在化學(xué)實驗中探尋科學(xué)的樂趣。

　　在信息爆炸的時代，如何點燃青少年對科學(xué)的熱情，讓抽象的公式和原理轉(zhuǎn)化為可感知的奇妙場景，是許多教育工作者在思考的命題。近年來，歐洲和大洋洲部分國家的青少年科普活動不再局限于實驗室里的演示或書本上的圖解，而是通過技術(shù)賦能、場景重構(gòu)、文化浸潤和機制創(chuàng)新的深度融合，將科學(xué)學(xué)習(xí)變成一場充滿驚喜的冒險。

　　技術(shù)賦能：

　　架起抽象與具象的橋梁

　　傳統(tǒng)科普活動中，進化論通過課本插圖來講解，化學(xué)反應(yīng)通過試管變色來展示，而在技術(shù)賦能的科普場景里，科學(xué)知識常以沉浸式體驗的方式呈現(xiàn)。法國國家自然歷史博物館聯(lián)合“遠行探索”團隊打造的“生命的紀元”虛擬現(xiàn)實項目，將漫長的地球史濃縮為45分鐘的沉浸式體驗。青少年佩戴虛擬現(xiàn)實設(shè)備，即可置身于寒武紀時代，觀察史前生物演化，觸摸虛擬恐龍化石。項目設(shè)置了“地質(zhì)工程師”任務(wù)，青少年需要通過分析虛擬地層數(shù)據(jù)來化解環(huán)境危機，在游戲化的挑戰(zhàn)中掌握地層學(xué)原理，將抽象的古生物知識轉(zhuǎn)化為可感知的冒險體驗。

　　德國法蘭克福實驗探索科學(xué)中心的“破解實驗室懸案”主題活動，將化學(xué)分析轉(zhuǎn)化為破案過程。青少年分組扮演檢測人員，使用光譜儀、顯微鏡等專業(yè)設(shè)備檢測“犯罪現(xiàn)場”的液體樣本，通過氫離子濃度指數(shù)（pH值）、金屬離子特征等線索鎖定“嫌疑人”。活動還設(shè)置“證據(jù)鏈邏輯推演”環(huán)節(jié)，要求團隊用化學(xué)方程式論證推理過程，使實驗操作與理論應(yīng)用深度融合。

　　場景重構(gòu)：

　　讓科學(xué)融入生活肌理

　　科學(xué)在哪里？在一些創(chuàng)新實踐中，答案可能是海底、圖書館、城市街頭——它們打破了“科學(xué)只能在實驗室或教室學(xué)習(xí)”的傳統(tǒng)思路，將整個世界變成了科普的“大課堂”，讓科學(xué)學(xué)習(xí)回歸“生活邏輯”。

　　瑞典一家教育軟件開發(fā)公司設(shè)計的《迷你托卡海底探險》游戲，構(gòu)建了高度擬真的海洋生態(tài)系統(tǒng)。青少年玩家可化身小探險者，操控潛艇在海洋中自由遨游。探索珊瑚礁時，需要觀察小丑魚的共生行為，記錄浮游生物的遷徙路徑，系統(tǒng)還會實時生成生態(tài)報告。切換到“環(huán)保工程師”模式時，青少年能設(shè)計人工魚礁方案，通過流體力學(xué)模擬系統(tǒng)測試其穩(wěn)定性。這種將游戲機制與海洋保護政策結(jié)合的設(shè)計，使青少年在休閑娛樂中掌握生態(tài)修復(fù)技術(shù)，理解科學(xué)與環(huán)境的密切關(guān)聯(lián)。

　　芬蘭赫爾辛基頌歌中央圖書館的聲音實驗室，將聲學(xué)原理融入互動體驗。青少年通過擊打不同材質(zhì)的共鳴箱，觀察聲波變化，分組創(chuàng)作“聲音雕塑”；運用科學(xué)方法分析芬蘭傳統(tǒng)民歌旋律和頻率，用電子合成器進行現(xiàn)代改編。這種“科學(xué)+藝術(shù)”的跨界設(shè)計，讓聲學(xué)學(xué)習(xí)充滿趣味性和沉浸感，也讓青少年認識到科學(xué)是探索世界、改善生活的工具，學(xué)習(xí)與生活在此巧妙聯(lián)結(jié)。

　　文化浸潤：

　　讓科學(xué)扎根本土土壤

　　科學(xué)是全球通用的語言，但科普活動需要“本土表達”。科學(xué)知識與本土文化、在地議題相結(jié)合，才能從“外來知識”轉(zhuǎn)化為“自身認同”，激發(fā)更深層的學(xué)習(xí)動力，為科學(xué)教育找到“情感錨點”。

　　在2025年澳大利亞國家科學(xué)周的大型科學(xué)博覽會“古老智慧”展區(qū)，原住民會帶領(lǐng)五至十二年級的學(xué)生開展跨學(xué)科實踐。他們用木炭繪制星象圖，探究南半球星座與季節(jié)的關(guān)聯(lián)；通過植物燃燒實驗復(fù)原天然染料配方；借助脫氧核糖核酸（DNA）測序解析傳統(tǒng)藥用植物抗菌成分。現(xiàn)代科技與原住民生態(tài)知識的交融，既讓科普活動承載文化傳承使命，也幫助青少年建立起科學(xué)認知與文化身份的深層聯(lián)結(jié)。

　　丹麥聯(lián)合國氣候技術(shù)中心和網(wǎng)絡(luò)“青年氣候設(shè)計師”項目，將科學(xué)學(xué)習(xí)與城市碳中和議題相結(jié)合，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬海平面上升過程，引導(dǎo)青少年與工程師合作，考察瑞典哈馬碧湖城的垃圾真空管道系統(tǒng)。學(xué)生需要在項目結(jié)束時提出一個具有經(jīng)濟可行性并鼓勵社區(qū)參與的方案，優(yōu)秀成果會在聯(lián)合國氣候變化大會青年論壇上展示。這種方式有效培育了青少年的公民責(zé)任感。

　　機制創(chuàng)新：

　　構(gòu)建科普可持續(xù)生態(tài)

　　一次有趣的活動或許能點燃興趣，但持續(xù)的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)需要“生態(tài)系統(tǒng)”的支撐。歐洲和大洋洲的一些創(chuàng)新項目正在探索將“一次性體驗”轉(zhuǎn)化為“可持續(xù)成長”，使學(xué)生的科學(xué)熱情得以延續(xù)。

　　德國哥廷根大學(xué)的青年國際科研夏令營推行“大學(xué)實驗室+中學(xué)課程”銜接模式，青少年可以在諾貝爾獎得主的指導(dǎo)下開展“可持續(xù)材料和能源合成”實驗。項目圍繞能源—材料—環(huán)境前沿領(lǐng)域，通過跨學(xué)科實驗，構(gòu)建理論與實踐相結(jié)合的科研訓(xùn)練體系。其中，“科研馬拉松”環(huán)節(jié)要求學(xué)生團隊在48小時內(nèi)完成從分子設(shè)計到性能測試的全流程，并以演講的方式展示成果，助力青少年掌握科研方法和理論框架。

　　新西蘭“毛利星空計劃”以毛利文化中借昴宿星團確定新年的傳統(tǒng)為根基，巧妙融合毛利文化與現(xiàn)代科技，激發(fā)青少年的科學(xué)興趣。比如奧塔哥博物館開設(shè)毛利傳統(tǒng)編織工作坊，讓青少年在學(xué)習(xí)編織技藝時了解星象記錄方式和星空傳說。學(xué)校也將毛利星空知識融入科學(xué)課，還組織夜晚觀星活動，以文化與科學(xué)相結(jié)合、理論與實踐并重的方式點燃青少年持續(xù)學(xué)習(xí)的熱情。該計劃還構(gòu)建了政府、科研機構(gòu)、博物館、學(xué)校、毛利社區(qū)等多方合作模式，借助線上虛擬展覽、直播觀星等方式拓展影響力，為科普注入新活力。

　　科普活動要喚醒青少年的好奇心、探索欲和文化自覺。當科普活動兼具趣味性、實用性并與本土文化關(guān)聯(lián)時，探索的種子便能在青少年心中生根發(fā)芽。

　　（作者單位：西北師范大學(xué)教師教育學(xué)院）

《中國教育報》2025年09月18日 第09版