科技館教育活動比較研究

[摘" "要] 近年來科技館逐漸成為中小學生課外科學實踐的重要場地。本文以美國紐約科學館、日本科學未來館和中國科學技術館的教育活動為研究對象，從活動目標與策略、活動類型與特色，以及活動開發三個維度進行比較研究，在此基礎上，針對我國科技館教育活動的設計和開發，提出加強科技館教育活動開發應用;建立館校合作長效機制;推進教育活動協同開發等建議。

[關鍵詞]科技館" "教育活動" "科學普及" "STEM

[中圖分類號] N4;G269 [文獻標識碼] A [ DOI ] 10.19293/j.cnki.1673-8357.2022.04.010

科技館以豐富的學習資源、得天獨厚的學習情境和刺激學習行為發生的特殊方式為不同層次的參觀者提供多樣化的教育服務。2013年，科技館專業委員會提出“重點提升科技館的教育活動能力與水平”的要求，2020年，教育部與國家文物局聯合發布《關于利用博物館資源開展中小學教育教學的意見》，強調要推動博物館教育資源開發應用，拓展博物館教育方式途徑。科技館教育活動的開發與研究工作開展得如火如荼。

國內外科技館均重視STEM （科學、技術、工程、數學）、歷史和藝術等學科融合，提倡創客教育，開發了展覽參觀、互動展項體驗、常規科普活動和主題探究活動等，如我國上?？萍拣^的“科學總動員”活動，日本科學未來館的“涂鴉墻面”活動、靜岡科學館的“化石標本工作坊”，美國自然歷史博物館的“早期冒險與探索”課程等。學界針對教育活動目標與中小學科學課程標準的對接，探究式、體驗式的活動設計，情境教學策略與5E（engagement，exploration，explanation，elaboration，evaluation）、PBL（project-based learning）等教學模式的融合，技術增強技術，創客教育和STEM教育等開展了較為豐富的理論研究與實踐探討。研究表明，互動的展項、沉浸式的參觀方式和創生教育活動能夠促進公眾理解科學，在深化學生—教師—科學家伙伴關系中具有潛力[1]。研究者以科技館教育活動為依托探討科技館學習主體行為，聚焦學習技術支持，開展館校合作研究。例如，克里斯（Chris）等立足STEM學習立場分享了實踐考察對科技館教育的積極意義，認為科技館環境下的實地考察能夠促進學生科學知識的轉變與身份互動，以及STEM學習[2]。一項對自然標本和科學模型關聯性的研究表明，科技館中的展項能促進學生對科學現象、本質和關系的思考[3]。另一項關于“繪畫自然”的館校合作教育項目充分證明科學和藝術素養的提升可以相得益彰[4]。

國內外研究均表明，科技館中形式多樣、內容豐富的教育活動能夠激發公眾的科學興趣，促進科學理解和認同。美國的科技館數量和水平均位于世界前列，日本的科技館數量豐富、特色鮮明。本文選取了具有一定影響力的美國紐約科學館、日本科學未來館和中國科學技術館作為研究對象，這三座科技館均屬于科技博物館中的“科學中心”，與傳統博物館相比，更加關注互動展項和教育活動，凸顯博物館的教育功能。本文從教育目標與策略、活動類型與特色，以及活動開發三個方面進行教育活動比較研究，以期為我國科技館教育活動開發拓寬思路。

1基本概況

1.1美國紐約科學館：互動式創造王國

美國紐約科學館成立于1964年。館內展品涉及物質科學、生命科學等領域，以創造性、參與性的學習方式鼓勵參觀者追逐夢想，享受創造樂趣。其運營資金來自政府撥款、社會支持和自營收入三個渠道，在過去的50多年里，紐約科學館獲得了美國國家科學基金會和美國教育部等政府機構的大力支持，員工包括數十位科學家、國際公認的教育家、獲獎展覽開發商，以及大量投身科技館教育事業的年輕科技工作者。

1.2日本科學未來館：未來科學暢想者

日本科學未來館于2001年開館，主要面向未成年人。科技與交流是該館的特色，以科學的觀點理解現代科技，通過與科學交流員的對話、與展項的互動，思考科技的意義并展望科技的未來。日本科學未來館的運營經費主要來自政府撥款及科技館的自營收入。該館分為企劃部與運營部兩個部門，企劃部主要由日本國家科技機構公務員任職，運營部主要委托科技振新財團負責，由科學家任館長、企業家任常務副館長[5]。

1.3中國科學技術館：創新·和諧科技平臺

作為我國唯一的國家級綜合性科技館，中國科學技術館精準把握國家館定位，肩負打造“科學家精神教育基地、前沿科技體驗基地、公共安全健康教育基地和科學教育資源匯集平臺”的時代使命[6]。館內設有華夏之光、探索與發現、科技與生活、挑戰與未來4個主題展廳，1個兒童科學樂園和1個臨時展廳，展品多達900件，每年參觀人數達上百萬，寒暑假尤甚。在運營方面，中國科學技術館重視建立互惠、長效的社會合作機制，不僅與政府機構通力合作，還和相關科研機構、高等院校、科技社團聯合組織開發科普展覽、科技講座等活動，力求在“日日新”中成就卓越。

2教育活動分析比較

2.1教育目標與策略比較

科技館的辦館理念影響館內教育活動目標，同時生動、具體地反映該國科學教育理念及目標。

美國紐約科學館以“紐約STEM教育改革先鋒隊”自詡，他們以“設計—制作—游戲”（design-make-play）為活動策略，重視參觀者在活動過程中的“創”與“做”，更加強調解決問題的意向性，通過以跨學科、實踐、探究為導向的活動促進青少年深度參與，培養實踐技能?！霸诩~約科學館，讓年輕人將信念、熱情與進步結合，締造讓學生與教育者產生共鳴的事物，這是紐約科學館的承諾和設計動力。”[7]

日本科學未來館致力于“為所有人提供一個場所，共同思考和探討科技作為一種文化，會對社會起到怎樣的作用、對未來產生怎樣的影響”，鼓勵來訪者積極思考，發揮想象力與創造力，通過對尖端科技裝置的觀察和體驗，學習科學思維方法，認識科學的社會價值，激發科學學習興趣，提高科學素質。

“中國科技教育的先導者、科技館事業的引領者、科學文化的國際傳播者”是中國科學技術館的新時代定位，它通過展品、輔助展示、教育活動、展區環境之間的協同作用，為公眾營造從實踐中探索科學的學習情境，感悟科學、啟迪智慧，激發科技興趣，培養創新意識，提高公眾科學素質，為建設和諧社會服務[8]。通過參觀科技館，來訪者可以領略前哲探究歷程，揭秘當下科學傳奇，暢想未來科技藍圖。

三家科技館在辦館策略方面的相似性表現在三個方面：一是重視利用展品與環境協同創造學習情境;二是重視參觀者的學習體驗與深度思考;三是重視學習興趣、想象力與創造力的培養。同時各具特色：美國紐約科學館更突顯“設計—制作—游戲”的教育理念，培養實踐技能，突顯STEM教育;日本科學未來館與中國科學技術館則突出STS（science，technology，society）的教育理念，強調社會功能。其中，日本科學未來館更注重科技的未來，關注尖端科技，讓大家思考科技對未來社會形態的作用;中國科學技術館擔國家館之大任，注重科學與創新，提高公眾科學素質，在為社會建設服務的同時，還注重講好中國故事，體現大國氣派，彰顯中國自信。

2.2教育活動類型及特色比較

綜合活動形態與場館特色資源，可以將科技館的教育活動劃分為基本教育活動和其他教育活動，其他教育活動包括拓展性教育活動和綜合性教育活動[9]。基本教育活動依托展覽展品資源，包括展覽展品講解、輔導、參觀學習單等，是科技館科學普及的主要形式之一。拓展性教育活動包括小實驗、小制作、講座和科學表演等，這類活動形式多樣、內容豐富、參與性極強，在國內外科技館中應用廣泛。綜合性教育活動主要包括科學營、科技節等，其活動時間相對較長，頻率較低，一次活動可能包含多維目標和多種形式。現將三個科技館中的部分典型教育活動統計于表1中。

2.2.1美國紐約科學館

美國紐約科學館秉承“設計—制作—游戲”的活動策略，積極響應“以探究為核心的科學教育”的教育理念，重視參觀者靈感的呈現和動手做的過程。其中拓展性教育活動特色鮮明，讓學生在體驗中實踐。以設計實驗室和創客空間為例，活動主題定期變化，涉及電路、光影、建筑、材料等多方面內容，以學科知識為原理指導，利用多項技術，通過動手實踐探究優化設計方案，完成活動作品。多為團隊活動，讓參觀者在協作中體驗并理解科學家、工程師等各職業的工作特征。以夜光燈代碼活動為例，參觀者需要利用物理學、材料學和計算機原理，選擇合適的材料、工藝技術和編程程序制作夜光燈。此外，該館“分眾化”研討會也是特色之一，研討內容不局限于科學成果，也包括工具普及，幫助學生建立實操信心。例如，“STEM之夜”研討會邀請STEM專業人士分享自身STEM職業發展故事，為有志于從事STEM職業的人士提供生涯規劃建議與指引。

（1）科技興趣與思維并重，科學本質與實踐并行。

“用自己的方式探索科學”是美國紐約科學館教育活動愿景的核心表達，關注學生興趣與創造性思維體現在多個方面，比如創客空間鼓勵學生進行天馬行空的想象;研討會并不局限于科學知識的普及，也重視技術工具的應用。該館還提供定制生日派對服務，不一樣的生日體驗可以激發青少年對科技的興趣。他們最關心的不是參觀者對科學知識的掌握，而是對活動過程的體驗，讓參觀者在動手與動腦中理解科學家的工作，理解科學并非從教科書與規則開始，而是從問題和好奇心開始，這才是科學真正的源頭。

（2）注重跨學科融合，打造STEM教育實踐基地。

美國堅信STEM教育能夠從一定程度上解決國家安全與經濟問題，使美國在國際上保持領先地位[10]?？萍拣^則是STEM教育的絕佳場所，美國紐約科學館肩負為STEM教育拓寬途徑的教育使命，不僅館內活動廣泛涉及STEM主題，還將自身打造為STEM教育的實踐基地，通過館本DIY課程將STEM教育傳播至社區和家庭，充分發揮科技館作為社區科技文化中樞的作用。

2.2.2日本科學未來館

日本科學未來館鼓勵受眾積極思考，體驗科學對社會發展的推動作用。基本教育活動和拓展性教育活動比例相當，每個展區都有講解員負責講解展品。首先，館內展示最前沿的科學技術，強調科技對人類社會發展的重要性，大部分展品可動手操作，互動性強。其次，場館十分重視交流對話，科學普及者在展區進行15分鐘的“迷你”演講，分享熱門科學話題，演講會設置一些開放性問題讓參觀者現場交流探討。此外，日本科學未來館的大數據、實時性、可視化體現明顯，充分展現出同一個地球的思想，如標志性展區Geo-cosmos的觀測數據與世界同步且可視化，地震探測裝置的數據實時更新，多媒體實驗室定期更新展示技術，及時介紹最新的研究成果等。

（1）展示尖端科技，暢想未來世界。

日本科學未來館以讓參觀者接觸和體驗尖端科技為己任，基礎學科的內容展示較少。如科學未來館所言，“看懂科學，世界是變化的”，所謂“看懂科學”，并不一定是要學習、理解科學，接觸尖端科技這種 “新的知識”，也可以發現新的認知方法，這也是“看懂科學”?！笆澜缡亲兓摹笔侵冈凇翱炊茖W”以后，理性認識科技與世界的關系，這成為推動世界向更好方向發展的力量。

（2）拓寬國際視野，重視對話交流。

日本科學未來館與許多國家的科技館建立了友好合作關系，并經常舉辦國際研討會，廣泛邀請政治、軍事、科技等領域的重要人物進行合作。如英國的查爾斯王子曾到該館做地球環境問題方面的報告，聯合國官員、美國前總統奧巴馬、多國宇航員和諾貝爾獎獲得者都曾到該館訪問，匯集多方智慧，交流探討地球和科技的未來。此外，日本科學未來館的部分實驗來源于諾貝爾獎獲得者的原始實驗，邀請最頂尖的科學家直接參與科普活動設計，并設有專門的問題展區“諾貝爾Q”，這里展示了曾到訪的諾貝爾獎獲得者向大家提出的問題，鼓勵參觀者思考并討論答案。

2.2.3中國科學技術館

中國科學技術館聚焦科技創新與社會和諧，開展形式多樣、主題豐富的教育活動。它的常設展覽以“過去—當下—未來”為時空線索，展現了中國五千年的科技傳奇，輔以科普講解和學習單等基本教育活動，讓參觀者領略華夏文化的獨特魅力。此外，中國科學技術館具有國際視野，善于抓住科學熱點，如在“國際化學元素周期表年”（2019年）開設“律動世界——化學元素周期表專題展”，設置科普活動專區，上演酸堿變色、元素卡通扇DIY、化學知識撲克牌等活動，將科學、歷史和哲學進行融合，給參觀者帶來一場別開生面的科學盛宴。

（1）開展主題活動，滲透STEM教育理念。

采用主題展的方式，打破學科界限，以故事線和知識鏈等方式構建展覽內容，以公眾最關心、與公眾生活最密切的科技問題為主題式活動的切入點。用互動、參與和體驗為主的多種活動方式，為觀眾營造科學實踐的情境，增強展覽的教育效果，并滲透STEM教育理念，通過開展以“基于科學與工程實踐的跨學科探究式學習”為特征的STEM教育項目，既為STEM教育提供資源和條件，也使科技館展示教育的功能得到充分實現[11]。

（2）講好中國故事，增強文化自信。

中國科學技術館自建館以來，就致力于弘揚中華優秀傳統文化，專門設置了“華夏之光”展廳，展示中國古代光輝燦爛的科技成就與華夏文明，如“科創百年——建黨100周年科技成就科普展”展示了中國共產黨領導下的百年科技成就，從新中國的“啟航”，經歷了“一張白紙繪新圖”“偉大變革奠新基”，到走向復興的“遠航”，激發參觀者的愛國情懷，增強民族自豪感。中國科學技術館將“講好中國科技故事，增強文化自信”作為使命和擔當，以“敢為天下先”的氣魄追求創新。

三家科技館均開展了形式多樣的教育活動，主題廣泛，緊密聯系社會生活，互動性強。其中，美國紐約科學館更突出拓展性教育活動，重視STEM教育，重視在設計與創造中培養科學思維;日本科學未來館更強調基本教育活動和交流性活動，讓參觀者在耳濡目染中認識科技對人類社會的影響;中國科學技術館的活動形式豐富全面，并在活動設計和實施過程中凸顯文化自信的培養。

2.3教育活動開發比較

美國紐約科學館的活動開發有三種形式：一是館內開發，該館有專門的活動開發團隊;二是館外活動開發商開發，或者是館內外合作完成活動設計;三是館內開發人員根據美國《新一代科學教育標準》進行活動規劃，學校教師根據需要進行修改調整。紐約科學館一直致力于支持K-12科學教師的專業發展，高度認同教師在激發和保持學生對科學的終身熱愛方面所發揮的關鍵作用，鼓勵中小學教師參與教育活動開發。

日本科學未來館活動開發的基本方針是：以一線科學家為中心進行構思與設計;連接科技與社會，展示人類正在從事的科技活動;探索表現深刻思想的形式;提供將科技變成容易理解的事物的方法途徑。展品由活躍于日本第一線的科技公司進行構思、規劃、監督，并由日本科學未來館的工作人員與研發公司探討設計程序然后制訂展示方案[5]。

中國科學技術館的活動開發主要有兩種路徑：一是館內專門設有展覽教育中心和展覽設計中心，負責館內教育活動開發;二是加強與學校合作，推出學校參觀、科技館進校園等館校合作課程。

三家科技館活動開發的相似性表現為：第一，館內均設有相關部門專門負責教育活動開發;第二，美國紐約科學館和中國科學技術館均有館校合作開發活動;第三，活動因地制宜，結合國情和社會需要，如中國科學技術館的“中考輔導”系列活動;第四，在活動受眾的拓展方面，針對基礎教育教師專業發展開發教育活動。

在開發團隊方面，美國紐約科學館和日本科學未來館側重與企業公司合作，而中國科學技術館主要是館內開發。日本科學未來館邀請頂級科學家參與教育活動設計是一大亮點，這在中國科學技術館中并不常見。

3教育活動設計影響因素分析

新時代科技館肩負“服務公眾和促進社會發展”的社會責任，是科學教育體系中的重要因素，是社區科技文化建設的中堅力量。科技館教育活動受到國家科學教育政策和本土文化等多方面影響。

3.1科學教育發展需求的影響

美國《新一代科學教育標準》中提倡“基于科學與工程實踐的跨學科探究式學習”，美國紐約科學館積極響應該標準，場館活動凸顯“設計”。此外，STEM教育一直備受美國聯邦政府重視，2011年，美國成立了STEM教育委員會，每5年更新一次STEM 教育戰略，2018年發布了《美國STEM教育戰略（2019—2023）》（又稱“北極星計劃”），提出STEM教育要發展與豐富戰略合作伙伴，匯集中學、高校、圖書館、博物館和其他社區資源，建立STEM生態系統。而美國紐約科學館的教育使命就是“為所有人拓寬學習STEM的途徑”，館內教育活動十分注重STEM教育的滲透。

2013年，日本政府頒布第二期《教育振興基本計劃》，提出培養面向未來的人才[12] 。2018年，日本發布了第三期《教育振興基本計劃》，強調培養適應“超級智能社會”的科技人才[13]。日本科學未來館積極響應國家對人才培養的方針政策，關注前沿科技，注重為培養科技人才的問題解決能力提供良好的學習環境，為國家培養能推動社會持續發展的人才。

2006年，我國頒布實施《全民科學素質行動計劃綱要（2006—2010—2020年）》，為校外教育情境下的科學教育營造了蓬勃發展的社會環境。2013年，中國自然科學博物館協會科技館專業委員會將教育活動作為未來幾年的工作重點。2016年，教育部發布了《關于推進中小學生研學旅行的意見》，要求學生在實踐中學習。“十四五”規劃提出了“三基地一平臺”的科技教育體系。2021年，國務院辦公廳印發了《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》，要求全面壓減學生作業負擔，提升課后服務水平。上述一系列政策文件為中國科學技術館教育活動的開展指明了方向，提出了新要求：在創新的學習方式和學習空間中充分利用物質與環境的優越性，因地制宜地開展教育活動，培養具有科技頭腦和創新意識的社會主義建設者與接班人。

3.2本土文化差異影響

文化差異也會影響科技館教育活動，美國文化尊重個性，堅信失敗能夠讓人學到更多[14]，探索可以使人開拓思維。這些文化特點都在美國紐約科學館的活動中有所體現，他們倡導“創作”，不會設定唯一答案，重視提出問題，重視“動手”中的靈感呈現。

日本四面環海，資源匱乏，所以其危機意識極強，日本公民對外來新事物有著強烈的好奇心和探求欲，科技館中的教育活動設計在重視對外開放的同時也非常重視本土民族特色的體現。例如科技館十分關注安全教育，日本地震頻發，館中安裝了100億人生存挑戰展區，體驗地震、火山爆發等各類災害的原理與受災情況，讓參觀者思考自身應該為人類生存做些什么。

中國科學技術館著眼于全球視角、中國特色，其展覽活動把握世界科技館發展規律和趨勢，關注全球性科技問題和科技發展前沿，并結合中國國情和文化背景，針對中國公眾科學素質的現狀，反映中國科技發展的現實需求，展示中國的科技成就及對世界文明的貢獻。

4結語

本文系統比較了美國紐約科學館、日本科學未來館和中國科學技術館在教育活動的目標與策略、活動類型與特色，以及活動開發上的異同，美國紐約科學館注重STEM教育，日本科學未來館側重科技前沿，中國科學技術館關注科技與生活，三家科技館均傳達出活動頂層設計的重要性，要在國家科學教育政策的引領下，打造具有國際視野和本土文化特色的教育活動。一是關注活動內容設計，突出科技館“情境—體驗，探究—認知”的學習情境[15]，以實物展品為基礎，呈現科學現象，再現科學工作情境，實現多感官體驗。二是協同創新活動建設。充分利用一切社會資源，為館內活動創建完善的服務體系，如日本科學未來館將來訪者的訴求實時整理傳達給各個相關單位等。

教育部明確提出要充分利用博物館資源開展中小學教育教學，促進博物館資源融入教育體系。根據三家科技館教育活動的比較研究結果，針對我國科技館教育活動的設計和開發提出如下建議。一要加強科技館教育活動開發應用。豐富活動內容和形式，加強依托展品的基本教育活動研發，如基于故事講述、實驗演示、角色扮演、游戲參與等高質量的展品輔導;繼續挖掘拓展性教育活動，充分利用科普實驗室，以基于項目、問題和游戲化學習為基本策略，開展跨學科學習活動，促進學習者的科學理解;重視地方特色，增強展示效果，關注地方科技產業發展動向，打造具有地方特色和文化底蘊的教育活動;加強網絡資源建設，如開放教育活動資源包等。二要建立館校合作長效機制。將科技館教育納入課后服務體系，將教育活動內容納入中小學校本課程體系，開放實驗室，組織在校師生來科技館參觀、實驗;加強師資聯合培養，使科技館展教人員了解學校教學內容，中小學教師了解科技館資源構成，如美國紐約科學館會定期對各學?？茖W教師進行培訓，日本大阪市自然史博物館還與學校科學教師免費共享動植物標本、掛圖等，為學生提供寶貴的學習資源。三要推進教育活動協同開發。館內開發依然是我國科技館教育活動開發的主要模式，應圍繞階段性主題開展多種類型的教育活動，并推進與其他基層科普機構、展覽策劃公司以及高校等的合作，拓寬教育活動開發渠道，動員社會力量參與教育資源開發，如美國的科技館將行政機關、學校、科研人員，以及媒體、會員、志愿者、入館者、其他科技館、產業界等連接起來，形成活動與社會的接口，中國科技館中的《中科館大講堂》科學對話活動也是較為成功的案例。

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（編輯" 袁" " 博）

收稿日期：2021-10-05

基金項目：2018—2019年度重慶市人文社會科學重點研究基地項目“科技館科學教育活動國際比較研究”（18SKB035）。

作者簡介：陳怡，成都石室蜀都中學教師，研究方向：科學教育、化學課程與教學，E-mail：15736222139@163.com。李佳為通訊作者，E-mail：4959695@qq.com。