摘要:中国科技馆推出的“科学方法特训营”大型综合性科学教育活动,为青少年未来的科学探索之旅奠定了坚实的基础。科学不再遥远,未来触手可及。一场属于青少年的科学盛宴,正点燃创新之火,照亮科学教育的新路径。
全国科普月
9月,首个全国科普月活动正如火如荼地开展。围绕“科技改变生活 创新赢得未来”,中国科协之声特别策划推出“全国科普月”专题。
中国科技馆推出的“科学方法特训营”大型综合性科学教育活动,为青少年未来的科学探索之旅奠定了坚实的基础。科学不再遥远,未来触手可及。一场属于青少年的科学盛宴,正点燃创新之火,照亮科学教育的新路径。
2025年9月,中国科技馆西大厅。一座1:1的“X-STAR外星科考站”吸引了众多观众的目光。这不是科幻片现场,而是中国科技馆“科学方法特训营”活动的硬核成果——由百名青少年与科学家、工程师一起打造的模拟外星科考站,它不仅是全国科普月主场活动的亮点,更获得了央视《焦点访谈》的关注。同时,9件由青少年自主设计的科考站模块作品生动诠释着“科学家、工程师与青少年一起,做一件了不起的事”的活动理念。
一场科学方法的沉浸式体验
“我们不是在传授知识,而是在尝试让科学方法变得可感可知。”中国科学院物理研究所研究员魏红祥一句话点破了当下科学教育的困境:知识浩如烟海,但科学思维、科学方法和科学精神的培养却是个难题。
中国科学院物理研究所研究员魏红祥在活动现场(图片来源于中国科技馆)
“科学方法是一个人受用一生的基本思维和方法。”航天医学专家、航天员系统副总设计师李莹辉在特训营的课程中对青少年们说,“特别能吃苦、特别能奉献、特别能攻关、特别能战斗——这四个精神是航天人的‘DNA’,希望你们锚定一个科学目标,把探索过程变成享受!”
航天医学专家、航天员系统副总设计师李莹辉在科学方法特训营授课(图片来源于中国科技馆)
“科学方法至今没有现成的教学模式可以推广,”魏红祥表示,“我们希望通过这个项目,让孩子在真实的工程实践中体会科学方法的运用。”
中国科技馆馆长郭哲说:“科技馆正在努力创造新的科学教育场景,培养人以科学精神为灵魂、以科学思维为核心、以科学知识为基础,通过科学方法提升自主探究、创造知识、应用实践的能力。”
在这一理念引领下,中国科技馆于2025年3月启动了“科学方法特训营”大型综合性科学教育活动,推出13期“创想说”线上公开课(浏览量超3200万次)、科学家进校园活动(覆盖20所中学的546名学生),并在暑期举办了“筑梦星球”夏令营,让上百名优秀青少年完整体验了“猜想-设计-验证-迭代”的科学探究与工程实践闭环。
让青少年在实践中成长
8月19日,“筑梦星球”夏令营在国家速滑馆(冰丝带)开营。百名青少年化身“外星科考队”,分三组攻坚“能源收集”“环控生保”“交通科考”三大任务,以“建设一座具备一定真实功能的模拟外星科考站”为目标,在科学家和工程师指导下开展研究、设计和实践。
“很多孩子们有很多很好的创意,但真正做外星科考车辆的时候,我们其实是戴着‘镣铐’跳舞。”航天工程师贾阳在给夏令营的青少年们指导作品时,一语道破工程实践的本质。他表示,工程设计面临能源、重量、特殊空间环境等多重约束条件,“当你不但能‘跳好舞蹈’,而且能够‘戴着镣铐跳好舞蹈’的时候,你就是一名优秀的工程师了。”
航天工程师贾阳在科学方法特训营授课(图片来源于中国科技馆)
贾阳特别强调了团队协作的重要性:“未来我们的外星科考车辆肯定不是一个聪明脑瓜就能够完成的,而是团队合作的成果。你甚至需要让无法合作的人一起创作出一个小组的作品,那才是你真正能力的体现。”
这位优秀的工程师分享了自己与宇宙结缘的故事:“小学二年级时,我用两毛钱买了一本《太阳系》,第一次知道了‘光年’的概念。我被宇宙的广袤震撼了,那是我第一次和宇宙建立联系。”如今,他正把这份对宇宙的好奇传递给新一代青少年。
来自北京汇文中学的白天同学负责能源收集组的重力储能任务。他感慨道:“从只懂数据,到亲手丈量验证,我明白了科学不是纸上谈兵。”最初的想法“太过于理想化”,在工程师帮助下,他调整方案,最终实现了功能目标。
同学们的能源收集工程作品(图片来源于中国科技馆)
北京教科院燕山向阳中学的张婧宸同学在“科学家进校园”阶段创作了一篇关于火星科考站的作文,在夏令营中,她完成了从文字想象到工程实践的跨越:“之前我写火星风沙会给能源系统带来很大挑战,我参与能源收集任务后意识到,只要增加一个储能模块,问题就迎刃而解了。”
北京市第五实验学校的刘明硕同学对团队合作深有感触:“这次沉浸式的活动使我体会到了团队合作的重要性。我们小组有人负责激光通信系统,有人负责无线电系统,每个人的工作都不可或缺。”
做一件“了不起的事”
“筑梦星球”夏令营最让营员兴奋的是与科学家的近距离接触。除了李莹辉、贾阳、魏红祥,中国科学院国家空间科学中心研究员刘勇、周炳红,北京交通大学副教授陈征等专家都亲自授课指导,让青少年看到了科学家“不一样的一面”。
“他们都没有所谓的‘名人架子’,幽默风趣地与我们侃侃而谈,”白天同学说,“这不仅让我更加敬佩他们,也深刻感受到了他们做科学研究的心境。”
“筑梦星球”夏令营(图片来源于中国科技馆)
结营时,各组营员向评审专家展示了他们的工程成果。能源收集组的重力+压缩空气储能系统、环控生保组的水循环装置、交通科考组的探测采样车全部“能跑能转”。这些不是模型,而是可迭代的实用工程产品。专家们围绕科学原理、技术难点及未来应用场景等方面进行专业点评,充分肯定了营员展现出的团队精神和创新能力。
验收专家进行点评(图片来源于中国科技馆)
这些成果经过专家们评审验收后,成了“X-STAR外星科考站”展出的展品,为以后的青少年工程实践和创新活动提供可叠加、可迭代的基础模块。
让青少年看到“未来已来”
9月1日,科普月专场活动当天,中国科学技术协会主席万钢亲临活动现场,仔细观看了孩子们的作品展示,听取了青少年和工程师们的汇报演示。
白天同学向万钢主席演示储能装置
白天同学向万钢主席演示了他们自己设计的储能装置:“在目标星球上,光能、风能不太稳定。我们的装置就像是一个‘能源小银行’,能保证科考站的稳定能源供给。”闫婷皓同学补充道:“当我们用力拉起重物时储存能量,用电时再放下来发电,为科考站提供电力。”
魏红祥研究员进一步阐释:“同学们设计实现的这个重力储能装置看似简单,但在日间零上60℃、晚间零下120℃、没有水、强宇宙辐射等极端外星条件设定下,相对于其他地球上常见形式的装置,稳定性更好。正所谓‘大道至简’,能解决实际问题的简单方案才是工程上更优的。”
同学们正在进行工程验收汇报(图片来源于中国科技馆)
万钢主席就几个关键技术问题与同学们深入交流,并对科学家、工程师手把手指导孩子们“干真项目,学真本领”的教育模式和理念给予高度认可,认为这种基于科学思维方法培育的跨学科、项目式的科学教育模式,为培养科技创新后备人才提供了宝贵经验。他说:“让孩子们看到未来已来,要培养他们将科学知识转化为工程能力,这就是给他们的第一罐‘科学饮料’,将来他们可能就会登上月球。”
2025年暑期,全国科技馆累计接待公众超3000万人次,青少年占比近半。郭哲馆长坦言:“科技馆是一所没有围墙的大学校,我们要让青少年在实践中理解科学本质,学会用科学方法解决问题。将‘科学热’转化为‘人才热’,为科技强国积蓄力量。”
构建科学教育新生态
“科学方法特训营”是中国科技馆贯彻落实“统筹教育、科技、人才体制机制一体化改革”和深化科学教育供给侧改革的重要举措,通过多所高校、科研院所、学会的专家深度参与策划实施,教育及艺术专家提供指导,北京市20所中学积极合作,与国家速滑馆双馆联动,馆内各部门协同推进,初步形成了上下联动、左右协同的科学教育大格局。
进校园阶段学生创意作品(图片来源于中国科技馆)
郭哲馆长表示:“我们广泛联合科学家、工程师、教育专家、艺术家、科技教师等指导青少年开展科学探究和实践,共同做一件‘了不起的事’。这让青少年在真实的科研项目中锻炼自己,为未来的科学探索之旅奠定坚实的实践基础。”
这种创新模式有效汇聚了科技界、工程界及教育界的优质教育资源,使科技馆成为科学教育的重要策源地,有力推动了大科学教育格局的构建。
埋下科学与未来的种子
对参与项目的青少年而言,科学方法特训营带来的不仅是科学知识的增长,更是科学思维的蜕变。
“科学不再是存在于实验室中的冰冷数据,”白天同学感慨,“科学藏在身边的每件物品里,这些上面都是历代科学家的影子。”张婧宸同学则认识到:“科学探索,其实都源于想象力。因为有想象力、好奇心,我们才敢追问问题本源。”
当被问及30年后的梦想,同学们都展现了坚定的科学志向。白天希望成为“即将远征太空的航天员”,张婧宸则希望成为一名工程师:“我想设计出像咱们这个活动这样的科考站。”
魏红祥研究员对青少年寄予厚望:“希望孩子们在国家需要的时候,能把自己的兴趣爱好跟国家的需求结合起来。”
迈向科学教育新未来
中国科技馆“科学方法特训营”创造了一种全新的科学教育场景——不再是知识的单向传递,而是科学家与青少年共同探索的过程;不再是虚拟的模拟实验,而是真实的工程实践挑战;不再是孤立的学科知识,而是跨学科的系统思维训练。
“科学方法特训营”构建了“科学家-工程师-教育者-青少年”协同创新的科学教育实践共同体,为培养具备科学家潜质、愿意献身科学事业的青少年群体提供了可复制、可推广的范式。
十一长假后,“X-STAR外星科考站”科学方法特训营成果展将移至国家速滑馆(冰丝带)继续展出,让这一创新科学教育项目的成果惠及更多公众。中国科技馆表示,科学方法特训营模式将通过现代科技馆体系向全国推广,让更多青少年有机会与科学家、工程师一起,“做一件了不起的事”。
正如郭哲馆长所言:“中国科技馆将继续引领理论创新,传播最佳实践,催化跨界协作,推进产教融合、科教融汇,构筑起全民科学化、现代化的思想方法、精神追求和文化氛围。”
在这个夏天,科学家、工程师与青少年一起,确实做了一件“了不起的事”——他们不仅建造了一座模拟外星科考站,更搭建了从科学知识到科学方法、从应试教育到创新教育的桥梁。这座桥梁,正在引领中国科学教育走向更加广阔的未来。
供稿:中国科技馆
责编:齐莉 谢芸
审核:张敬一
终审:郭哲
来源:中国科协之声