品，有的在工業生產中發揮過重要作用，有的代表當時最新的先進技術，有的記錄著普通工人的工作場景，它們生動展示了英國硫酸工業、純堿工業、染料工業早期發展的歷程。

（一）從“酸蛋”了解英國早期硫酸工業

“酸蛋”是工廠用于向外輸送酸液的容器，其工作原理是利用空氣壓力將“酸蛋”中的酸排出。18世紀中葉以前，硫酸僅在制藥和制造硝酸過程中少量使用，應用范圍很小。1740年，英國醫生瓦爾特（Joshua Ward）在倫敦附近建立了第一個鉛室法制硫酸工廠。18世紀中葉，紡織工業的發展促使與紡織有密切關系的漂白和染色技術不斷改進，使硫酸的需求量迅速增加。1750年，漂白工人成功用硫酸代替乳酸酸化待漂白的亞麻織品和棉織品，這一技術革新使整個漂白過程的操作時間由20天左右縮短到了12個小時。

（二）從生產黑灰的火爐了解英國早期純堿工業

黑灰是最早的人造堿，通過在火爐中燃燒植物獲得。18世紀，英國紡織、肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業都需要大量用堿，使得天然堿和黑灰供不應求，迫切需要尋找新的堿源。1788年，勒布蘭（Nicolas Leblanc）提出以氯化鈉為原料制堿，并建立了一套完整的流程。1823年，英國政府豁免鹽稅，鹽價大降，硫酸工業化生產也已實現，為英國推行勒布蘭法的制堿工業提供了充分條件。勒布蘭制堿法由于綜合利用原料，使工廠不僅能生產堿，還能生產硫酸、芒硝、硫代硫酸鈉、鹽酸、硫磺、漂白粉等，形成一項大型綜合生產的化學工業。

（三）從染料染色標準色卡了解英國早期染料工業

染料染色標準色卡是染廠將常用染料結合本廠基布品種制作的具有一定規律的彩色圖冊。化學工業提供了廢物利用的經典案例，它不僅發現新方法來利用本工業的廢料，還利用其他工業的各種廢料。例如，把以前幾乎毫無用處的煤焦油變成苯胺染料、茜紅染料。紡織工業興起同時增加了對染料的需求。最初的染料來源于植物、動物和礦物，到16世紀，工匠從黃鐵礦獲得硫酸亞鐵來加深植物染料的顏色。硫酸亞鐵也成為生產硫酸、威尼斯紅、普魯士藍等其他化學品的重要起始物。1856年，英國有機化學家帕金（Willam Henry Perkin）以苯胺做原料合成了苯胺紫，這是第一個人工合成的染料。

三、將科技資源轉化為科普展品

為了讓公眾更好地了解化學工業為促進經濟發展和改善生活所解決的科學和技術問題，增進與公眾的溝通和聯系，化工專家參與了科普展品的設計和制作。這些基于英國化工實踐設計的科普展品，有的由化學分析儀器改造而來，有的模擬了化工生產的真實過程，它們生動展示了化學基礎研究和工業實踐中曾經面臨的一系列真實問題。

（一）從“晶體生長”展品了解化學物質形態

“晶體生長”展品提供了6種物質，有些物質融化后再降溫會重新形成規則的結構，而另外一些物質則始終沒有規則的結構。通過觀察放大的物質結構圖像，可以分辨出晶體和非晶體兩種物質形態。晶體是分子整齊規則排列的固體，非晶體是分子雜亂無章排列的固體。通過該展品，公眾可以直觀理解結晶分離技術，它是利用混合物中各成分在特定溶劑和條件下的溶解度顯著差異來實現物質分離的操作方法。

（二）從“流化床反應器”展品了解催化反應過程

“流化床反應器”展品利用空氣吹動沙子中的小球，讓小球、沙子與空氣充分接觸，模擬了催化劑流化床工作過程。早期的固定床裂解裝置，每工作10分鐘進行裂解反應，就需要同樣的10分鐘來再生催化劑。該展品可以使公眾認識到，流化床反應器利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，與固定床裝置相比，有效控制了催化劑結焦，并提高了汽油辛烷值。四、將科技資源轉化為教育活動

為了激發當地青少年的科學興趣，啟發他們的好奇心，提升科學素養，為創新發展儲備科技人才，博物館為青少年提供了豐富的教育活動。英國科技政策規定，科技項目中須包含科學教育的目標和內容，因此負責科技項目的科學家會通過各種途徑參與科學教育。英國皇家化學會的化學家常常活躍在該館的教育活動中。他們借助博物館的藏品和展品來設計和實施教育活動，引導學生在實踐中學習、了解科學研究過程，增強解決實際問題的能力。

這些化學家常常指導學生開展研究性學習活動。活動主題通常與導師研究背景或者研究熱點相關，如水處理、垃圾處理、碳排放等。活動前，學生需閱讀大量課題資料，提出一些問題。活動中，導師將會借助館內的藏品和展品，進一步引導學生思考問題產生的原因、前人解決問題的思路和方法等。有時需要到工廠、農場、垃圾場和研究所等開展實地調研、采樣，并通過實驗進一步探索相關問題。每個課題最后，導師都會組織學生們進行匯報交流，將導師培養研究生的過程移植到青少年的科學好奇心培育上。

五、思考與展望

科技資源科普化要取得實效，科技工作者不能缺席。英國化工博物館能匯聚科技工作者并在他們的支持下，將科技資源有效轉化為藏品、科普展品和教育活動等科普產品，與英國的科普工作機制有很大關系。一是將科學教育作為國家創新政策與創新體系的戰略任務。例如，要求國家級科研項目計劃納入科學教育目標和內容，僅英國商務、創新與技能部（BEIS）每年就投入超過1000萬英鎊用于科學普及。二是專業學會參與科學傳播的頂層設計和管理。例如，英國皇家學會和英國促進科學協會聯合創建英國公眾理解科學委員會，并分設科普科學基金和發展基金，有效推動了科學傳播工作。三是培育了科學家重視科普工作的科學文化氛圍。在科技資源科普化機制的保障下，英國科學家參與科普工作成為常態，并逐漸形成了科學家群體重視科普工作的科學文化氛圍。科學家參與科普工作，從最初的剛性政策和機制約束逐漸轉變為主動承擔社會責任的自覺。

當前，科技資源科普化已成為提升全民科學素質的一項重點工程，在如何建立完善科技資源科普化機制、增強科技創新主體科普責任意識等方面還面臨諸多問題與挑戰。科技資源科普化是一個系統工程，需要做好頂層設計，理清系統中各要素之間的關系，充分發揮各創新主體的作用;還需要以摸石頭過河的毅力，在學習借鑒已有經驗的基礎上，結合本地區和本單位實際，進行理論和實踐創新。