公共科普資源融人科學教育研究

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094(2025)07-0049-07

科技館、博物館、科普教育基地等科普場所作為科學教育的第二課堂，在培育學生科學素養中具有重要的作用與價值。2021年6月，國務院印發《全民科學素質行動規劃綱要（2021一2035年）》，明確提出：“建立校內外科學教育資源有效銜接機制。\"科學教育研究者需要充分利用校內與校外科學教育資源，尤其要充分挖掘校外科普資源，廣泛開展各類學習實踐活動。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》，提出：“統籌動員高校、科研院所、科技館、博物館等單位，向學生開放所屬的場館、基地、營地、園區、生產線等陣地、平臺、載體和資源。\"強調科技館、博物館等科普場所在科學實踐中具有重要作用，為科學實踐提供物質基礎。

科普資源具有總量大、種類繁多、形式多樣等特點，能夠有效激發學習者的學習興趣。同時，有利于學習者深化對科學知識的理解、運用科學方法開展探究實踐活動、發展科學思維能力及培養科學精神等。但是，我國公共科普資源在融入科學教育的過程中存在“融什么”“如何融”等問題，急需找到有效的解決方案。因此，如何在科學教育中有效融入公共科普資源，成為亟待研究的重要話題

一、公共科普資源內涵界定

當前，學術界對科普資源并沒有形成完全統一的認識，但多數研究者認為科普資源是一種社會資源，其不同于我們日常所認識的自然資源。科普資源有廣義和狹義之分。從廣義視角來看，科普資源指科普社會實踐和科普事業發展中所有要素的總和[3，包括有形的人力、財力、物力、科普內容及信息與無形的政策、組織及技術等，這些資源對科普事業發展、繁榮有著直接或間接影響。從狹義視角來看，科普資源指科普社會實踐和科普活動中需要的要素和組合資源，主要包括科普項目或活動中所涉及的產品、活動、載體、信息等[4。

公共科普資源指由國家機構、社會組織及政府部門等主體所提供的有效支撐各年齡段公眾參與科普社會實踐及各類科普活動的要素和組合資源，其核心目的在于提升全民科學素養。公共科普資源主要包含科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所提供的產品、活動、載體、信息等，這些構成公共科普資源體系的核心組成部分。公共科普資源的受眾群體具有多元化的特點，廣泛涵蓋了K-12教育體系內的學生、高等學府的大學生、各行各業中的成年人等不同社會角色與不同年齡層次人群。公共科普資源具有社會性的本質屬性，超越了傳統學校科學課程資源的范疇，致力于滿足全民科普教育的廣泛需求，體現了科普教育的普及性與包容性。本文的公共科普資源面向的對象為K-12學生群體。

二、公共科普資源的科學教育價值

科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所提供的產品、活動、載體、信息等，不僅豐富了科普資源的形式與種類，也有效挖掘了科普資源的功能，在學習者科學觀念、科學思維等核心素養發展及科學家精神培育過程中發揮著積極的作用。

（一）塑造科學觀念

周光召院士指出，“科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當慎重選擇一些重要的科學觀念，用恰當、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解\"5。科學觀念是從科學視角對世界形成的總體認識，是理解和解釋自然世界的基石，是世界觀的重要組成，反映了對世界本質和規律的深刻洞察。理想的科學課程內容應兼顧一致性和順序性，呈現“上三角形”（ ▼ 分布模式，即部分內容隨年齡增加而逐步深化（一致性），部分內容根據難度隨年齡認知特點出現（順序性）。學校教育難以讓低齡段學生形成對科學的整體認識，而借助公共科普資源可以將抽象、復雜的科學理論以學生能夠接受的方式呈現，便于學生從多個方面形成對科學的總體認識，塑造學生的科學觀念。

（二）發展高階思維

《義務教育科學課程標準（2022年版）》將科學思維作為核心素養的核心要素，凸顯思維的重要性。科學思維是具有意識的人腦對科學事物的本質屬性、內在規律及相互關系的間接、概括和能動的反映[7，主要包括模型建構、推理論證和創新思維三個要素。這三個要素均為科學高階思維的核心要素，是我國科技創新人才培養的重要內容。高階思維包括多種認知、非認知成分，是這些成分協同作用的復雜思維過程，其復雜性使得科學教育中高階思維教學還處于起步和探索階段。相較于校內課程資源，公共科普資源具有多種形式，如豐富的標本、模型等展藏品及3D模型、虛擬/增強現實等信息化產品，能夠滿足學生高階思維發展所需，通過開展多樣的線上線下實踐活動，并充分借助信息技術創設資源豐富的教學環境，為學生高階思維的發展創造合適的條件。

（三）提升科學與工程實踐能力

實踐既涵蓋科學家在探究自然規律和構建世界模型時所進行的科學實踐，還包括工程師在設計與構建系統中所進行的一套關鍵的工程實踐。我國2022年版義務教育課程方案重視實踐的育人作用，將其納入各學科課程標準中，并嘗試用 10% 的課時開展跨學科實踐。然而，學校教育面臨實踐內容（尤其是工程實踐）的設計缺乏系統性和整體性，數量偏少等問題，并存在教學時間緊張、實踐時間不足、跨學科難度大等難題，導致學校教育中的科學與工程實踐活動不足。科普場所能夠提供豐富的公共科普產品、活動等資源，利于開展項目化學習、STEM學習、探究式學習等學習活動，讓學習者圍繞真實問題開展探究與實踐活動，形成相關的實踐物化產品，提升學習者的科學與工程實踐能力。

（四）培育科學精神

近年來，科學精神逐漸受到科學教育的重視，并被確定為科學教育的重要目標。科學精神的本質是探索事物的本質規律、追求知識的確定性以及渴望絕對真理，指學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準和行為表現，主要體現在探索未知、追求真理、精益求精等科學態度與愛國情懷、民族自豪、敢于擔當等社會責任[0。目前，科學課程主要通過引入科學史素材、科學家故事、古代科技成就及科技前沿成果等內容來隱性地進行科學精神培養，但融入方式較單一，可利用的資源不足，難以有效且全面地開展科學精神培養。公共科普資源緊跟科技發展，能夠激發學生對科學的好奇心、求知欲和探求欲，培養學生的科學興趣；能夠讓學生體驗科學家與工程師的角色，開展科學探索與工程實踐，將科學家或工程師追求真理、精益求精等科學態度銘記于心并轉化為實際行動。

三、國內外公共科普資源類型

基于狹義的科普資源概念，結合已有研究，將公共科普資源分為科普信息資源、科普產品資源、科普活動資源、數字化科普資源四類。其中，科普信息資源指以文本、圖片、聲音、視頻及其復合形式呈現的科學與技術知識或信息；科普產品資源指以實物、標本、模型等形式呈現的科普產品；科普活動資源指以講座、游戲、實踐等活動形式呈現的科普學習活動；數字化科普資源指以信息技術、互聯網等為基礎的電子科普資源。

（一）科普信息資源

目前，國內外科普信息資源主要有科普圖書、科普報刊和科普影視三種（見表1），這些資源通過文字、圖片、視頻、漫畫、故事等形式將科學知識直觀地呈現給學生。科學教育工作者根據不同年齡段學生的認知特點及發展需求，設計相應的資源呈現形式。以科普圖書為例，針對幼兒和小學低學段學生，通過科普漫畫、繪本故事、圖片、互動游戲等直觀、有趣的形式呈現豐富的科普內容，在激發學生科學興趣的同時，拓展他們的科學知識。例如，《神奇校車》以科普漫畫和故事結合的形式，讓學生在閱讀中搭乘充滿魔力的“神奇校車”，上天入地、上山下海，探討各種科學問題。針對小學高學段和初中階段學生，文字科普內容逐漸增加，采用圖文并茂的呈現形式，引導學生進行具有一定抽象性的學習，激發學生科學興趣，并傳遞較為系統的科學知識、科學方法等，引發學生思考，發展學生科學思維。例如，《萬物簡史》以科學家及科學大事件為主線，采用通俗易懂的方式，幫助學生了解大千世界的無窮奧秘，掌握萬事萬物的發展脈絡。針對高中階段學生，科普內容主要以文字呈現為主，并以相關圖片輔助抽象內容的理解，便于學生形成系統的科學知識、科學方法，并激發學生的創新性思維等。例如，《自私的基因》以獨特的視角將學生帶到全新的生物學領域- 一基因前沿研究。

（二）科普產品資源

科普產品資源主要有實物、標本、模型和作品四種形式（見表2）。各種科普場所均有模型和作品這兩種形式的科普產品資源，各種生物標本在博物館出現頻次較高，各種實驗與展覽實物在科技館出現頻次較高。科普展品缺乏靈活性，且其面向對象不具有針對性，覆蓋從幼兒到成人多個年齡段的人群。雖科普展品具有一定的互動性，但如果缺乏科技人員引導，其科學教育價值難以得到有效發揮，尤其針對低齡學生，往往只能引起他們短時的興趣，難以激發他們持久的探究欲望。科技教師可以根據課程內容、目標需要和學習者認知水平，有選擇性地利用相關資源，為不同年齡段學生提供合適的科普產品資源，有效培養學生的高階思維。例如，學生在觀察不同食性恐龍的模型與化石展品時，多數僅對相關模型與化石表現出好奇與驚嘆，不會進入推理等思維過程；而在科技教師的引導下，學生能夠嘗試分析恐龍的食物鏈與食物網，發展推理與論證能力。

（三）科普活動資源

科普活動資源主要包括接受類活動、技能類活動、探究實踐類活動三種（見表3）。其中，接受類活動指學習者以被動接受的方式開展學習，其常見的形式有科普講座、科普閱讀兩種。接受類活動中，學生在科普專家或教師的引領下，被動接受科學知識與科學方法等。這對學生知識面的拓展與豐富具有較好的效果，但難以調動學生的積極性和主動性，故需結合相應的體驗與互動等方式，在激發學生學習興趣的同時，引導其深入思考。例如，上海自然博物館設計了“綠螺講堂”活動，邀請研究專家以科普講座的方式拓展學生的科學知識。技能類活動指學習者通過觀察、測量、觸摸、制作等活動方式開展學習，其常見的形式有觀察、測量、制作、體驗和種植養殖五種。在技能類活動中，科普專家或教師帶領學生看一看、測一測、摸一摸、做一做，學生在體驗過程中經歷比較、分類、歸納、分析、綜合、概括、推理等思維過程，不僅能豐富科學知識，還可培養動手實踐能力，進一步發展科學思維。例如，國家自然博物館設計了“自然觀察員”活動，讓學生去發現、探索、觀察、研究自然元素，接觸自然、親近自然、探索自然。探究實踐類活動指學習者為解決真實問題而開展系統的科學探究、科學與工程實踐過程的活動，其常見的形式有科學探究、科學實踐、工程實踐三種。學生以科學家或工程師的角色出現在探究實踐類活動中，圍繞某一個真實或現實問題，運用多種知識與技能開展探究、調查與實踐活動，最終完成相關作品、調查報告等物化成果，在此過程中多維度發展科學素養。例如，美國猶他州自然歷史博物館開展豐富的探索活動，讓不同年齡的學生深入了解多樣化問題，開展相關的科學探究與實踐，最終完成解決方案的制定。

（四）數字化科普資源

數字化科普資源主要包括科普平臺、科普社交媒體、數字化科普信息、虛擬現實/增強現實資源等多種類型（見表4）。這些資源依托數字技術和互聯網平臺，將科普信息、科普產品、科普活動與課程等內容轉化為數字化形式，通過線上與線下相結合的方式，加快科普資源的傳播。數字化科普資源打破了傳統科普方式的局限，便于公眾及時獲取科學知識，成為科學普及的重要資源。據科技部發布的2023年度全國科普統計數據，網絡化科普成為科普傳播中具有廣泛影響力的重要陣地[。其中，科普平臺由政府、科研機構、教育平臺或科學傳播組織運營，收錄文章、視頻、活動、課程等多種形式的科普學習資源，向公眾傳遞科學知識與科學方法，包括科普網站、科普App與科普小程序三種平臺。科普社交媒體包括微博、B站、抖音等社交平臺。科普博主和專家等借助這些平臺分享科普視頻，開展科普互動與討論等，分享有趣的、最新的科學研究、技術應用及科學趣聞等，旨在吸引公眾關注科學，了解與學習科學。數字化科普信息是將科普信息資源、科普產品資源進行數字化處理后產生的信息，公眾可隨時隨地觀看、閱讀，了解相關的科普知識與方法，增強科學素養。虛擬現實/增強現實資源利用虛擬現實技術與增強現實技術，創造一個虛擬環境，設計沉浸式、可視化、動態交互的驅動任務，讓學生身臨其境地參與科學探究與實踐，多維度發展學生的核心素養。

四、公共科普資源融入科學教育的路徑

公共科普資源作為一種社會資源，主要分布在科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所中。公共科普資源類型多樣，既發揮著科學普及的功能，又扮演著創新人才專門化培養的角色。公共科普資源融入科學教育的范圍較廣，途徑較多。因此，科技輔導員、科學教師等面臨難以把握“如何融”的問題。基于公共科普資源的相關特點，本文認為公共科普資源融人科學教育的路徑有以下三條：場館教育、學校教育和館校合作。

（一）以場館教育為抓手

場館教育即在科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所開展的教育活動，其作為一種重要的教育形式，與學校教育具有較大的差異，并能夠對學校教育進行補充。場館中有豐富的公共科普資源，這些資源蘊含著巨大的科學教育價值，故場館教育是公共科普資源融入科學教育的主要途徑。隨著場館教育的不斷發展，越來越多的幼兒、青少年走進科普場館，感受與體驗公共科普資源；場館配備相應的教育工作者，借助公共科普資源開發相關的科普體驗活動及科普課程，開展豐富的科普教育活動，提升學習者的科學素養。以場館教育為抓手主要體現在如下三個方面：一是打造品牌化的科普教育活動。結合科普場館中的資源、科普場館定位及地域特色等，打造具有地域特點與場館優勢的科普教育活動，以此作為品牌，吸引更多學習者參與場館教育。二是構建系統化場館教育工作者體系。場館教育工作者在場館資源利用與開發方面有著至關重要的地位，能夠最大化地發揮公共科普資源的教育功能。三是發展數字化場館資源。數字化科普資源已經成為并將持續成為科普傳播中具有廣泛影響力的重要資源，充分利用數字化平臺、媒體等，能夠有效地將場館中的科普資源傳播給學生，提升其科學素養。

（二）以學校教育為依托

學校教育作為科學教育的主戰場，在學生科學素養培養中發揮著無可替代的作用。學校教育具有學生數量多、學生學習時間持續等優勢，可作為公共科普資源融入科學教育的重要途徑。將公共科普資源融入學校科學教育，不僅能夠破除學校課程資源匱乏的困境，而且可以轉變與豐富學校科學教育的內容及形式，提高科學教育質量，培養具有批判性思維和創新能力的青少年。以學校教育為依托主要體現在如下三個方面：一是科學教學中有機融入公共科普資源。科學教師有意識地將優質公共科普資源融入科學教學中，不僅豐富科學教學資源，而且有助于激發學生的好奇心和學習動機，拓展其思維，促進其自主建構知識。二是建立學校科普展館。學校借助樓道、連廊等公共場所或專門空間，將常見的科普展品資源進行展示，供學生體驗與學習，激發學生的好奇心與求知欲，培養學生的科學素養。三是開展科普探索周／月。學校集中利用一段時間開展系列科普活動，充分利用公共科普資源開展科學教育，組織學習者開展科普探究與實踐，培養學習者的問題解決能力、創新能力等。

（三）以館校合作為未來導向

館校合作將科普場館與學校共同編入一個科學的系統協作網絡，利用教育活動空間的擴大、課程資源的豐富以及教育內涵的不斷充盈，促進人的全面發展[12]。館校合作能夠充分運用公共科普資源的相關優勢，拓展學校科學教育，為科學教育發展帶來無窮的潛力，正在并將持續成為科學教育的未來發展方向。以館校合作為未來導向主要體現在如下三個方面：一是搭建館校合作共育平臺。政府、學校和相關機構搭建館校合作平臺，支持中小學與高校、科研院所、科普場館等建立多方聯系，充分運用這些機構所擁有的資源，進行全方位育人工作。二是積極探索館校合作模式。地區、學校根據自身條件，探索多樣化館校合作模式（如博物館主導模式、大學主導模式、中學主導模式、國家課程導向模式和第三中介者模式[13]），激活館校合作的生命力，充分借助每一種模式的優勢，推進科普育人。三是豐富館校合作的類型。地區、學校與科普場館開展多種形式的合作，如參觀訪問、校外服務、主題活動、研學活動、科研合作、教師專業發展等，充分調動學生的學習興趣，提高教師的教學能力，全面發展學生的科學素養。

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責任編輯：楊孝如