科學(xué)史
——深化和表達科技館展覽主題的重要途徑

孫瑩瑩

“十二五”期間，科技館建設(shè)迅速發(fā)展。作為科學(xué)教育和科學(xué)普及的重要機構(gòu)，科技館在提高公民科學(xué)素養(yǎng)、推動創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要的作用。[1]然而，一些科技館在展教功能上過分強調(diào)對科學(xué)知識和科學(xué)原理的解讀，忽略對科學(xué)思維和科學(xué)方法的培養(yǎng)，造成“有科學(xué)知識，無科學(xué)文化(包括科學(xué)思想、科學(xué)精神、科學(xué)價值觀等)”的局面。[2]對此，筆者認為重視并引進科學(xué)史內(nèi)容是解決上述問題的有效途徑。

一、 為什么我國科技館缺少科學(xué)史內(nèi)容？

目前我國科技館的展覽中科學(xué)史的展示內(nèi)容很少，這其中既有觀念層面的原因，也有技術(shù)層面的原因。從觀念層面上講，是因為對科學(xué)精神、科學(xué)思想、科學(xué)價值觀的傳播不夠重視；從技術(shù)層面上講，是因為未能掌握展示科學(xué)精神、科學(xué)思想、科學(xué)價值觀的有效方法。

從博物館的分類來看，科技館屬于科學(xué)博物館。我國科技館采用了西方的科學(xué)中心模式。從各種類型科學(xué)博物館的發(fā)展歷史看，科學(xué)中心誕生最晚，基本沒有收藏，主要通過互動參與和體驗認識科學(xué)現(xiàn)象和原理。1969年舊金山探索館和加拿大安大略科學(xué)中心的建立真正開啟了科學(xué)中心的時代。[3]探索館的創(chuàng)始人弗蘭克·奧本海默是實驗物理學(xué)家，有運用科學(xué)實驗設(shè)備進行教育的經(jīng)歷。正因如此，他擅長將自己熟悉的實驗儀器轉(zhuǎn)變?yōu)榛诱蛊穪硌菔究茖W(xué)現(xiàn)象。這種展示方式新穎獨特，大大激發(fā)了觀眾的探索欲，也在教育上起到了獨特的作用。此后科學(xué)中心模式在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的傳播和推廣。我國科技館沿用了這一模式，多以展示參與體驗型展品和動態(tài)演示型展品表現(xiàn)其科學(xué)原理。[4]而這些展品在展示科學(xué)史方面卻不如其它博物館的收藏和文物來得直接，這是導(dǎo)致我國科技館缺少科學(xué)史內(nèi)容的重要原因之一。

其次，我國大多數(shù)科技館的科普觀念依然停留在以傳播科學(xué)知識為主的層面。進入21世紀以來，國內(nèi)外科學(xué)教育形成了由低到高的三個層次目標：知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀。20世紀80年代后，國內(nèi)外科學(xué)傳播的目標也由普及科學(xué)的知識與技能，拓展為培育科學(xué)的認識論、方法論和價值觀，即國內(nèi)常說的科學(xué)的思想、精神、方法和世界觀。[5]然而，我國科技館對于上述科學(xué)教育、科學(xué)傳播目標的認識還相對滯后，也沒有意識到科學(xué)史是上述深層次科學(xué)內(nèi)涵的載體。

二、 科技館為什么要展示科學(xué)史內(nèi)容？

科學(xué)史記錄著科學(xué)發(fā)展過程，它是人類認識自然、利用和改造自然的真實記錄。[6]科學(xué)史包含了科學(xué)探索記錄、科學(xué)應(yīng)用和積累以及科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神等?？茖W(xué)史的創(chuàng)始人喬治·薩頓曾說：“科學(xué)史就是自然科學(xué)與人文學(xué)科之間的橋梁，它能夠幫助學(xué)生獲得自然科學(xué)的整體形象、人性形象，從而全面地理解科學(xué)、理解科學(xué)與人文的關(guān)系。”[6]科學(xué)史的展示內(nèi)容有助于科技館實現(xiàn)當代科學(xué)教育的目標，這一目標的提出本身就是科學(xué)教育響應(yīng)當代社會對于公民科學(xué)素質(zhì)需求的產(chǎn)物，是社會發(fā)展對科技館提出的更高需求，是時代賦予科技館的使命，也是展示科學(xué)史的基本出發(fā)點。科學(xué)史反映了科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境和人文之間的相互關(guān)系?？茖W(xué)思想、精神、方法、態(tài)度(即科學(xué)的認識論、方法論、價值觀)形成并滲透在上述關(guān)系和過程中，也影響著這一過程和人對它的認識。

所謂科學(xué)，是人類對于自然現(xiàn)象及規(guī)律的認識并由此形成的知識體系。由此可知，科學(xué)知識是“人類對于自然現(xiàn)象及規(guī)律的認識”，即我們常說的科學(xué)原理、科學(xué)理論，它是科學(xué)探索過程的產(chǎn)物，但不是科學(xué)探索過程本身。而科學(xué)的認識論、方法論、價值觀和科技與社會的關(guān)系正是在科學(xué)探索過程中體現(xiàn)出來的。僅靠科學(xué)知識本身并不能表達出以上深層次的內(nèi)涵，須通過科學(xué)探索過程加以揭示和表現(xiàn)。這一過程，就是科學(xué)史。通過展示科學(xué)史，特別是科學(xué)探索過程中的人文故事，即可以深刻地揭示出科學(xué)的思想、精神和方法等。

展示內(nèi)容是對展示主題的支撐和表現(xiàn)，展示主題是展示內(nèi)容所要表達的核心概念，好的展示主題應(yīng)該體現(xiàn)某種科學(xué)的思想、精神和方法，科學(xué)史內(nèi)容是提煉和表達這類主題的有效方法。國內(nèi)很多科技館的所謂“主題展覽”之所以讓人感覺好像沒有主題，未能使觀眾領(lǐng)悟到科學(xué)的思想、精神和方法，就是因為僅僅關(guān)注了展品的知識性和趣味性，未能挖掘其深層的科學(xué)史背景與內(nèi)涵，當然也就缺乏提煉，難以通過展示內(nèi)容表達具有深層次科學(xué)內(nèi)涵的展覽主題，難以有效傳播科學(xué)的思想、精神和方法。

因此，展示和挖掘科學(xué)史內(nèi)容是提升科技館科學(xué)教育功能和效果的內(nèi)在需要，也是深化展覽主題的有效途徑。

三、 科技館要展示什么樣的科學(xué)史內(nèi)容？

科技館中的科學(xué)史不是單純地展示科技發(fā)展歷程，而是要通過科技探索和科技發(fā)展中的“故事”揭示其背后的科學(xué)思想、精神、方法以及科學(xué)與社會與人文的關(guān)系。這就涉及到科技館是否具備展示科學(xué)史的條件。弗蘭克·奧本海默和世界上第一座科技館巴黎“發(fā)現(xiàn)宮”的創(chuàng)始人讓·佩蘭都曾將用于科學(xué)研究的實驗儀器轉(zhuǎn)化成教學(xué)設(shè)備為學(xué)生上課，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了最初的科技館展品，再進而把科技館展品的原型從科學(xué)實驗儀器逐步擴大至生產(chǎn)工具(機械)、自然和生活中的科學(xué)現(xiàn)象。這說明：科技館的參與體驗型展品、動態(tài)演示型展品(主要指那些國內(nèi)外科技館常見的經(jīng)典展品)，雖不是科技文物和藏品，但它們多以科學(xué)家們科學(xué)實驗、科技發(fā)明的裝置或科學(xué)考察、科技發(fā)明的對象為原型。這些展品不僅演示了科學(xué)現(xiàn)象和原理，也承載了科學(xué)家探索過程的信息，并記錄下科學(xué)家及其科研成果與社會的關(guān)系等信息。這些深層次信息本身就蘊含了科學(xué)思想、精神和方法。[5]如科技館常見的展品“加速度實驗”，一般展示方式就是讓觀眾調(diào)整斜面角度，觀看在同一時間內(nèi)下落的距離，并通過比例關(guān)系了解加速度的概念。而這一展品的原型，就是伽利略用以推翻亞里士多德統(tǒng)治2000多年的傳統(tǒng)觀念的那個歷史上著名的斜面實驗裝置，它是科學(xué)實驗驗證真理的經(jīng)典事例。在意大利伽利略博物館，這一展品被表現(xiàn)得淋漓盡致，不僅清晰再現(xiàn)了伽利略當年的實驗過程，更揭示了他勇于挑戰(zhàn)權(quán)威追求真理的科學(xué)精神。然而，這件展品的科學(xué)史內(nèi)容在我國科技館卻很少看到。類似的展品還有很多，如旋轉(zhuǎn)的金蛋(特斯拉蛋)、大氣壓實驗(馬德堡半球?qū)嶒?等都蘊含了豐富生動的故事。而目前我國科技館的展品設(shè)計和展示內(nèi)容對這些信息的挖掘還遠遠不夠。

與此同時，科技館在推動義務(wù)教育階段的科學(xué)教育中肩負著重要的示范和支撐作用?；诳茖W(xué)教育的目標，科技館不應(yīng)拒絕一切可以起到教育效果的展示手段和方式。這其中不僅包括互動演示類展品，還應(yīng)包括標本、實物、文物等靜態(tài)陳列的展品。事實上國外很多科學(xué)博物館都是綜合性的，都包含了“科學(xué)中心+”。如德意志博物館、倫敦科學(xué)館、芝加哥科學(xué)工業(yè)博物館都是“科學(xué)中心+科學(xué)工業(yè)博物館”模式；特倫托科學(xué)博物館和巴塞羅那自然博物館則是“科學(xué)中心+自然博物館”模式。事實上，我國的上?？萍拣^、武漢科技館新館、紹興科技館、包頭科技館等都引進了許多靜態(tài)陳列展品，都有“科學(xué)中心+”的體現(xiàn)。[7]這些標本、實物和文物曾經(jīng)也是科學(xué)實驗、科技發(fā)明和科學(xué)考察的對象，完全具備展示科學(xué)史的條件，完全可以請進科技館。這其中不乏很多著名的科學(xué)故事。在展示生物化石標本的時候，我們不妨講一個達爾文與赫胥黎的故事：達爾文跟隨“貝格爾號”經(jīng)歷了五年的航行考察，不斷地積累和記錄沿途的生物化石標本和動植物的情況，通過科學(xué)的論據(jù)提出了“進化論”并出版《物種起源》，然而卻遭到了舊勢力的強烈抨擊，他的捍衛(wèi)者赫胥黎面對學(xué)術(shù)界的反駁和惡意中傷時說：一個人沒有任何理由因為他的祖父是一個無尾猿而感到羞恥。[8]在展示地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、巖石化石標本、不同大洲植被分布等內(nèi)容的時候，可以講魏格納的故事：躺在病床上的他看到大西洋兩岸的海岸線以及地質(zhì)構(gòu)造出奇的相似并開始跋山涉水搜集標本資料，提出“大陸漂移假說”，為了驗證自己的假說，他去格陵蘭島考察冰原，不幸遇難，為科學(xué)事業(yè)獻出了寶貴生命。這樣的故事還有很多，如：伽利略《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》；愛迪生和特斯拉的“交直流大戰(zhàn)”等。

由此可見，不論是參與體驗型展品、動態(tài)演示型展品，還是標本、實物、文物等靜態(tài)展品，科技館完全具備展示科學(xué)史的基本條件。關(guān)鍵看是否能完成觀念意識和教育目標的轉(zhuǎn)變，是否能認識到引進科學(xué)史內(nèi)容的重要性，是否能深入挖掘展品背后的科學(xué)思想、精神、方法以及科學(xué)、技術(shù)、社會和人文的相互關(guān)系?？萍拣^的展教目的不僅是傳授知識，更重要的是培養(yǎng)科學(xué)思維、學(xué)習(xí)科學(xué)方法、構(gòu)建科學(xué)的世界觀。物理學(xué)家馮·勞厄曾說：“重要的不是獲得知識，而是發(fā)展思維能力，教育無非是一切已學(xué)的東西都已經(jīng)被忘掉的時候，仍然留在你心中幫助你解決新問題的那種科學(xué)思維能力?！盵9]那么科學(xué)史內(nèi)容到底要如何表現(xiàn)，如何挖掘，如何與展品相聯(lián)系更好地詮釋主題？這些問題還需要進一步去學(xué)習(xí)和研究。

四、 科學(xué)史內(nèi)容如何深化展覽主題？

2011年美國發(fā)布了《K-12科學(xué)教育框架：實踐、跨學(xué)科概念和核心概念》，2013年美國又公布的基于此框架的《新一代科學(xué)教育標準》。上述文件將“科學(xué)與工程實踐”“跨學(xué)科概念”“學(xué)科核心概念”作為支撐科學(xué)教育的三個維度。[10]美國的科學(xué)教育改革給了我國科技館建設(shè)以啟迪和借鑒。我國科技館展示內(nèi)容逐漸從分散的科學(xué)知識轉(zhuǎn)向?qū)茖W(xué)概念的傳達，并通過主題式展覽呈現(xiàn)?？茖W(xué)史中里程碑式的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，往往就是“學(xué)科核心概念”；科學(xué)史中的科學(xué)探索過程、科學(xué)研究記錄等體現(xiàn)了科學(xué)方法、意識、態(tài)度、精神、思想和科學(xué)、技術(shù)、社會、人文之間的相互關(guān)系，則表現(xiàn)了“跨學(xué)科概念”；而科學(xué)史中的每一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明及其應(yīng)用的過程，均是“科學(xué)與工程實踐”。展覽和展區(qū)的主題應(yīng)體現(xiàn)特定的“學(xué)科核心概念”或“跨學(xué)科概念”，否則所謂的“主題”就沒有思想、缺乏內(nèi)涵、空洞無物。同時展示內(nèi)容應(yīng)圍繞既定的頂層“學(xué)科核心概念”或“跨學(xué)科概念”進行策劃和設(shè)計。這樣，科學(xué)史展示就成為了深化和表達展覽主題的重要途徑，并提升了展覽的故事性和可讀性。而僅靠知識鏈或碎片化的知識、羅列的展品，則很難體現(xiàn)學(xué)科核心概念或跨學(xué)科概念，更難以表達真正的展覽主題。

目前我國科技館建設(shè)如火如荼，全國科技館數(shù)量和規(guī)模迅速增長的同時，也為科技館主題展覽設(shè)計和內(nèi)容創(chuàng)新提出了更高的要求?？茖W(xué)史內(nèi)容為展覽主題的深化和展教功能的提升提供了重要的途徑，從必要性和可行性上為科技館展覽創(chuàng)新提供了思路。

[1]韋鈺.對科技館科學(xué)教育的幾點思考[C]. 2009(北京)科技館國際論壇暨學(xué)術(shù)年會論文集,2010:2-6.

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[4]溫新紅.中國式科技館:“眾館一面”怎么破[N].中國科學(xué)報,2016-5-13(1).

[5]朱幼文.科技博物館展品承載、傳播信息特征分析——兼論科技博物館基于展品的傳播/教育展品開發(fā)思路[J]. 科學(xué)教育與博物館,2017(3):161-167.

[6]王建.試論科學(xué)教育中科學(xué)史的教育價值[J].課程研究,2014(2):4-8.

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[10]朱幼文.基于科學(xué)與工程實踐的跨學(xué)科探究式學(xué)習(xí)——科技館STEM教育相關(guān)重要概念的探討[J].自然科學(xué)博物館研究,2017(1):5-14.