科技資源科普化實(shí)踐與思考

苑曉

[中圖分類號(hào)]N4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1001—9596（2021）09—0055—04

國務(wù)院印發(fā)的《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021--2035年）》明確提出一項(xiàng)重點(diǎn)工程——科技資源科普化，目的是要建立完善科技資源科普化機(jī)制，不斷增強(qiáng)科技創(chuàng)新主體科普責(zé)任意識(shí)，充分發(fā)揮科技設(shè)施科普功能，提升科技工作者科普能力。目前，我國科技資源科普化依然存在諸多問題與挑戰(zhàn)，如科技資源的科普轉(zhuǎn)化渠道不暢、科技工作者缺位等，因此亟須進(jìn)一步探索和完善科技資源科普化機(jī)制。

英國在科技資源科普化方面的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。英國將面向公眾的科學(xué)教育作為重要戰(zhàn)略任務(wù)，納入國家創(chuàng)新政策與創(chuàng)新體系構(gòu)建，并要求各類國家級科研項(xiàng)目計(jì)劃設(shè)立科學(xué)教育目標(biāo)和工作內(nèi)容。英國商務(wù)、創(chuàng)新與技能部（BEIS）發(fā)布的《2016/17-2019/20科技投入預(yù)算書》中，在“科學(xué)與社會(huì)”項(xiàng)目（包括科學(xué)教育）每年安排投入超過2000萬英鎊，4個(gè)年度共投入8900萬英鎊。英國皇家學(xué)會(huì)和英國促進(jìn)科學(xué)協(xié)會(huì)在1986年聯(lián)合創(chuàng)建英國公眾理解科學(xué)委員會(huì)，并分設(shè)科普科學(xué)基金和發(fā)展基金，用于開展科學(xué)傳播工作，并作為科技創(chuàng)新工作的一部分。由于英國將科學(xué)普及與科技創(chuàng)新緊密聯(lián)系在一起，并通過科技項(xiàng)目和科技獎(jiǎng)勵(lì)等鼓勵(lì)科技工作者參與科普工作，為科技工作者參與科技資源科普化提供了機(jī)制保障。本文以英國化工博物館以例，介紹科技工作者通過參與藏品征集、科普展品設(shè)計(jì)、教育活動(dòng)策劃等方式，將科技資源轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的科普產(chǎn)品。

一、以科技工作者為核心的科技資源科普化實(shí)踐

英國化工博物館位于英國柴郡威德尼斯小鎮(zhèn)，由當(dāng)?shù)囟嗉一瘜W(xué)工業(yè)公司共同出資興建，建館初衷是增進(jìn)工業(yè)界與公眾的聯(lián)系。該館生動(dòng)還原了英國化學(xué)工業(yè)的歷史，展現(xiàn)了化學(xué)與社會(huì)的關(guān)系。18世紀(jì)60年代，英國工業(yè)革命始于曼徹斯特的棉紡織業(yè)技術(shù)革命，催生了對酸、堿、染料等化學(xué)品的大量需求，推動(dòng)了早期化學(xué)工業(yè)在曼徹斯特周邊蓬勃發(fā)展。幾經(jīng)變遷，昔日的化工企業(yè)或關(guān)閉或搬遷。如今，這些化工企業(yè)在工廠原址上建立了化工博物館，并收藏了3萬余件藏品，如鑄鐵燒堿容器、高壓操作室、分析實(shí)驗(yàn)室、電子顯微鏡、化工產(chǎn)品等物品、檔案和照片，現(xiàn)由一家慈善信托基金負(fù)責(zé)運(yùn)營。

該館以激發(fā)公眾科學(xué)興趣、啟發(fā)公眾探索化學(xué)工業(yè)背后的故事為宗旨，充分發(fā)揮科技工作者的作用，將其獨(dú)有的科技資源轉(zhuǎn)化為藏品、展品、教育活動(dòng)等科普產(chǎn)品，有效推動(dòng)了當(dāng)?shù)毓娍茖W(xué)素質(zhì)提升、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二、將科技資源轉(zhuǎn)化為博物館藏品

為了講好化學(xué)工業(yè)發(fā)展故事，化工專家參與了藏品的征集、鑒定和分類等工作，每件藏品都是英國化學(xué)工業(yè)發(fā)展史中某個(gè)階段的縮影。這些藏品大多為英國化學(xué)工業(yè)早期的物品，有的在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮過重要作用，有的代表當(dāng)時(shí)最新的先進(jìn)技術(shù)，有的記錄著普通工人的工作場景，它們生動(dòng)展示了英國硫酸工業(yè)、純堿工業(yè)、染料工業(yè)早期發(fā)展的歷程。

（一）從“酸蛋”了解英國早期硫酸工業(yè)

“酸蛋”是工廠用于向外輸送酸液的容器，其工作原理是利用空氣壓力將“酸蛋”中的酸排出。18世紀(jì)中葉以前，硫酸僅在制藥和制造硝酸過程中少量使用，應(yīng)用范圍很小。1740年，英國醫(yī)生瓦爾特（Joshua Ward）在倫敦附近建立了第一個(gè)鉛室法制硫酸工廠。18世紀(jì)中葉，紡織工業(yè)的發(fā)展促使與紡織有密切關(guān)系的漂白和染色技術(shù)不斷改進(jìn)，使硫酸的需求量迅速增加。1750年，漂白工人成功用硫酸代替乳酸酸化待漂白的亞麻織品和棉織品，這一技術(shù)革新使整個(gè)漂白過程的操作時(shí)間由20天左右縮短到了12個(gè)小時(shí)。

（二）從生產(chǎn)黑灰的火爐了解英國早期純堿工業(yè)

黑灰是最早的人造堿，通過在火爐中燃燒植物獲得。18世紀(jì)，英國紡織、肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業(yè)都需要大量用堿，使得天然堿和黑灰供不應(yīng)求，迫切需要尋找新的堿源。1788年，勒布蘭（Nicolas Leblanc）提出以氯化鈉為原料制堿，并建立了一套完整的流程。1823年，英國政府豁免鹽稅，鹽價(jià)大降，硫酸工業(yè)化生產(chǎn)也已實(shí)現(xiàn)，為英國推行勒布蘭法的制堿工業(yè)提供了充分條件。勒布蘭制堿法由于綜合利用原料，使工廠不僅能生產(chǎn)堿，還能生產(chǎn)硫酸、芒硝、硫代硫酸鈉、鹽酸、硫磺、漂白粉等，形成一項(xiàng)大型綜合生產(chǎn)的化學(xué)工業(yè)。

（三）從染料染色標(biāo)準(zhǔn)色卡了解英國早期染料工業(yè)

染料染色標(biāo)準(zhǔn)色卡是染廠將常用染料結(jié)合本廠基布品種制作的具有一定規(guī)律的彩色圖冊?；瘜W(xué)工業(yè)提供了廢物利用的經(jīng)典案例，它不僅發(fā)現(xiàn)新方法來利用本工業(yè)的廢料，還利用其他工業(yè)的各種廢料。例如，把以前幾乎毫無用處的煤焦油變成苯胺染料、茜紅染料。紡織工業(yè)興起同時(shí)增加了對染料的需求。最初的染料來源于植物、動(dòng)物和礦物，到16世紀(jì)，工匠從黃鐵礦獲得硫酸亞鐵來加深植物染料的顏色。硫酸亞鐵也成為生產(chǎn)硫酸、威尼斯紅、普魯士藍(lán)等其他化學(xué)品的重要起始物。1856年，英國有機(jī)化學(xué)家帕金（Willam Henry Perkin）以苯胺做原料合成了苯胺紫，這是第一個(gè)人工合成的染料。

三、將科技資源轉(zhuǎn)化為科普展品

為了讓公眾更好地了解化學(xué)工業(yè)為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善生活所解決的科學(xué)和技術(shù)問題，增進(jìn)與公眾的溝通和聯(lián)系，化工專家參與了科普展品的設(shè)計(jì)和制作。這些基于英國化工實(shí)踐設(shè)計(jì)的科普展品，有的由化學(xué)分析儀器改造而來，有的模擬了化工生產(chǎn)的真實(shí)過程，它們生動(dòng)展示了化學(xué)基礎(chǔ)研究和工業(yè)實(shí)踐中曾經(jīng)面臨的一系列真實(shí)問題。

（一）從“晶體生長”展品了解化學(xué)物質(zhì)形態(tài)

“晶體生長”展品提供了6種物質(zhì)，有些物質(zhì)融化后再降溫會(huì)重新形成規(guī)則的結(jié)構(gòu)，而另外一些物質(zhì)則始終沒有規(guī)則的結(jié)構(gòu)。通過觀察放大的物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖像，可以分辨出晶體和非晶體兩種物質(zhì)形態(tài)。晶體是分子整齊規(guī)則排列的固體，非晶體是分子雜亂無章排列的固體。通過該展品，公眾可以直觀理解結(jié)晶分離技術(shù)，它是利用混合物中各成分在特定溶劑和條件下的溶解度顯著差異來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的操作方法。

（二）從“流化床反應(yīng)器”展品了解催化反應(yīng)過程

“流化床反應(yīng)器”展品利用空氣吹動(dòng)沙子中的小球，讓小球、沙子與空氣充分接觸，模擬了催化劑流化床工作過程。早期的固定床裂解裝置，每工作10分鐘進(jìn)行裂解反應(yīng)，就需要同樣的10分鐘來再生催化劑。該展品可以使公眾認(rèn)識(shí)到，流化床反應(yīng)器利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與固定床裝置相比，有效控制了催化劑結(jié)焦，并提高了汽油辛烷值。四、將科技資源轉(zhuǎn)化為教育活動(dòng)

為了激發(fā)當(dāng)?shù)厍嗌倌甑目茖W(xué)興趣，啟發(fā)他們的好奇心，提升科學(xué)素養(yǎng)，為創(chuàng)新發(fā)展儲(chǔ)備科技人才，博物館為青少年提供了豐富的教育活動(dòng)。英國科技政策規(guī)定，科技項(xiàng)目中須包含科學(xué)教育的目標(biāo)和內(nèi)容，因此負(fù)責(zé)科技項(xiàng)目的科學(xué)家會(huì)通過各種途徑參與科學(xué)教育。英國皇家化學(xué)會(huì)的化學(xué)家常?；钴S在該館的教育活動(dòng)中。他們借助博物館的藏品和展品來設(shè)計(jì)和實(shí)施教育活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、了解科學(xué)研究過程，增強(qiáng)解決實(shí)際問題的能力。

這些化學(xué)家常常指導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)?；顒?dòng)主題通常與導(dǎo)師研究背景或者研究熱點(diǎn)相關(guān)，如水處理、垃圾處理、碳排放等?；顒?dòng)前，學(xué)生需閱讀大量課題資料，提出一些問題?；顒?dòng)中，導(dǎo)師將會(huì)借助館內(nèi)的藏品和展品，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考問題產(chǎn)生的原因、前人解決問題的思路和方法等。有時(shí)需要到工廠、農(nóng)場、垃圾場和研究所等開展實(shí)地調(diào)研、采樣，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探索相關(guān)問題。每個(gè)課題最后，導(dǎo)師都會(huì)組織學(xué)生們進(jìn)行匯報(bào)交流，將導(dǎo)師培養(yǎng)研究生的過程移植到青少年的科學(xué)好奇心培育上。

五、思考與展望

科技資源科普化要取得實(shí)效，科技工作者不能缺席。英國化工博物館能匯聚科技工作者并在他們的支持下，將科技資源有效轉(zhuǎn)化為藏品、科普展品和教育活動(dòng)等科普產(chǎn)品，與英國的科普工作機(jī)制有很大關(guān)系。一是將科學(xué)教育作為國家創(chuàng)新政策與創(chuàng)新體系的戰(zhàn)略任務(wù)。例如，要求國家級科研項(xiàng)目計(jì)劃納入科學(xué)教育目標(biāo)和內(nèi)容，僅英國商務(wù)、創(chuàng)新與技能部（BEIS）每年就投入超過1000萬英鎊用于科學(xué)普及。二是專業(yè)學(xué)會(huì)參與科學(xué)傳播的頂層設(shè)計(jì)和管理。例如，英國皇家學(xué)會(huì)和英國促進(jìn)科學(xué)協(xié)會(huì)聯(lián)合創(chuàng)建英國公眾理解科學(xué)委員會(huì)，并分設(shè)科普科學(xué)基金和發(fā)展基金，有效推動(dòng)了科學(xué)傳播工作。三是培育了科學(xué)家重視科普工作的科學(xué)文化氛圍。在科技資源科普化機(jī)制的保障下，英國科學(xué)家參與科普工作成為常態(tài)，并逐漸形成了科學(xué)家群體重視科普工作的科學(xué)文化氛圍?？茖W(xué)家參與科普工作，從最初的剛性政策和機(jī)制約束逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的自覺。

當(dāng)前，科技資源科普化已成為提升全民科學(xué)素質(zhì)的一項(xiàng)重點(diǎn)工程，在如何建立完善科技資源科普化機(jī)制、增強(qiáng)科技創(chuàng)新主體科普責(zé)任意識(shí)等方面還面臨諸多問題與挑戰(zhàn)?？萍假Y源科普化是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要做好頂層設(shè)計(jì)，理清系統(tǒng)中各要素之間的關(guān)系，充分發(fā)揮各創(chuàng)新主體的作用;還需要以摸石頭過河的毅力，在學(xué)習(xí)借鑒已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本地區(qū)和本單位實(shí)際，進(jìn)行理論和實(shí)踐創(chuàng)新。