科学学习变成充满惊喜的冒险

在化学实验中探寻科学的乐趣。

　　在信息爆炸的时代，如何点燃青少年对科学的热情，让抽象的公式和原理转化为可感知的奇妙场景，是许多教育工作者在思考的命题。近年来，欧洲和大洋洲部分国家的青少年科普活动不再局限于实验室里的演示或书本上的图解，而是通过技术赋能、场景重构、文化浸润和机制创新的深度融合，将科学学习变成一场充满惊喜的冒险。

　　技术赋能：

　　架起抽象与具象的桥梁

　　传统科普活动中，进化论通过课本插图来讲解，化学反应通过试管变色来展示，而在技术赋能的科普场景里，科学知识常以沉浸式体验的方式呈现。法国国家自然历史博物馆联合“远行探索”团队打造的“生命的纪元”虚拟现实项目，将漫长的地球史浓缩为45分钟的沉浸式体验。青少年佩戴虚拟现实设备，即可置身于寒武纪时代，观察史前生物演化，触摸虚拟恐龙化石。项目设置了“地质工程师”任务，青少年需要通过分析虚拟地层数据来化解环境危机，在游戏化的挑战中掌握地层学原理，将抽象的古生物知识转化为可感知的冒险体验。

　　德国法兰克福实验探索科学中心的“破解实验室悬案”主题活动，将化学分析转化为破案过程。青少年分组扮演检测人员，使用光谱仪、显微镜等专业设备检测“犯罪现场”的液体样本，通过氢离子浓度指数（pH值）、金属离子特征等线索锁定“嫌疑人”。活动还设置“证据链逻辑推演”环节，要求团队用化学方程式论证推理过程，使实验操作与理论应用深度融合。

　　场景重构：

　　让科学融入生活肌理

　　科学在哪里？在一些创新实践中，答案可能是海底、图书馆、城市街头——它们打破了“科学只能在实验室或教室学习”的传统思路，将整个世界变成了科普的“大课堂”，让科学学习回归“生活逻辑”。

　　瑞典一家教育软件开发公司设计的《迷你托卡海底探险》游戏，构建了高度拟真的海洋生态系统。青少年玩家可化身小探险者，操控潜艇在海洋中自由遨游。探索珊瑚礁时，需要观察小丑鱼的共生行为，记录浮游生物的迁徙路径，系统还会实时生成生态报告。切换到“环保工程师”模式时，青少年能设计人工鱼礁方案，通过流体力学模拟系统测试其稳定性。这种将游戏机制与海洋保护政策结合的设计，使青少年在休闲娱乐中掌握生态修复技术，理解科学与环境的密切关联。

　　芬兰赫尔辛基颂歌中央图书馆的声音实验室，将声学原理融入互动体验。青少年通过击打不同材质的共鸣箱，观察声波变化，分组创作“声音雕塑”；运用科学方法分析芬兰传统民歌旋律和频率，用电子合成器进行现代改编。这种“科学+艺术”的跨界设计，让声学学习充满趣味性和沉浸感，也让青少年认识到科学是探索世界、改善生活的工具，学习与生活在此巧妙联结。

　　文化浸润：

　　让科学扎根本土土壤

　　科学是全球通用的语言，但科普活动需要“本土表达”。科学知识与本土文化、在地议题相结合，才能从“外来知识”转化为“自身认同”，激发更深层的学习动力，为科学教育找到“情感锚点”。

　　在2025年澳大利亚国家科学周的大型科学博览会“古老智慧”展区，原住民会带领五至十二年级的学生开展跨学科实践。他们用木炭绘制星象图，探究南半球星座与季节的关联；通过植物燃烧实验复原天然染料配方；借助脱氧核糖核酸（DNA）测序解析传统药用植物抗菌成分。现代科技与原住民生态知识的交融，既让科普活动承载文化传承使命，也帮助青少年建立起科学认知与文化身份的深层联结。

　　丹麦联合国气候技术中心和网络“青年气候设计师”项目，将科学学习与城市碳中和议题相结合，通过虚拟现实技术模拟海平面上升过程，引导青少年与工程师合作，考察瑞典哈马碧湖城的垃圾真空管道系统。学生需要在项目结束时提出一个具有经济可行性并鼓励社区参与的方案，优秀成果会在联合国气候变化大会青年论坛上展示。这种方式有效培育了青少年的公民责任感。

　　机制创新：

　　构建科普可持续生态

　　一次有趣的活动或许能点燃兴趣，但持续的科学素养培养需要“生态系统”的支撑。欧洲和大洋洲的一些创新项目正在探索将“一次性体验”转化为“可持续成长”，使学生的科学热情得以延续。

　　德国哥廷根大学的青年国际科研夏令营推行“大学实验室+中学课程”衔接模式，青少年可以在诺贝尔奖得主的指导下开展“可持续材料和能源合成”实验。项目围绕能源—材料—环境前沿领域，通过跨学科实验，构建理论与实践相结合的科研训练体系。其中，“科研马拉松”环节要求学生团队在48小时内完成从分子设计到性能测试的全流程，并以演讲的方式展示成果，助力青少年掌握科研方法和理论框架。

　　新西兰“毛利星空计划”以毛利文化中借昴宿星团确定新年的传统为根基，巧妙融合毛利文化与现代科技，激发青少年的科学兴趣。比如奥塔哥博物馆开设毛利传统编织工作坊，让青少年在学习编织技艺时了解星象记录方式和星空传说。学校也将毛利星空知识融入科学课，还组织夜晚观星活动，以文化与科学相结合、理论与实践并重的方式点燃青少年持续学习的热情。该计划还构建了政府、科研机构、博物馆、学校、毛利社区等多方合作模式，借助线上虚拟展览、直播观星等方式拓展影响力，为科普注入新活力。

　　科普活动要唤醒青少年的好奇心、探索欲和文化自觉。当科普活动兼具趣味性、实用性并与本土文化关联时，探索的种子便能在青少年心中生根发芽。

　　（作者单位：西北师范大学教师教育学院）

《中国教育报》2025年09月18日 第09版