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锁定海外科技场馆的课题专访

工作自查报告 时间:2021-07-05 10:37:36

是“跨界”,还是原本“无界”,这是一个问题,并且越来越成为一个问题。

定位决定了效能的最大化

扎克伯格夫妇在给女儿的信中,这样预言未来教育的四大趋势:①个性化、定制化学习。学生根据自身的兴趣、需要和目标,找合适的教师进行有针对性的学习。②突破时空限制。不受生活地点的束缚,不受同龄人学习进度的束缚,这点当然要通过互联网实现。③学习将成为一种探索。学习将不再是记忆前人的经验、知识,而是掌握可实践的技能,甚至探索前所未有的领域。④教师将不再是一种全职职业。它将不受年龄、职称、学历的限制,只要某个人在某个领域很牛,就可以在这个领域灵活性地教学生。

扎克伯格这位教育外行,指出了教育变革的必由之路和必经之痛。

结合本文主题,长期以来,一直有一句话非常流行:科技场馆与博物场馆、运动场馆一起曾长期被指代校外活动场所,几乎成了课外活动实践的特指。直到近些年,科技场馆才逐渐走进了课堂,成了学科文化的有机延伸,成为科教的最有力支撑。

尽管社会科技场馆,尤其是专业(专题)场馆越来越完善,尽管国内科技场馆越来越贴近教育,尽管昔日高高在上的博物馆也渐渐向科技场馆功能靠拢,但我们不得不说,海外的科技场馆,无论是设计初心还是规划布局,及至利用形式的多样性,都有不少可圈可点之处,有不少职能、功能和动能的发挥值得境内同行了解、借鉴和效仿。

科技馆在世界上更多地被直接定义为“科学与技术中心”,是本世纪50年代后得到迅速发展的新型科技博物馆,它反映着社会教育的新潮流。科技馆的发展大致分为五个阶段,即准备阶段、自然史博物馆阶段、科学与工业博物馆阶段、专业博物馆阶段、科学与技术中心阶段,国际上按功能把科技馆分为研究型、收藏型、公开陈列型和教育普及型。我国现有400多座科技馆中绝大多数定位于教育普及型,并具有多功能、综合性的特点。尽管科技馆系由博物馆演化而来,但在国内,它们似乎更强调或凸显传统博物馆“收藏、研究和教育”这三大职能中的教育属性:在内容上,不会以描述历史和传统的历史性收藏为主,而以介绍现代科学技术的知识、原理、应用和发展为主,所有展示只为一个目的——讲述科学技术的真相;在形式上,改变了传统的“只能看不能摸”的静态陈列参观方式,根据科技教育的特点,设计成“观众动手操作”型的博物馆,鼓励观众自己探索;在观众对象上,不以专业工作者带动一般观众为主,那属于高雅文化活动,而是面向整体人类,尤其是青少年为主,属于大众文化教育活动。然而,我们也必须正视,至少在科技场馆的功能定位方面,海外场馆早已把展览、演示同传播科学思想、弘扬科学精神、倡导科学方法、普及科学知识有机结合在一起,形成一个集展览教育、实验教育、培训教育、科学讲座、学术交流及科技交流等为一体,以展览教育为最基本形式和核心的、适应时代和未来教育要求的新型教育基地。其教育特点更精准地描述为:反映科学原理和应用,注重科学性、知识性、趣味性、艺术性相结合,鼓励观众亲自体验、深度参与,更注重科学精神、科学思想、科学方法的培养。

以我们的合作伙伴单位美国密歇根州法明顿希尔斯自然中心(The Farmington Hills Nature Center)为例,2015年,中心成功举办了“STEM领导力体验训练营”。该教育项目旨在在自然情境下为孩子们提供STEM技能的整合性学习机会,对孩子们未来建立可持续的系统、产品以及解决相关环境类等问题大有裨益。而近日,该中心又发布2016年STEM项目计划,它主要面向该区13~17岁的青少年,通过一系列的实验室学习、实地考察、现场参观等多种活动学习STEM技能。除了与2015年相同的项目课程之外,又增设了其他新的学习课程和活动。孩子们可以自由选择第一周(8月15—19日)或第二周(8月22—26日)课程,也可以两周都参加。其中,第一周主题是“可选择的能源”(Alternative Energy)。孩子们将完成一项工程设计挑战,即设计和测试风力涡轮机(Wind Turbine)。第二周主题是“能源的效率”(Energy Efficiency)。孩子们将完成另一项工程设计挑战,即设计和测试生态住宅。

在真实世界中鼓励孩子们主动探索是最好的学习途径。因此,Heritage Park是为了教授STEM课程而精心设计的学习场所,它将真实世界中的问题、自然探索和工程设计挑战整合到一起,专门设计一系列动手和探索活动,以便更好地帮助孩子们形成STEM概念。孩子们在这里可以尝试自己的想法、解释周围的世界,通过对真实世界的观察激发对自然的热爱和激情;也可以通过在类真实的相关情境中运用各种技术工具去解决各种问题,如显微镜、电表、iPads、GPS定位装置、试管等。这些活动,能培养孩子们的能源意识和对能源使用效率的清晰认识和理解,提升孩子们在调查和展示能源内容、设计和测试解决方案等方面的领导力。同时,该项目还鼓励学校充分调动社区居民,以家庭为单位共同参与名叫“家庭能源之夜”(Family Energy Nights)的项目。他们通过一系列丰富的能源相关活动,能学习主要的节能方法、可能的解决办法,并将其运用到家庭节省开支、降低能源消耗等日常活动中。(该项目详情见)

布局适切着需求的多样性

从总体布局上看,科技馆大都由四大区域构成。

1.科普展教区

科普展教区是科技馆最重要、最富生命力的组成部分,一般包括固定的常设展览和动态的新设展览,采用动态演示和静态陈列相结合的方式,借助声、光、电、激光、计算机等现代化科学技术手段,生动形象地向参观者普及科学技术知识。展示内容非常广泛,可以涉及自然科学的方方面面,力求最大限度地利用展厅空间展示科技内容;虽然同一科学原理没有差别,但展示同一原理的展品力求丰富多彩,富有特色;有的还与展示当地优势资源、主导产业、名牌企业结合起来,强化当地人民的支持和喜好,因而更富有生命力。展教区内容大致可分为六个方面:①演示基础科学原理和规律,如数、理、化、天、地、生、电、力、风、声、光等。②介绍应用科学技术和日常生活中的科学知识,如工业、农业、医疗卫生、气象、环境保护等。③介绍现代科学知识,特别是高新技术及其产业,如卫星与航天技术、计算机与信息技术、生物工程、新材料和新能源等,缩短人们与科技的距离。④结合科技经济发展的实际,展示本地区优势产业的现状与发展前景,如石油化工、能源交通、海洋资源、矿产开发等。⑤展示我国科学技术发展史,对公众进行爱国主义教育。⑥展示和宣传古今中外著名科学家为人类所做的贡献,以及他们的高尚品质和精神。

2.科普活动区

科普活动区用于组织公众开展各种形式的科普活动,特别是青少年科技活动,以提高科技兴趣和参与意识,以及科学技术创造能力。现阶段国内的常见模式主要是组织开展青少年科技活动。例如,科技小发明、小制作等,培养他们的科技兴趣和动手能力;制作和播映科技影像,向观众宣传一些难以展览的科学原理,进一步拓展科普宣传内容的深度和广度等。

值得一提的是,除了强调亲身感受现代高新科技发展的设计理念之外,国际上已经较多地倾向于“分形学”(Fractal,原意是不规则、支离破碎等,现在常用来描述混沌和非线性系统和分维状态)展区的布展,通过典型的自然现象和可操作的艺术画面,向人们介绍这一前沿学科的基本理论及发展应用,通俗易懂,让人豁然开朗、遐想万千。

3.科技教育区

科技教育区用于开展各种形式的科技培训和学术交流,主要内容包括:①举办科普讲座和报告。开展多层次、多形式、多内容的科技培训,提高公众的科技文化素质;开展国内外科学技术交流,举办高科技讲座和学术报告,增进科技界与国内外的交往与合作,扩大本地区的影响,促进学术水平和科技水平的提高。②设立科技实验室,为青少年提供进行科技实验的场所;开设电脑教室,与国际互联网连接,使观众能够亲自上机操作,学习使用先进的现代化信息工具。

4.服务工作区

服务工作区用于为观众提供各种服务,以及工作人员办公和从事其他活动,主要内容包括:研究、制作和维修各类展品;编辑发行各类科普书籍和资料;收集、整理科技书刊、科普资料,并对公众提供借阅服务;开展各种形式的科技咨询;为前来参加科技活动的科技人员和社会公众提供休息和就餐服务;为科技馆管理服务工作人员提供办公场所。

事实上,在开门办馆的思想指导下,科技场馆的布局辐射,完全有可能与青少年志趣和创新意识的培养形成更多的交集。以美国中小学暑假为例,通常暑假从五月底一直延续到八月份,如何打发孩子的时间是个大问题。美国孩子的暑假作业设计,在坚持“重要的是玩得开心”这个基本属性的同时,巧妙地把“更重要的是玩得有趣”“最重要的是玩出思想”作为阶梯达成目标的追求。而这其中有不少内容都会诱导(而不是组织)学生利用社会科技场馆来加以完成。我们归纳了小学布置的35项作业中,可能与科技场馆产生交集的项目:列出暑假你做过的最有趣的十件事,可包括插图(含照片、绘画等);看看天上的云彩,根据云的形状编个故事;画出你在最喜欢的地方学习的场景;用五个感官(视觉、听觉、触觉、嗅觉、感觉),描述你最喜欢的事物;等等。

不少地方学校的暑期作业,其实是公共场馆牵头设计的,学校只是起了配合的作用,当地媒体也给予了宣传支持。这种社区支持,真正符合“培养一个小孩需要整个村庄”(It takes a village to raise a kid)一说。这些作业的内容都很有趣,不参加的没有惩罚,参加可参与抽奖(奖品由一些赞助商家提供)。有一些作业带有亲子活动性质,这能看到学校对培养学生良好习惯的引导。

服务偏重于研究的学术感

联合国教科文组织针对发展中国家的实际,制定了《科技馆的建设标准》,其中提到,“科学技术博物馆或科学中心的主要目的是:表明科学技术是不可缺少的;激发人们对科学和教育的关注,促使更多人对科学和教育的关注,促使更多人对科学、工业和研究产生兴趣;展示用于生产和人类福利的科学技术;增强青年一代的创造才能;向不同年龄和文化水平的市民普及科学技术知识”。

在我们组织的相关沙龙上,各界科技场馆的专家一致认为,科技馆是一项“公益性”事业,主要表现为“公有”“公用”,不以营利为目的。“公有”是由科技馆的性质决定的,主要体现为由政府兴办,以政府投入为主。“公用”也可称为“公享”,是由科技馆的任务和服务对象决定的,主要体现为丰富多彩、生动活泼的展览、培训、实验等活动,满足广大公众对科学知识的需求,并使公众得到精神享受,开发智力,陶冶情操,愉悦身心,促进人的全面发展和自我完善。“不以营利为目的”是对科技馆办馆目的的界定。由于公益事业是为公共利益服务的具有一定福利性的事业,它必须使绝大多数的公众能够充分享受到该项事业所提供的服务。

考察科技馆的作用发挥情况,除了考察其社会效益(如促使公众形成科学的世界观;推动社会生产力的发展,促进社会科学技术的进步;倡导建立健康的精神文明等)以外,其自身的学术交流特质也不容小觑,因为不少科技场馆本身就是国家科技教育的窗口,也是国家科技、文化、经济和社会发展的形象和主要标志之一。以中国科技馆为例,自筹建之日起,就在国内外举办了大量巡回展览,如“中国古代传统技术展览”在美国、加拿大、法国、比利时、荷兰、瑞士等国和香港展出,“新的技术革命信息展览”“声光科普知识展览”“南极科学考察展览”等在国内各省、市、自治区的近百个市县巡回展览等;而在国际范围内,围绕科技场馆形成的专业学术体验活动,乃至专业学术研讨氛围,正成为科技场馆区别于一般公共服务设施的鲜活特色。

我们参与的2015数据可视化项目的主题(“当手绘遇上数据”)就很有代表性。2015年“信息之美”奖揭晓,作品《亲爱的数据(dear data)》用手绘的方式呈现了日常生活中的数据可视化,获得了数据可视化项目金奖。来自纽约的Giorgia和来自伦敦的Stefanie共同完成了这项耗时1年的项目。她们用一种特殊的方式让对方了解自己:每周用数据记录个人行为并进行可视化呈现,手绘到一张明信片上寄给对方。两人记录并展示了49周各自的生活行为数据,让观众近乎直观地了解到手绘与生活会和数据可视化发生怎样的碰撞。以如下四张明信片为例。

(1)A week of clocks。两位作者在第一周选择记录下每天看时间的频率、理由、方式,这也许是一件有意义的事情。因为是第一周,作者思索了很多视觉模型,也浪费了大量的明信片,但是最后决定使用数据创作一些字母表,组成一周时间的摩斯电码(Morse-Code)。他们认为这是编制数据很好的方式,在某种程度上与“Dear Data”有关,且与Stefanie的明信片保持一致的颜色。作者说,在收集数据时,意识到我们看时钟的次数是如此频繁,而基于某种目的(如我们真正需要知道时间)看时钟的次数是如此之少。

(2)手机沉迷(phone addiction)。每个圈圈代表了一个Giorgia沉迷于手机无法自拔的地点或情境。Giorgia用不同的符号分别代表了走路时、工作时、等待时、便便时、在沙发上、在床上等的情境。圈外侧的符号表示与旁人一起沉迷手机(圈外侧不同数量的点则表示有多少个旁人)、使用别人的手机、将手机屏幕朝下不看手机、不便分类的情境(应该是Giorgia的小秘密)、误以为手机在响等。由左向右,圈的直径逐渐减小,表示不同地点使用手机的频率也依次下降。Stefanie介绍,从左至右按照周一到周日的顺序用彩色折线表示她拿起手机做的事情,如工作、看地图、发信息、听音乐等。最后她惊奇地发现,用iPhone打电话的次数仅有可怜的4次。看到这么多数据后,她关心的是在“我”看手机和用手机做的事情之间是否有关联,希望通过绘图把这些关联表现出来。

(3)城市印象(A week of our cities)。作者这样行事:在不看任何地图的情况下,开始画城市的示意图,像跟陌生人描述一样,设置地理标记。这些精神地图应包括五个元素:①路线:人沿该城市移动的路线;②边:边界和中断的连续性;③区:具有共同特征的地区;④节点:方向,如正方形和路口的战略重点;⑤地标:方向指示的外标外,通常是一个在城市景观中很容易识别的物理对象。在这五个要素中,路线特别重要,因为它构成了城市的流动性。

(4)道歉(apologies)。明信片正面图的左边是Giorgia的道歉,右边是她接受他人的道歉。每一个“J”符号都代表一次道歉,她用不同的颜色区分了道歉原因;每个树干代表不同的道歉对象,从上到下依次为男朋友、朋友、合作伙伴或客户、Stefanie和陌生人;每个树枝代表道歉的方式,从中心到远端依次为当面道歉、通过电话或Skype、通过短信或E-mail;不同长短的“J”符号代表道歉的必要性,符号越长说明事态越严重;“J”符号的变形代表使用不同的语言来道歉;J符号上方加点代表意外撞到陌生人的随口道歉(因为她正在iPhone上追踪自己的道歉)。

开源兼顾了学研的紧密度

在全国科技馆创新与发展研讨会中,中美科普连线报告会备受关注。来自美国、日本的科技馆专家们以远程连线和现场报告相结合的形式,生动形象地为国内科技馆界代表们讲述了国外科技馆的最新理念和模式。会间播放了一段视频:一位外科医生正在给一位病人做心脏手术。手术刀切开病人的胸部,最后能看到心脏的跳动……美国新泽西自由科技馆副馆长库克博士说,“这样的视频实况直播是最受学生欢迎的”。新泽西自由科技馆是1993年开馆的,“开馆以后,我们学生理工科的成绩上升了很多。”因此,该科技馆的很多展项与当地学校的课程相结合。这些校外课堂项目,会让学生定期过来,每次学习3天到一个星期,学习内容有物理、环境保护等。“考虑到安全因素,我们会限制进入科技馆的人数,一般每10名学生需要1名老师陪同。”高学段学生可以穿着防护装置进入实验室,研究领域包括天然气与电力的原理、牛眼的解剖、火山原理等;3~5岁的儿童也有接触动物、植物的实验室,如拿着放大镜研究昆虫。

该馆幼儿教育课程部主任罗萨卡·特拉现场与大家分享了自由馆在视频教学项目中的创新型应用的经验。据她介绍,其实这些设备并不复杂,简单的台式电脑和摄像头都能做到。关键是要达到什么样的目标。作为科技馆,它的任务之一是引导中小学教师通过各种活动,与各方面的专家进行交流,提高自身水平。新泽西自由科技馆里的很多馆员都具备专业知识,如生物学、化学、宇宙学、神经学等,“他们通过职业转型来到科技馆,不仅能向观众提供专业指导,还能给中小学教师提供帮助。”同时,科技馆也会派出员工到学校进行辅助教学。

据日本科学未来馆常务副馆长中岛义夫在研讨会现场介绍,日本科学未来馆秉承“让每一个人都来展望未来,共同构筑智慧生存机会”的理念,提出了“了解科学,世界会因此而改变”的口号,充分利用科学界的人才、企业界的经营管理人才,以及社会各界的志愿者,参与管理和推广科技馆的理念。中岛义夫提到,馆内所有的高精尖仪器,都可以让孩子亲手触摸,还能做各种实验,目的是激发他们对科学的兴趣,培养他们的创造性。孩子们经常可以看到世界上最先进的仿人行走机器人的表演,“这个过程是孩子们最开心的”。中岛义夫说,研制机器人的研究所,将机器人最后的研究过程直接搬入科技馆,向公众展示机器人的最新进展。

基于青少年科技交流,特别是瞄准高水准的学术研讨平台,正打破国界,成为全世界青少年发掘潜力的共享舞台。注册在新西兰(这里也是TPP泛太平洋合作组织的最先发起国之一)的PPAGDPA泛太平洋青少年成长与发展合作伙伴机构正在致力于推进这一事业的发展,包括中国科学院在内的越来越多的科研院所在PPAGDPA的协调组织下,成为青少年科技园梦碗里的“肉”,成为辅助他们梦想成真的支撑。

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