基于科研與科普融合的科技館實驗室建設探討
——以日本科學未來館為例

莫小丹，霍菲菲，馬宇罡

（中國科學技術館，北京 100101)

1 研究背景

黨和政府高度重視科普工作，黨的二十大明確提出加強國家科普能力建設，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》提出科普是實現創新發展的重要基礎性工作。在此背景下，科技館作為科普核心陣地更有用武之地。其中，科技館實驗室（以下簡稱“實驗室”）為科學實驗類科普活動提供了適宜的場所，既可豐富和拓展科技館的展覽教育內容，也為促進科研與科普深度融合提供了重要工具和手段。通過設計、實施和分析實驗結果，公眾可以在科研真實情境中培養問題意識，提高解決問題和主動探究的能力，增強了公眾與科技之間的互動與共鳴［1］。從科技館實驗室建設的角度，韓俊［2］認為科技館建設開放實驗室是對展覽的補充和延伸；聶海林［3］提出建設研究級科學實踐平臺，將科技館實驗室設為科研與科普并行的開放空間；梅爾等［4］認為高校將科研實驗室搬入科技博物館可以更廣泛地傳播科學研究結果；郭朝暉［5］提出從課程活動資源、學習者、實驗室員工、服務支持等多個方面進行實驗室科普服務評估。另一方面，基于科研團隊參與科普的模式正在從基于任務的被動式傳播轉變為基于責任的主動式傳播［6］，王大鵬等［7］更是強調了支持科研人員提高科普意識和科普能力的重要性。從廣泛吸納科研人員積極參與內容創作、科學傳播的角度，齊昆鵬等［8］通過梳理國外主要科學資助機構在推動科研人員參與科學傳播方面的舉措，提出應加強多元主體合作、支持與激勵科研人員參與科普的措施；袁汝兵等［9］從人力、物力、財力、信息資源分析科研與科普的直接融合、間接融合模式，如基于專業科普機構對有關科研成果實施科普轉化，為科研機構及科研人員參與科普工作提供便利和支持。

放眼國際，眾多科技館在展廳內設立面向公眾開放的實驗室，這種做法與科學普及和科技創新融合的趨勢相契合。如，德意志博物館開展“接觸納米”項目，建立玻璃櫥窗式的納米研究員展示區，讓觀眾可以直接感受生活中的納米科技；英國自然歷史博物館達爾文中心、美國舊金山探索館“顯微成像站”展區等也有類似做法，讓公眾可以透過玻璃墻觀摩科研人員工作，也有機會參加開放實驗室導覽活動，“零距離”接觸科研設備，與科研人員現場交流。此外，柏林自然博物館利用藏品組織面向公眾的講座、沙龍、討論會等，幫助公眾更好地理解前沿科技［10］；美國波士頓科學博物館在兒童展廳開辟專門區域，科研人員利用這一區域將觀眾作為研究對象進行數據采集［11］；日本科學未來館也建立了面向公眾開放的實驗室項目，通過設立科研與科普融合的研究課題吸引其國內一流高校、科研院所的科研人員參與研究工作，并注重科學傳播過程中科研人員與公眾的交流。

盡管科技館實驗室的發展已取得一定進展，然而在實驗室的建設中如何更有效地將科研與科普緊密結合尚待破題。與我國相似，日本政府也高度重視科學傳播，認為通過科學傳播可以加深民眾對科學的理解和支持［12］。日本對科技館實驗室的探索起步較早，經過20 年的發展已形成較為成熟、完善的科技館實驗室運作體系，成為兼具科研與科普功能的典范。本研究將以日本科學未來館面向公眾開放的實驗室項目作為典型案例展開分析，提煉協同打造科研與科普融合的科技館實驗室模式措施，并結合我國情境討論可行策略，以期為我國科技館實驗室建設的科普實踐提供啟示和借鑒。

2 日本科學未來館實驗室項目概覽

日本科學未來館由日本官方推進科普的機構之一——日本科學技術振興機構（JST）設立，服務于基礎研究、高新技術研究和應用開發研究。其建館理念是“以科學的觀點來理解我們現今世界發生的事情，思考今后應創造一個怎樣未來的交流場所”。為實現這一目標，在建館之初，該館就規劃了專門的空間用于實驗室建設，以設立科研項目的方式邀請科研人員入駐，開展科學研究并與場館工作人員共同策劃科普活動，及時向公眾展示該國前沿科技研究進展與成果；同時，鼓勵公眾參與研究活動，既幫助公眾更好地理解科學，也可以幫助科研人員更好地了解公眾的需求和反饋。這種雙向的交流有助于促進科研的深入發展，提高研究質量和水平。本研究將這種方式表述為“駐館科研項目”。

2.1 項目設置背景

日本政府在1958 年第一版《科學技術白皮書》（以下簡稱《白皮書》）中首次提出科學技術普及。2004 年發布的《白皮書》明確提出科研人員與公眾雙向溝通、平等對話的重要性，旨在取得公眾的理解、信任與支持［13］。在此背景下，駐館科研項目成為落實日本科技立國戰略及對科學傳播政策的積極響應。2016 年，日本提出建設“超智能社會——社會5.0”的目標，強調科技創新應更好地為社會需求服務。2020 年的《白皮書》提出加強科研人員與普通公眾之間的溝通，為共同思考、分享和合作創造空間。作為科研人員與公眾互動的開放平臺，日本科學未來館開放實驗室提供了前沿科技的創新場所。2021 年的《白皮書》進一步提出將科技館作為日本科技交流活動的核心基地，組織包括科研院所、學校、社會組織等各方在科技館展開對話與合作，向政策制定者提供科學建議，以增進公眾在政策制定與實施中的參與［14］。駐館科研項目圍繞科技所引發的社會問題，組織科研人員與公眾對話交流，促進共同思考、傳遞科學觀點，營造科研人員與公眾共創共享的良好氛圍［15］。這種科研與科普相結合的實踐為促進科技與社會的融合發展提供了重要思路和經驗。

2.2 項目申報指南要求、評審流程與管理

駐館科研項目申請人需已獲得日本政府資助的公共科研經費，優先資助具有科普任務的科研項目；申請人需在日本境內從事科研工作，且入駐期間需有足夠的經費保證實驗室的正常運轉；申報的科研項目執行期不超過6 年［16］。申請人需要提交包括研究大綱、設施使用計劃和科普活動設計方案等內容的申報書，由日本科學未來館組建的指導委員對申報項目進行評審遴選，要求提交的項目方案主要內容包括項目的科學意義、學術價值、應用前景、商業運作模式等，實驗室設備規范運行、安全管理的一整套管理制度，以及科普活動的目的、內容、數量和質量、可行性與可控性評估等方面。

駐館科研項目采用“計劃—執行—檢查—決策”（PDCA）的閉環管理模式，在充分尊重科研人員自主性的前提下，通過事后監督來確保整個項目在科研與科普融合中的高效實施與持續發展。項目的工作重點、預期成果、績效指標和產出均有明確設定，在項目的計劃階段就強調科研人員每年至少要組織6 次科普活動［17］，包括實驗室參觀、講座、對話、科學表演等，并以書面形式向日本科學未來館提交年度報告，說明項目實施階段科普活動的定量和定性要求。此外，科研人員還需向日本科學未來館的官網提供項目介紹、活動信息等，并配合相關主題展覽開展科普活動，構成了項目的執行階段。駐館科研項目通過設計可計量的預期成果和產出，對科研和科普工作進行成效評價，作為檢查的環節，從而保證項目實施具有可衡量性、可比較性和可延續性，最終為決策提供堅實的依據。

2.3 入選項目主要特征

總體而言，過去20 年來，日本科學未來館共組織實施了24 項駐館科研項目，其中來自東京大學、日本產業技術綜合研究所、慶應義塾大學的項目位居前3 位，共有15 個科研項目成功立項，展現了駐館科研項目擇優的策略［18］。上述機構均是日本國內數一數二的學術型大學和研究機構，科研實力積淀深厚，擁有數量龐大的一線科研人員，與企業、政府、其他組織的合作密切，產學研協同創新能力強，具備開展前沿科技科普工作的資源、人力條件。因此，吸引來自一流科研機構的科研人員在日本科學未來館開展科普活動是項目能夠取得預期效果的先決條件。以東京大學成功立項的項目為例，能源、新材料、環境和醫學等重點研究領域中與社會生產、生活密切相關的學科獲得立項的比例最高，反映出駐館科研項目以應用為導向的策略，強調科技成果推動社會發展進步的效用。此外，駐館科研項目也緊跟科學熱點事件和社會熱點問題，深入洞察公眾需求，回應公眾關切，體現以用戶需求為中心。科研人員結合自己所在領域探討關乎公眾切身利益的科技問題，思考前沿科技的發展及其對社會生活的影響是科普工作的出發點和需要首要考慮的因素。

2023 年，駐館科研項目以日本科學未來館的“愿景2030”為引導，以思考人類未來發展為主線，以4 個主題“人類生活”“智能社會”“地球生態”“挑戰未知”為切入點，鼓勵科研人員圍繞多樣性和包容性、飲食、健康、醫療，以及人工智能、智慧城市、物聯網、數字社會，能源資源、氣候變化、災害風險、生物多樣性、太空以及深海等領域策劃開發實施展覽教育活動［19］。在項目的目標設定上，一以貫之地致力于匯集不同領域的科研人員，為各個領域創造新的解決方案，將駐館項目打造成為推動社會進步、技術創新和可持續發展的平臺。

2.4 項目實施效果

經過20 年的實踐，日本科學未來館的駐館科研項目在科研人員中不斷積累口碑，在一項針對駐館科研項目的采訪中，受訪者肯定了駐館科研項目在過去20 年中的成效，并認為這些項目不僅發揮了引領和示范作用，還促進了資源共享和協作支持，形成聚合效應［20］。新冠疫情前，日本科學未來館的年觀眾量（2014 至2019 年）均超100 萬人次［21］，這使得科研人員能夠從公眾的多元觀點和海量實驗數據中受益，有助于項目應用快速迭代和優化。在日本科學未來館所構建的駐館科研項目平臺上，社會資源共享和協作支持的模式極大地提高了科研人員參與科普的積極性，同時，這個平臺還有助于科研人員獲得公眾對科研工作的理解和支持，從而提高了科研人員的獲得感和成就感。這種積極反饋對于推動科研人員開展科普活動至關重要［22］。

3 日本科學未來館實驗室建設的特色經驗

日本政府在科學傳播領域引入了學術研究和高校教育領域的“產官學”協同機制，促進科技館與研究型大學、科研院所之間的合作，以推動科技創新和科學普及。首先，科技館作為平臺，開發、整合、利用科研與科普資源，通過展示研究成果、支持創新創業、產學研交流等方式實現科技創新成果的轉化和應用。其次，科技館以公眾為中心，將滿足公眾迫切的科普需求放在首位，研發、實施展覽和教育活動，搭建公眾與科學對話的交流渠道，促進科學傳播。

3.1 采用自下而上的實驗室建設協同模式

日本科學未來館將駐館科研項目打造成為眾創空間，自下而上匯聚各方力量，既形成了多方合作的橫向關系網絡，促進人力資源、學術資源與經濟資源的流通與匯聚，又打造了從研發到應用的縱向鏈，促進成果轉化和產業創新，同時得到了自上而下的政策支持，包括“政策支持科學”“技術和創新（STI）”“促進社會中的科學”等計劃，營造了有利于眾創活動、社會對話的環境。

一是形成“科技生產—成果轉化—場景應用”的縱向鏈，構建科研與科普融合的供給體系。首先，在研發階段，科研人員、工程師、公眾等不同領域的參與者形成合作網絡，共同參與項目的規劃、設計，為成果應用奠定良好基礎。其次，在成果轉化階段，發揮科技館資源匯聚的獨特優勢，推動優質科研項目實施、促進產學合作。再次，在場景應用環節，科技館實驗室作為實踐場所，做強展覽、培訓、講座、研學、競賽等品牌［23］，不同組織和人員的合作關系更具可持續性，有助于達到最佳的科學傳播效果。這種模式突破了傳統的自上而下的指令式管理。

二是建立多方合作的科學傳播網絡，聯合大學、研究所、科技館、媒體等多元主體協同實施創新研發項目，讓不同行業的利益相關者和公眾共同參與［24］。日本科學未來館實驗室建設基于自下而上、開放性分布式的傳播理念，吸納學會、學校、企業、科研機構、媒體等多主體參與，加速信息的傳遞以及在不同主體間流動，形成一個去中心化的網絡。基于不同層次、不同維度的合作，政府部門、科研機構、社會組織、企業等各方形成廣泛的聯盟和伙伴關系，有利于發揮各方的優勢和能力，這種模式適應了現代信息技術和媒體的發展趨勢，鼓勵更廣泛的參與和協作，滿足多元主體的需求。

3.2 基于實驗室功能拓展的路徑設計

為未來發展培養下一代科研人員和工程師是科技館的一項重要使命，也是研究型大學、科研機構與科技館之間共同利益的主要結合點。

一是科學教育層面，科技館實驗室為公眾提供了一個更加直觀地感受科學的學習場所，讓公眾更好地了解科學研究過程，掌握科學實驗操作方法，從而更深入地理解科學知識。將科學實驗儀器直接搬進展廳，并讓科研人員在展廳與公眾進行互動交流，公眾可以近距離地觀察科研人員的工作，并隨時與科研人員交流感興趣的問題，使公眾在日常生活中接觸科學、理解科學、參與科學。通過這種親身參與和直接感受的方式，公眾不再局限于被動接受，而是主動參與，在參與操作過程中尋找解決問題的方法和策略，從而引發公眾深層次的思考，其科學思維能力也能有所提高，形成對科學日益增長的興趣，甚至創造性地運用科學，從而形成較高的科學素養［25］。借助這種方式，科學教育從傳統的灌輸式教學轉向真正意義上的建構式學習。

二是科學傳播層面，科技館實驗室作為科研人員與公眾雙向互動的交流平臺以及科學文化傳播的媒介平臺，能夠增強雙方之間的信任和相互理解，同時也能成為科學文化傳播的媒介。科技館為不同利益相關者提供了發表意見、互訴需求、沖突和解、形成共識的交流平臺，尤其是在復雜和有爭議的問題、新的顛覆性技術上，有助于化解有關各方之間的矛盾和僵局。這種科學傳播的過程是雙向的：科研人員從公眾的反饋中更加深入地了解前沿科技與社會之間的關系；而公眾有機會考慮科學與技術、社會之間的影響，在與科研人員相互溝通過程中進行生成性對話。借助這種溝通模式，科學傳播建立公眾現實生活中建構科學的意義、注重現實生活與社會的聯系，逐漸向培養有能力解決各項與科學相關的社會問題的公眾過渡。

三是科技創新層面，科技館實驗室不僅可以為公眾提供參與科學實驗的機會，還可以為科學研究和科技創新提供必要的支持和平臺。通過設置公眾可參與的科研項目，進一步鼓勵公眾與科研人員以共創共享的方式合作，公眾既作為調查對象，為科學研究提供樣本數據，又參與數據收集、分析，推動科學研究。通過駐館科研項目，科技館實驗室與大學、科研院所、企業合作，開展科學研究和技術創新的應用項目研究。在這種模式下，實現了科研科普長效有機結合，營造了全民參與科技創新的科學文化氛圍。

4 對我國科技館實驗室建設的啟示

習近平總書記高瞻遠矚地指出“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置”［26］。2023 年5 月，教育部等十八部門聯合印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，倡導在實驗教學方面聯合共建創新實驗室，充分整合實踐資源，全面提高學生科學素質，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。據不完全統計，中國超過半數的省級科技館都設置了實驗室［5］，實驗室課程主題豐富，按照學科分類設置課程內容，并依據不同人群的需求、不同學科特色設置單次課程、系列課程,然而，科技館實驗室也存在課程開發相對滯后，活動主要集中在周末和節假日開展、活動頻次不高，同時實驗室相關的專業人員缺乏等問題，導致實驗室無法充分發揮其緊密結合科研科普的效應。目前，中國科技館實驗室建設尚處于起步階段，需要在實驗室建設、管理理念和方法上繼續摸索和創新。科技館與高校、科研院所合作是在現有科學教育資源和工作機制基礎上，促進各類資源、功能和優勢的匹配、互補，從而實現集成增效的目的。日本科學未來館提供了一個可參考的樣例，為中國的科技館展示了引入駐館科研項目的價值，對科技館和科研院所如何在科普內容建設上各展所長、同步推進、形成合力提供啟示。隨著全社會對科普的重視程度明顯增強，科技館實驗室建設也迎來了前所未有的發展機遇和發展環境，基于中國當前科技館建設正處長由數量增長向質量提升的轉變過程中，結合國情實際，科技館實驗室有針對性地借鑒日本科學未來館在科研與科普融合中的經驗做法，通過暢通科研資源科普化渠道、構建空間與功能聚合的科研科普結合平臺、完善駐館科研項目機制，充分發揮科技館的場地、科普優勢，以及科研院所的專家、科技成果優勢，有助于加快建設教育強國、科技強國、人才強國，為全面建設社會主義現代化國家夯實基礎。

4.1 引入駐館科研項目的價值

為不斷提升國家科普能力，形成帶動、輻射全社會共同推進科普的大協同、大合作的科普態勢，需要構建社會化協同的科普生態［27］，促進科技館與高校、科研院所等科研機構緊密協作，將科研成果及時地、精準地向公眾傳播，共同致力于公眾科學素養的提高、科技成果的轉化和應用。科技館擁有豐富展（藏）品，能夠為觀眾提供基于實物的體驗和基于實踐的探究等教學資源，這為引導觀眾獲得直接經驗、實現科學認知提供了必要條件［28］。這些展（藏）品包括自然標本、科學實驗、科學考察器具、技術發明產品及使用的工具、材料等、科研手稿等［29］，以及以上述科技藏品中的科學實驗、科學考察器具、技術發明產品及使用的工具、材料等為原型，研發參與體驗型、動態演示型展品等，均是科技探索的對象、工具、材料產物，可以幫助觀眾更好地理解科學知識、科學方法、科學思想、科學精神，使其具備較高的科學文化素養。科研人員借助科技館的設施、氛圍和資源，能更好地將晦澀的科學術語和抽象的科學實驗變得通俗有趣，提升科普宣傳效果。通過引入駐館科研項目這一運作模式，科研人員在科技館這個開放的平臺上開展科研工作，進行實驗、測試和驗證，同時將研究成果轉化為公眾易于理解的科普內容，同時也通過實時展現科研人員的科學探究過程，觀眾得以深刻理解科研人員在探索、認識、利用、改造自然過程中所體現出來的科學精神、科學思想和科學價值觀。因此，駐館科研項目是科技館與高校、科研院所發揮各自獨特優勢的重要結合點，科技館實驗室通過積極引進相關的研究項目，為科研工作者積極投入科普工作、促進科研成果推廣應用“搭臺唱戲”，很好地展示了科技館教育、研究、展示的功能，服務于促進學術研究與實踐的結合、培養優秀人才培養并推動科普教育，將科技成果應用于社會，從而產生積極的社會影響。

4.2 暢通科研資源科普化渠道

中共中央辦公廳、國務院辦公廳發布的《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》提出及時向公眾普及科學新發現和技術創新成果、搭建科技成果科普宣介平臺等要求。科技館實驗室為物質資源、財務資源、技術資源、信息資源、人力資源等科技資源的科普轉化提供了通暢渠道：一方面，科研人員依托科技館陣地，聯合開展面向公眾的科普活動，能夠將科研人員在研究中獲得的階段性成果迅速轉化為科普內容，從而增加科普內容的時效性，與公眾分享最新的研究進展，這種雙向的交流不僅豐富了科學傳播的形式，也激發了公眾對科研成果的濃厚興趣，增強公眾的參與意愿；推動形成科研與科普有機結合的長效合作機制［30］，將科研中的物質資源轉化為具體的展覽展品、教育活動資源包、科普圖文等。另一方面，科研人員可借助科技館的科普專業團隊和平臺開展科研資源的科普創意開發，推動適宜轉化的科研成果實現科普化，形成科普圖書、科普動漫、科普影視、科普游戲、科普玩具、科普展覽展品等科普產品。科研和科普兩方面在資源利用、內容傳播和社會參與方面形成良性互動，科研成果得以更好地傳達給公眾，增加了科研成果的可見性，有助于吸引潛在的合作伙伴；同時，科研與科普的良性互動也有助于將科研資源引入科普領域，促使科研資源更加暢通地轉化為科普產品和內容，滿足實際應用和社會需求，促進科技成果的轉化和應用。

4.3 構建空間與功能聚合的科研科普結合平臺

利用科技館創設科研與科普融合的實驗室有利于通過資源匯聚，實現人員、信息、政策、技術等多領域匯集。從空間上看，可利用科技館與當地國家實驗室、國家重點實驗室、新型研發機構、高校院所已有的合作關系設計駐館科研項目，再逐漸過渡到吸引頂尖級科研人員申報的理想狀態。另外，根據國家發布的《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035 年）》和現代科技館體系建設的要求，支持高校、科研機構、企業、科學共同體等為駐館科研項目提供科研資源，并依托科技館實驗室場地，配套先進設備的實驗設備，圍繞當前的國家科技重大項目以及公眾關心的科學與技術問題，及時普及重大科技成果。這種方式可以為駐館科研項目提供良好的實驗條件和實驗平臺，建立共享資源和技術支持的科普工作合作機制，以提高項目的實施效果，促進科學成果的應用和推廣。

從功能上看，建設實驗室、引入駐館科研項目有助于實現科技館“產、學、研、用、展”緊密結合、一體化發展。（1）產。產業環節，利用企業的生產優勢加速科技成果的轉化。根據市場需求和技術前瞻篩選具有創新潛力的項目開展新技術和新產品的研發工作，并進行實驗驗證和性能測試。（2）學。培養環節，通過組織科普教育培訓班、講座等活動，培養具備較高素質和專業技能的科學傳播人才，并提高他們的科普宣傳技巧和溝通能力。（3）研。合作環節，在合作研究、資源整合等方面，場館、高校、科研機構和企業加強合作，形成實力強大且高效的研究團隊。（4）用。轉化環節，科研人員通過駐館科研項目將科研成果應用于實際情境中（科技館實際展覽或科普活動）實現技術轉移和技術示范，并為進一步的應用和推廣積累經驗。（5）展。傳播環節，通過主題展覽、科普活動的形式讓大眾直觀了解前沿科技，同時，還向學校、社區提供科學教育內容和實踐活動，進一步促進科技成果的傳播與應用。

4.4 完善駐館科研項目評估機制

建立規范的駐館科研項目管理模式，即遴選、策劃、實施、評價的循環式管理系統，對各方面資源進行合理利用、評估和管理，加強項目培育、申報、后續管理工作、落地，推動行業推廣與應用。首先，通過調研和評估及時了解科技創新、科學研究成果、主流技術發展趨勢，為項目選題指南設置提供依據。其次，設立評估委員會或專家團隊，考慮技術可行性、商業化潛力和社會影響等因素，重點遴選創新潛力大、可行性高、應用前景廣的項目。第三，設立專項資金和建立產學研用合作機制，并提供必要的資源支持，促進資源共享和技術支持，為駐館科研項目的順利進行和取得成功提供基礎保障；同時，定期評估項目進展和效果，并根據評估結果及時調整和改進，以提高項目的整體效率和質量。另外，引導科技館實驗室有效推動科技成果轉化和科學普及，進行技術轉移和知識產權保護，以確保創新成果的轉化。

5 結論

依托實驗室開展科學教育是科技館的重要教育活動形式之一，是科技館實現良好科學傳播效果的有力手段。本研究以日本科學未來館駐館科研項目為研究對象，提煉分析此類科研項目的特征，圍繞參觀實驗室、組織公眾研討會、公眾參與科學研究與實踐的共創模式等不同科普形式，從搭建科學傳播與科學教育平臺、推進合作共享機制等層面考察項目協同模式及成效，并結合中國情境討論可行策略。科技館與高校、科研院所間的緊密合作為國家科普能力建設提供重要支撐。為了適應新形勢，需要持續推進科技館實驗室建設和駐館科研項目的實施，不斷優化和創新科普方式和手段。駐館科研項目可以為科研人員提供更廣闊的創新空間，科研人員可借助科技館這個平臺，與科普人員合作開發新的科普產品，進一步促進科學文化的傳承和創新發展，提高公眾科學素養和科學素質，更好地推進科普工作的實施和創新發展，為國家科技事業發展增能。