淺析科技館在青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)中的作用
——以北京科學(xué)中心為例

孫小莉，苗秀杰，何素興

《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》指出，“十三五”是全面建成小康社會(huì)的決勝階段，也是進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列的沖刺階段，不僅需要提升科技創(chuàng)新能力，還需要強(qiáng)化創(chuàng)新文化氛圍，需要進(jìn)一步在全社會(huì)弘揚(yáng)科學(xué)精神、普及科學(xué)知識(shí)，大幅提升公民的科技創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)解決科技創(chuàng)新與科學(xué)普及“一體兩翼”不平衡問(wèn)題?？茖W(xué)素質(zhì)決定公民的思維方式和行為方式，是實(shí)現(xiàn)美好生活的前提，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)，是國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)?？破?qǐng)鲳^作為“普及科學(xué)知識(shí)技術(shù)、傳播科學(xué)思想和科學(xué)方法”的平臺(tái)，科技資源的重要組成部分，在增強(qiáng)公眾科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力、促進(jìn)人的全面發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。

經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，科技的競(jìng)爭(zhēng)，說(shuō)到底是人才的競(jìng)爭(zhēng)。而青少年是人才的儲(chǔ)備力量，是發(fā)展的助推之星，更是社會(huì)進(jìn)步的希望所在。作為新時(shí)代科學(xué)教育的重要陣地，科普?qǐng)鲳^以傳播科學(xué)和激發(fā)公眾對(duì)科學(xué)的熱情為己任，引領(lǐng)和促進(jìn)人們思維理念創(chuàng)新、行為模式創(chuàng)新、科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、素質(zhì)能力創(chuàng)新[1]。作為北京科普主要陣地的北京科學(xué)中心，以建設(shè)與全國(guó)科技創(chuàng)新中心地位相稱的科普陣地為責(zé)任和使命，通過(guò)優(yōu)質(zhì)的科普資源和豐富的科學(xué)教育活動(dòng)，在營(yíng)造創(chuàng)新文化環(huán)境、培養(yǎng)青少年創(chuàng)新思維等方面進(jìn)行了有益的實(shí)踐探索，在一定程度上促進(jìn)了科學(xué)教育的創(chuàng)新發(fā)展。

1 科技館教育的特點(diǎn)及突出功能

科技館依托展品，整合社會(huì)科普資源，通過(guò)開展各類科普活動(dòng)，向公眾普及科學(xué)知識(shí)、傳播科學(xué)思想、倡導(dǎo)科學(xué)精神、宣傳科技成就及其作用，培養(yǎng)公眾的科學(xué)興趣，滿足公眾的科學(xué)需求，提升公眾科學(xué)素養(yǎng)，尤其注重培養(yǎng)青少年的科技創(chuàng)新能力。

1.1 科技館教育的特點(diǎn)

對(duì)比學(xué)?？茖W(xué)教育存在缺乏好奇心激發(fā)、缺乏親歷體驗(yàn)、缺乏情感調(diào)動(dòng)、缺乏因材施教等弊端，科技館的教育活動(dòng)以公眾需求為導(dǎo)向，采取自愿、互動(dòng)、體驗(yàn)的方式，結(jié)合社會(huì)發(fā)展，創(chuàng)造真實(shí)的情景學(xué)習(xí)環(huán)境，以展示教育性、動(dòng)手操作性、自主創(chuàng)造性、靈活及自主性等特點(diǎn)，因材施教、滿足個(gè)性化發(fā)展需求，引發(fā)青少年自愿、自主學(xué)習(xí)，激發(fā)青少年好奇心，喚起學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣與情感，幫助青少年盡情享受科學(xué)探究。

科技館從展品的研發(fā)，到探索型、實(shí)驗(yàn)型、比賽型、訓(xùn)練型、表演型等展教活動(dòng)的開展，注重公眾對(duì)科學(xué)的了解和科學(xué)實(shí)踐的參與，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)、玩中學(xué)”；注重以通俗易懂的表現(xiàn)形式，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程和科學(xué)背后的故事，強(qiáng)調(diào)對(duì)科學(xué)精神、科學(xué)思想的啟迪；注重以平等、互動(dòng)、探究的方式，引導(dǎo)公眾主動(dòng)參與科學(xué)、傳播科學(xué)?？萍拣^的這些特點(diǎn)和傳播理念無(wú)疑對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了良好的環(huán)境和優(yōu)勢(shì)資源。

1.2 科技館科學(xué)教育的突出功能

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、政治的需要、科技的推動(dòng)、教育的發(fā)展以及個(gè)體的需求等因素共同促成了科技館科學(xué)教育的功能[2]，結(jié)合科技館建設(shè)的意義和作用，以及科技館開展科普活動(dòng)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，對(duì)科技館教育表現(xiàn)的突出功能分析如下。

1.2.1 為青少年科學(xué)教育提供有利條件和平臺(tái)

建設(shè)自主創(chuàng)新型國(guó)家，核心就是把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力作為發(fā)展科學(xué)技術(shù)的戰(zhàn)略基點(diǎn)，走出中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展，對(duì)影響到國(guó)家未來(lái)科技發(fā)展的青少年的科學(xué)教育變得至關(guān)重要，科技館作為青少年科學(xué)教育的校外主陣地，聚集整合社會(huì)的優(yōu)質(zhì)資源，開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的科普展品資源，策劃組織探索型、實(shí)驗(yàn)型、比賽型、訓(xùn)練型、表演型的科普活動(dòng)，聚集學(xué)科領(lǐng)域和科普領(lǐng)域的專家資源，搭建了解科技發(fā)展新形勢(shì)、參與科技創(chuàng)新實(shí)踐、與科學(xué)家對(duì)話、參與社會(huì)公眾事務(wù)以及展示和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新夢(mèng)想的平臺(tái)，為青少年科學(xué)教育提供可自主學(xué)習(xí)和體驗(yàn)科學(xué)的環(huán)境和資源，引領(lǐng)青少年走向科技創(chuàng)新道路。

1.2.2 為科技創(chuàng)新注入巨大動(dòng)能

科技館作為展示科學(xué)技術(shù)的“風(fēng)向標(biāo)”從自然史博物館到科學(xué)與工業(yè)博物館，從科學(xué)與技術(shù)中心到現(xiàn)代科技博物館的發(fā)展，每個(gè)時(shí)期都在引領(lǐng)公眾的思維理念創(chuàng)新，激發(fā)人們的創(chuàng)新活力競(jìng)相迸發(fā)、創(chuàng)新源泉充分涌流[1]；科技館以引導(dǎo)青少年多問(wèn)、多想，激發(fā)科學(xué)興趣，開啟青少年的求知欲和創(chuàng)造欲，實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育的啟迪作用，為創(chuàng)新注入原動(dòng)力；通過(guò)對(duì)科學(xué)過(guò)程的再現(xiàn)，引導(dǎo)青少年科學(xué)認(rèn)知科學(xué)研究過(guò)程的復(fù)雜性和艱巨性，幫助青少年樹立鍥而不舍、求真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，培養(yǎng)健康的心理素質(zhì)；通過(guò)多樣化的科普活動(dòng)，激發(fā)青少年參與科技創(chuàng)新實(shí)踐的自覺和主動(dòng)性。

1.2.3 為學(xué)校科學(xué)教育提供有效補(bǔ)充

隨著科技館科學(xué)教育功能的突出體現(xiàn)，以及館校合作的逐步加強(qiáng)，科技館通過(guò)“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去”的方式，在轉(zhuǎn)變青少年的科學(xué)教育理念、培養(yǎng)青少年的科學(xué)實(shí)踐能力、促進(jìn)學(xué)科教育的綜合發(fā)展以及科學(xué)教育資源開發(fā)和利用等方面發(fā)揮了自身優(yōu)勢(shì)，成為學(xué)?？茖W(xué)教育的有效補(bǔ)充和不可或缺的資源[3-4]，并以自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)有望推進(jìn)我國(guó)教育改革和創(chuàng)新發(fā)展。

2 科學(xué)教育在培養(yǎng)青少年創(chuàng)新思維中的作用

科學(xué)教育作為我國(guó)傳播科學(xué)知識(shí)、培育創(chuàng)新精神的關(guān)鍵途徑，科學(xué)教育肩負(fù)著為國(guó)家和民族培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和創(chuàng)建創(chuàng)新型社會(huì)的重任?？茖W(xué)教育是一種以基礎(chǔ)知識(shí)為手段（載體），體驗(yàn)科學(xué)思維方法和科學(xué)探究方法，培養(yǎng)科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度，建立完整的科學(xué)知識(shí)觀與價(jià)值觀，進(jìn)行科研基礎(chǔ)能力訓(xùn)練和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的教育[5]，在激發(fā)青少年的創(chuàng)新意識(shí)、拓展創(chuàng)新思維、提高創(chuàng)新能力、幫助青少年樹立創(chuàng)新人格等方面發(fā)揮著重要作用，推動(dòng)創(chuàng)新活動(dòng)不斷前行。

在創(chuàng)新活動(dòng)中，創(chuàng)新思維是從不同角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，利用新穎、獨(dú)創(chuàng)的方法，推進(jìn)問(wèn)題得到優(yōu)化或得到解決，是創(chuàng)新行為的重要保障，也是創(chuàng)新的關(guān)鍵及核心[6-7]。在創(chuàng)新思維培養(yǎng)的歷程中，科學(xué)知識(shí)是創(chuàng)新思維的原料和產(chǎn)品，科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展的過(guò)程是創(chuàng)新思維的加工程序，科學(xué)精神是滲透在創(chuàng)新思維過(guò)程之中的精神氣質(zhì)[8]。

科技館教育是以公眾為核心，以展品和科普活動(dòng)為載體，以情境的潛移默化的方式，自發(fā)引導(dǎo)公眾學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，探究科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的歷程和方法，感悟科學(xué)精神和科學(xué)思想，激發(fā)了公眾探索科學(xué)的熱情，有效地培養(yǎng)了公眾的創(chuàng)新思維。

3 北京科學(xué)中心在青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)中的具體實(shí)踐

北京科學(xué)中心于2018 年建成開放，有志于成為科技創(chuàng)新文化的倡導(dǎo)者和行動(dòng)者，長(zhǎng)期并持續(xù)推動(dòng)科技文化滲入城市創(chuàng)新和公共生活。圍繞科技傳播中心、科技展示中心、科技教育中心和科技交流中心的基本定位，努力建設(shè)并建成與首都科技創(chuàng)新地位相匹配的世界一流科學(xué)中心，為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)2020年北京市公民具備科學(xué)素質(zhì)比例達(dá)到24%的目標(biāo)、促進(jìn)全國(guó)科技創(chuàng)新中心建設(shè)發(fā)揮支撐作用。

北京科學(xué)中心通過(guò)創(chuàng)新科技館科普活動(dòng)的形式和內(nèi)容，提高青少年學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和有效性；通過(guò)搭建首都科技創(chuàng)新成果展示平臺(tái)，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍、推動(dòng)科技創(chuàng)新；通過(guò)教師培訓(xùn)，提升場(chǎng)館和學(xué)?？茖W(xué)教師素養(yǎng)，加強(qiáng)教師注重青少年創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.1 通過(guò)展品再現(xiàn)科技實(shí)踐，啟迪創(chuàng)新思維

啟迪創(chuàng)新思維是科技館展示教育的根本，北京科學(xué)中心圍繞國(guó)家發(fā)展強(qiáng)調(diào)的“生態(tài)”理念，公民關(guān)注的日常生活、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，設(shè)置“生命·生活·生存”主題館，“三生”主題展避開了傳統(tǒng)科技館以展示現(xiàn)象為主的展覽思路，通過(guò)主題化的展線設(shè)計(jì)，挖掘展項(xiàng)蘊(yùn)含的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神，培養(yǎng)青少年創(chuàng)新思維過(guò)程中精神氣質(zhì)；通過(guò)整合社會(huì)科普資源，設(shè)置不同領(lǐng)域的臨展區(qū)，拓寬青少年科學(xué)教育的領(lǐng)域和知識(shí)面，為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)提供豐富的原料；通過(guò)以探究、互動(dòng)、深度學(xué)習(xí)的教育理念，深度挖掘展項(xiàng)背后的科學(xué)原理和發(fā)現(xiàn)、發(fā)展過(guò)程，強(qiáng)化青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)的加工程序。

3.2 開展深度、特色科學(xué)教育活動(dòng)

北京科學(xué)中心立足“展教結(jié)合、以教為主”的深度科普模式，結(jié)合科學(xué)教育的整體需求，開發(fā)了以探究、實(shí)驗(yàn)、活動(dòng)等形式為主，既符合展館特色又適合北京中小學(xué)生課程學(xué)習(xí)特點(diǎn)的“三生”展教課程體系，該課程體系包含三個(gè)一級(jí)主題——生命、生活、生存，以及20 個(gè)二級(jí)主題，針對(duì)小學(xué)一二年級(jí)、三四年級(jí)、五六年級(jí)及七八年級(jí)四個(gè)年齡階段研發(fā)120 個(gè)展教課程，并編制了一套規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化的模塊知識(shí)手冊(cè)，保障展教課程的科學(xué)性、規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性，目前已開展1 200 余場(chǎng)館校合作的展線課程。設(shè)計(jì)了與“生命·生活·生存”展項(xiàng)關(guān)聯(lián)的科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)制作、科學(xué)實(shí)驗(yàn)表演等3 類83 個(gè)展廳實(shí)踐活動(dòng)。在課程和實(shí)踐活動(dòng)中，引導(dǎo)青少年體驗(yàn)科學(xué)探究和發(fā)現(xiàn)，通過(guò)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決，激發(fā)和培養(yǎng)青少年的發(fā)散思維、求異思維，提升青少年的認(rèn)知水平和創(chuàng)新能力。

3.3 搭建首都科技創(chuàng)新成果交流展示平臺(tái)

2018 年，首都科技創(chuàng)新成果展以“創(chuàng)·變·未來(lái)”為主題，策劃設(shè)置了高鐵、新材料、新能源、腦科學(xué)和人工智能等5 個(gè)主題區(qū)，展示了40 余個(gè)創(chuàng)新成果，展示科技成果、科技創(chuàng)意、先進(jìn)科技以及科學(xué)思想和科學(xué)方法交流，推動(dòng)科技推廣、成果轉(zhuǎn)化以及創(chuàng)新動(dòng)力的培育。展示通過(guò)深度挖掘創(chuàng)意源點(diǎn)、創(chuàng)新過(guò)程，重點(diǎn)展示成果背后的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神、科學(xué)知識(shí)，讓青少年更直觀學(xué)習(xí)各種創(chuàng)新方法和創(chuàng)新精神，學(xué)習(xí)科學(xué)家知難而上、百折不回的毅力，敢于質(zhì)疑、不畏權(quán)威的勇氣。首都科技創(chuàng)新成果展示平臺(tái)以開放的姿態(tài)，通過(guò)吸聚的眾多科技創(chuàng)新人才（科學(xué)家、工程師、科技領(lǐng)域大咖和企業(yè)代表）和創(chuàng)新成果資源，積極引導(dǎo)公眾積極參與科學(xué)探究，以科學(xué)家的角度思考問(wèn)題并解決問(wèn)題。

3.4 提升教師隊(duì)伍科學(xué)素養(yǎng)

北京科學(xué)中心一方面通過(guò)簽約的46 所合作學(xué)校，及廣泛吸納的20 余家社會(huì)科技和教育機(jī)構(gòu)的專業(yè)資源，加強(qiáng)場(chǎng)館內(nèi)外科技教師的交流、學(xué)習(xí)，提升科學(xué)傳播隊(duì)伍、科普創(chuàng)新創(chuàng)意人才；另一方面通過(guò)中心科教專區(qū)工作平臺(tái)，面向中小學(xué)生及廣大科技教育工作者，建設(shè)市級(jí)教師培訓(xùn)、科研、成果轉(zhuǎn)化等方面的業(yè)務(wù)平臺(tái)，針對(duì)在科技教師及科技輔導(dǎo)員的培訓(xùn)方面教材不足的情況，對(duì)科技教師培訓(xùn)教材進(jìn)行重構(gòu)創(chuàng)新，正著手開發(fā)面向科技教師的10門精品科學(xué)課程。聚焦于科技教育創(chuàng)新、科學(xué)教學(xué)改革，開展科技教育創(chuàng)新研究、示范教學(xué)、名師培養(yǎng)、成果轉(zhuǎn)化、資源傳播等領(lǐng)域培訓(xùn)和交流活動(dòng)，不斷提升科技教師創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)，為激發(fā)青少年的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供保障。

4 結(jié)論

習(xí)近平總書記指出：“惟改革者進(jìn)，惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟改革創(chuàng)新者勝?！眲?chuàng)新思維是開展創(chuàng)新活動(dòng)的源泉和核心，啟迪創(chuàng)新思維是科學(xué)教育的根本?？萍拣^作為科學(xué)教育的重要陣地，應(yīng)不斷加強(qiáng)社會(huì)科普資源的整合和利用，不斷強(qiáng)化館校合作，發(fā)揮各自資源優(yōu)勢(shì)，營(yíng)造優(yōu)良的創(chuàng)新環(huán)境和氛圍，提升青少年創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，具體建議如下：

一是從展項(xiàng)開發(fā)的源頭創(chuàng)新，注重與社會(huì)需求、青少年發(fā)展需求結(jié)合，注重科技實(shí)踐的再現(xiàn)，設(shè)計(jì)出激發(fā)科學(xué)興趣、帶領(lǐng)公眾思考和探究的展項(xiàng)。

二是加強(qiáng)科技教師隊(duì)伍素養(yǎng)的提升，注重教師教課理念的創(chuàng)新及科學(xué)理論和實(shí)踐能力的提升，注重培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，避免制約創(chuàng)新思維的思維慣性、思維封閉和思維僵化等障礙。

三是尊重青少年發(fā)展的自然規(guī)律，開展常態(tài)的、系列化的科學(xué)教育活動(dòng)，注重對(duì)科學(xué)教育活動(dòng)的過(guò)程評(píng)估。

四是通過(guò)不斷做好科技館展教與科學(xué)教育有效銜接，創(chuàng)新科學(xué)教育的模式，提升科普服務(wù)的質(zhì)量，開設(shè)有一定規(guī)模和輻射能力的科學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)室等途徑，增強(qiáng)青少年創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，逐步提升其創(chuàng)新能力。