日本K-Scan實踐項目簡介及啟示

在青少年編程教育中，人們對“Micro：bit”的存在并不陌生，它通過可獨立編程的LED、編程按鈕以及多個傳感器幫助青少年實現(xiàn)豐富的硬件制作與軟件編程。如何讓聽起來枯燥無趣的電子電路和看似十分困難的編程打動中小學生？在日本的京阪奈科學城，它們被“玩”出了許多新花樣。

在由奈良教育大學科學與數(shù)學中心項目副教授片岡幸子講解的“用Micro：bit制作發(fā)光發(fā)聲的留言板”活動中，參與活動的中小學生通過對基礎編程知識的學習，能夠控制LED的圖形顯示、聲音播放以及亮度大小。學生繪制不同圖案的亞克力板與其相連，就能夠獲得一塊會播放音樂并發(fā)光的原創(chuàng)留言板（如圖1）。

與上述活動有異曲同工之妙的“手工教室：用森林黏土制作無限可能的小鎮(zhèn)”，同樣在活動中融入了LED電子電路與編程兩大元素。不同的是，這項活動運用了一種由木屑等環(huán)保材料制作的“森林黏土”。學生使用這種“森林黏土”制作屬于自己的迷你小鎮(zhèn)，打開LED開關時，模型小鎮(zhèn)就會發(fā)出溫暖的亮光（如圖2）。

事實上，京阪奈科學城提供的STEAM教育遠不止上述這些。2021年，日本發(fā)布了第四期《兒童與青年白皮書》，明確指出了多方協(xié)作培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的教育導向。一方面，白皮書強調(diào)了培養(yǎng)科學人才、推廣STEAM的重要性。另一方面，白皮書提出應搭建學校與地區(qū)之間的緊密協(xié)作，實現(xiàn)全域、全程、全員參與的全社會教育機制。

作為一座集科學、技術(shù)、文化于一體的開放型城市，京阪奈科學城具備豐富前沿的非正式科學教育資源，在“產(chǎn)、學、官合作”體系[3]的推動下，開展了一系列啟蒙教育與科普活動。為前文提到的科普活動搭建平臺的，正是“京阪奈科學交流促進網(wǎng)”組織（K-Scan）。

一、實踐項目簡介

為了給兒童提供先進的科學與文化學習機會，京阪奈科學城于2004年開啟了“科學城的孩子們”項目，并在2014年由京阪奈科學城及周邊地區(qū)的利益相關者成立了K-Scan來推動該項目的進行。K-Scan充分借助京阪奈科學城的城市資源與特點，利用其中心輻射作用，為兒童提供各類以科學為中心的學習機會與渠道。

1.京阪奈科學體驗項目

京阪奈科學體驗項目由大學教職員工、研究機構(gòu)的研究人員等各個領域的專家提供支持，旨在通過為兒童提供多樣化科學活動，促進他們對基本的科學思維與方法的掌握。項目依托“SEIKA創(chuàng)作者孵化中心”，打造持續(xù)性、常態(tài)化的科學體驗、設計和創(chuàng)意活動的科學探索基地。

為貫穿兒童“引領未來”的科學教育目標，京阪奈科學體驗項目大力滲透STEM、STEAM教育活動。如在企業(yè)資助下邀請3D數(shù)字雕刻家開展了數(shù)字黏土的3D制作和AR制造，兒童能夠充分開展藝術(shù)想象與創(chuàng)作，利用數(shù)字黏土創(chuàng)作CG作品，并將完成的作品發(fā)送至AR鑰匙扣，從而在智能手機中顯示。

同時，科學體驗項目下的各類科學活動還來自多方主體，如奈良教育大學、大阪成蹊大學、京都精華大學等高等院校，京阪奈紀念公園、京阪奈兒童天文俱樂部、京阪奈少年機器人俱樂部等組織機構(gòu)，以及與活動主題相關的各類企業(yè)。不同主題的活動會邀請科學城內(nèi)不同領域的專家或?qū)I(yè)人員擔任講師。

2.京阪奈科學體驗節(jié)

京阪奈科學體驗節(jié)聚合了京阪奈及周邊地區(qū)的研究機構(gòu)、企業(yè)、教育組織和教育工作者，在京阪奈廣場舉辦，為兒童提供個性化、沉浸式的科學體驗。京阪奈科學體驗節(jié)每年度舉辦一次，不限制活動內(nèi)容，以生動有趣的基調(diào)和學玩統(tǒng)一的形式吸引大量兒童參與。

2023年舉辦的京阪奈科學體驗節(jié)有20余家單位參與，共計20場學習工坊以及1場科學展，報名的學生多達千余人。各學習工坊在科學知識方面跨越多個領域，既有觀察思考，又有動手制作。如制作衛(wèi)星光譜儀、觀察太陽等天文活動，折疊六邊形的數(shù)理活動，制作紙杯揚聲器、利用聲學制造簡易樂器的物理活動，有關全球變暖的地理活動，利用水的特性制作工藝品的化學活動，展示AI裝置的信息技術(shù)活動，人造種子、制作標本的生物活動，以及涉及基礎科學技能的科學測量活動，等等。同時，一些學習工坊結(jié)合自身特色，從生活化的視域出發(fā)開展活動，如消費者教育促進俱樂部舉辦的“巨型干魚的解剖學”活動，通過制作生物標本講解日常生活中的食物，以新穎的角度進行食品教育。

3.學校教育支持

K-Scan還積極推動學校與各個主體協(xié)同合作，為中小學生接觸更多的科學教育活動、優(yōu)化科普時空提供了豐富的資源與機會。K-Scan主要從設施參觀、班級訪問、教師培訓以及SSH科學節(jié)四個方面推動科學資源走進校園（見表1）。

二、啟示

長效的政策支持、獨特的地域優(yōu)勢以及完善的軟硬設施，使得京阪奈科學城具備雄厚的科學資源，K-Scan有效地將這些資源轉(zhuǎn)化為非正式科學教育的重要力量。通過研究這個承擔著資源整合與發(fā)散任務的科學教育推廣平臺，我們能夠得到以下啟示。

1.活用社會力量，吸納各界人員豐富師資隊伍

非正式科學教育的廣泛鋪設需要充足的師資力量，吸納具備高專業(yè)素養(yǎng)的科學教師固然必不可少，然而，局限于對現(xiàn)有教師的能力提升或僅僅關注到尖端科學家等稀缺隊伍，是遠遠不夠的。因此，K-Scan對社會力量的靈活運用不失為一種可采用的方法。

在京阪奈科學城中，所有主體都可以成為其科學教育的流動資源與生生不息的力量。京阪奈科學體驗項目及其體驗節(jié)中的所有科普活動、科學工作坊均邀請了來自高校、俱樂部、企業(yè)等主體的有關人員。而在SSH科學節(jié)中，對科學感興趣和有所研究的市民也參與進來，為科普教育添磚加瓦。相較于專業(yè)科學教師具有較強的理論教學知識，社會各界的在職人員在科學教育上具有更明顯的實踐導向，這也恰能夠滿足當下科學教育中我們對科學實踐的追求。

2.注重藝術(shù)融合，利用有效作品激發(fā)學生興趣

STEAM教育有助于兒童獲得認知性、情感性、具身性的能力。[4]其中藝術(shù)的加入，能夠在貼近中小學生心理特征的基礎上，促進不同學科領域的融合。然而，就目前來說，許多STEAM教育的嘗試形式還較為陳舊或粗淺，不乏停留在“畫一幅畫”“制作一張海報”就算完成藝術(shù)教育的情形。STEAM教育是五大領域的內(nèi)在整合，每一個部分都不是簡單的疊加。

在京阪奈科學體驗項目中，一系列的項目活動都是以豐富、創(chuàng)新、切實的作品作為落腳點，借助生動有趣的藝術(shù)作品，實現(xiàn)學生與科技的深入交互。集合想象與創(chuàng)造、藝術(shù)與科學等一系列過程，能夠幫助兒童形成對科學與技術(shù)的生成性理解，拓展感知與思考的視角，超越對科技的簡單感受。在未來的STEAM教育中，我們應當盡可能地在內(nèi)容和形式上創(chuàng)新，依托多元化的藝術(shù)類型，以行之有效的作品激發(fā)學生的興趣。

3.構(gòu)建協(xié)同網(wǎng)絡，打破合作壁壘提升科普效益

在大力推行全社會共同育人的當下，為非正式科學教育破除主體間的壁壘是需要努力的方向之一。一方面，多元主體的廣泛參與能夠?qū)崿F(xiàn)科普資源有生力量的供給與優(yōu)化，為科普教育活動的持續(xù)開展打造堅實可靠的生態(tài)體系。另一方面，不同的主體能夠基于不同的領域優(yōu)勢與社會視角，實現(xiàn)非正式科學教育的多樣化體驗，滿足學生的求知興趣與全面發(fā)展需求。

無論是打造常態(tài)化的京阪奈科學體驗項目、特色化的京阪奈科學體驗節(jié)，還是不斷將社會資源引入校園，K-Scan一直在編織一張巨大的協(xié)同網(wǎng)絡，為京阪奈科學城中的中小學、高校、組織機構(gòu)、場館、企業(yè)等社會主體搭建一座橋梁，先利用自身的平臺優(yōu)勢把分散雜亂的資源進行聚攏統(tǒng)整，再向外輻射發(fā)散。非正式科學教育不能是某一方的“生拖硬拽”，而需要建立和完善多主體協(xié)同的運行機制。在今后的非正式科學教育道路上，只有通過“大聯(lián)合、大協(xié)作”不斷形成合力，促進科普資源共享，[5]才能實現(xiàn)科普效益最大化。

參考文獻

[1]K-Scan. micro：bitで光って音がなるメッセージボードを作ろう[EB/OL].https：//kscan.jp/microbit2023/，2023.

[2]K-Scan.「森のねんどで輝く未來のまちづくり教室」2023[EB/OL].https：//kscan.jp/programs/morinonendo2023/，2023.

[3]王承云，孫玲慧.“京都、大阪、奈良學術(shù)研究型都市”建設模式研究[J].世界地理研究，2016（03）.

[4]鐘啟泉.基于“跨學科素養(yǎng)”的教學設計——以STEAM與“綜合學習”為例[J].全球教育展望，2022（01）.

[5]陶春.社會力量多主體協(xié)同開展科普事業(yè)機制研究[J].科普研究，2012（06）.