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《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》提出实施“科技资源科普化工程”,是落实习近平总书记“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”重要论述的战略性举措。本期专题整理了航天、生命、海洋等学科科研机构在科普、研学、构建课程体系等方面的实践与探索,以期集合全社会力量,共同做好科学教育加法。

文_赵博1 刘姗姗1 王敏2

(1. 青岛中科海印象科技文化有限公司;2. 中国科学院海洋研究所)

摘要:本文基于对中国科学院海洋研究所科技教育工作的系统梳理,从机构资源基础和科普化机制、课程与项目开发实践、科技教育活动的实施成效及发展瓶颈与优化路径等方面进行了深入探讨。海洋所依托高水平科研资源和专业团队形成了多元化科普体系,显著提高了学生与公众的海洋科学素养,为科研机构推动科普体系建设和科技教育创新提供参考。

关键词:海洋科学 科技教育 中国科学院海洋研究所 研学实践

引言

2025年10月,教育部、中国科学院等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》,提出“以科学、技术、工程、数学为重点,切实加强中小学科技教育,夯实科技创新人才培育基础,助力高水平科技自立自强,支撑教育、科技、人才高质量一体化发展”,提出要强化国家科研机构在科普资源供给和教育体系建设中的引领作用,统筹利用校外实验室、科技基础设施等资源,建设科技探究体验学习空间,为学生体验真实情境下的科技探究实验和工程技术实践提供平台。中国科学院海洋研究所作为国家战略科技力量,长期承担国家重大科技任务,在海洋科学基础研究和应用创新方面积累了雄厚实力。

近年来,随着“海洋强国”战略的推进,学校、社区、行业机构对高水平海洋科普资源的需求持续增长,而高端科研资源与教育体系之间长期存在信息转换效率不足的矛盾[1]。在此背景下,海洋研究所积极探索科研成果科普化的新模式,构建课程体系和研学活动,推动科研资源向教育资源、社会资源转化,逐渐形成了科研与科普协同发展的工作格局。

本文以海洋研究所科技教育的探索与实践为研究对象,重点探讨其资源基础、运行机制、课程构建、活动模式、社会成效等内容,并剖析存在的问题和未来的发展方向,以期为科研机构在科普资源建设和科技教育创新方面提供经验参考。

海洋研究所科技教育资源与科普化机制

01

科技教育资源基础与平台优势

中国科学院海洋研究所始建于1950年,是我国成立的第一个专业从事海洋科学研究的综合性科研机构,是我国海洋科学的发源地。建所75年来,海洋研究所在我国海洋基础研究、应用基础研究领域进行了许多奠基性和开创性的工作,引领了我国海洋科学的发展,目前仍然是我国规模最大、综合实力最强的综合海洋研究机构。

完备学科布局与顶尖人才团队海洋研究所学科门类设置齐全,包括物理海洋、海洋生物、海洋生态、海洋地质、海洋化学、深海研究等,为科技教育提供了多层次、跨学科的资源支撑。海洋研究所现有两院院士4人,博士、硕士生导师210余人,在读研究生900余人,在站博士后120余人,形成了结构合理、梯度清晰的科研人才体系。这些科研人员在国家重大科技任务、基础科学研究、深海探测工程等领域持续产出高水平成果,是海洋科技教育内容最核心的源头。完整的学科体系与顶尖人才团队支撑使海洋研究所能提供覆盖海洋科学全领域的科技教育内容,实现跨学科整合教育优势。

独具特色的国家级科研平台与科普设施海洋研究所科研平台包括全国重点实验室、国家级野外台站、亚洲馆藏量最大的海洋生物标本馆等,为课程实践、科研体验和公众参观提供了平台保障。以国家重大科技基础设施“科学号”为旗舰船的海洋科学综合考察船队、4500米级“发现号”水下机器人、国际上最大规模“西太平洋深海潜标观测网”等丰富的海上调查与科考资源为青少年接触前沿科技提供了重要支撑。此外,海洋研究所是国家、山东省、青岛市三级科普基地,获批“全国十大科技旅游基地”、2021—2025年首批“全国科普教育基地”、中国科协首批“学风传承示范基地”(“耕海探洋”学风传承工作室)、中国科协等7部委联合认定的首批“科学家精神教育基地”、中国科学院“科学家精神教育基地”等。这一系列高层次的认定,充分体现了海洋研究所在科学普及、科学精神传承与科技旅游融合方面的引领和示范作用,使其成为向社会公众传播海洋科学知识、弘扬科学家精神的重要国家级平台。

02

科研资源向科普内容的转化机制

为了将抽象的专业科研成果转化为适合公众理解的内容,海洋研究所逐步形成了包括研究所科普主管部门统筹、专家团队课程指导、企业团队专业运营、研究生志愿者辅助支持的运作机制,并在新时代科技教育体系建设需求不断增长的背景下,积极探索科研机构科普化的新模式。比如,依托青岛市科技局资金与政策支持,建立了“耕海探洋”科技科普示范基地。该基地被定位为国家海洋科技教育的创新高地,其建设路径为全国科研机构利用科研资源开展科技教育提供了可复制的经验。“耕海探洋”示范基地的创新之处在于,打破了传统科研机构科普活动零散化、项目式的局限,建立了一个具有可持续发展的完整链条。

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给大海做“体检”

科研资源—科普内容转换由海洋研究所提供科研成果、实验设备、标本资源、深海样品和专家支持。

科普内容—产品开发运营企业核心团队由海洋领域硕士、博士构成,企业人员深度参与前沿科技科普降维、课程包装、展陈设计、数字化内容制作(如虚拟现实、增强现实、短视频、动画、展项等)。

产品—市场化运营依托运营团队形成稳定的课程体系、研学活动落地交付体系,具备课程持续更新和服务社会的能力。

这种模式解决了科研机构科普长期存在的无人运营、资源闲置、缺乏产品化、缺乏可持续性等痛点,在全国范围具有示范意义。

03

科普内容呈现与传播模式创新

海洋研究所的科技教育活动形式多样,包括面向学生的场馆参观、科考体验、项目式课题探究,面向社会公众的科普展览、开放日活动,以及线上的数字化科普等内容。线下方式强调体验性与互动性,比如浮游生物观察实验、深海设备模型演示、沉积物样品展示、微生物培养演示等;线上方式依托科普视频栏目、直播平台、虚拟科考空间等,使科普传播突破时空限制,实现更广泛的覆盖。此外,随着数字技术的发展,海洋研究所还在多媒体可视化、虚拟现实海底场景、三维深海装备展示等方面进行探索,使高端科研成果的科普化更具吸引力。

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利用显微镜观察浮游生物

科技教育课程与项目开发实践

01

科学课程体系的建设与完善

为了满足不同年龄段、不同时长受众的需求,海洋研究所逐步形成了分层分类的课程结构。

● 基础启蒙类课程 面向中小学生,通过图文展示、场馆参观、互动实验、故事化内容,介绍海洋生物分类、海洋与人类关系、海洋污染等。

● 进阶科研体验课程 面向中小学生,以真实实验为核心,如海水理化性质测定、海草床人工修复、潮间带地质考察、海洋生物标本制作、小型海洋观测仪器操作等。

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潮间带采样

● 深度课题探究专题 面向具有科研兴趣的群体,开展深海探测技术原理与设备开发、深海微生物分离与培养、浮游生物多样性调查、海洋新材料合成与性能测试等,强调科研逻辑训练。

以“走进深海”课程为例,该课程又分为“深海环境认知”“深海生命探索”“深海装备解析”等模块,通过视频、模型、实验结合,让学生理解深海科学研究的系统性。

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接生条纹斑竹鲨

02

项目开发与实践

海洋研究所的研学实践活动已形成品牌效应,包括夏令营、冬令营、科学日主题活动、海洋科考线上体验等(见表1),具有以下特点:

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● 强调科学方法训练 学生围绕“提出问题—设计实验—数据采集—分析结论”的过程开展小课题研究(见表2);

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● 依托真实科研环境 如参观重点实验室、参与浮游生物采样、参与海上科考、模拟海洋观测任务等;

● 注重跨学科融合 地质、化学、物理、生物等内容在同一研学活动中融合,体现海洋科学的综合性。

部分活动还与中小学合作,共建海洋科学特色课程,由海洋研究所科研人员担任学术顾问,推动海洋科学知识进入课堂。

03

创新教育产品开发

围绕课程内容,海洋研究所开发了包括科普图书、教学视频、科普教具等在内的教育产品。例如:深海潜器模型帮助学生理解压力与浮力的关系;在线课程模块与短视频栏目为学校提供可移植的科学教育资源;利用虚拟现实构建虚拟深海潜水场景,实现沉浸式学习体验。

科技教育活动实施成效评估

01

覆盖面与参与度显著提升

近年来,海洋研究所科技教育活动的参与群体不断扩大,年接待人数复合增长率超过40%,体验类课程主要覆盖青岛市周边省内城市,深度课题探究用户主要来源自北京、上海及国内省会城市;主题讲座与线上直播的观看量持续提升,其中“海印象”海鲜吃播直播活动单场次观看人数突破220万人次,使海洋科学知识在公众中的传播更广泛。

02

青少年科学素养显著提高

通过问卷、访谈及课程作品反馈可发现,学生普遍对海洋科学兴趣明显增强,对科研职业的认知更加真实;在活动中获得了基本科学方法训练,动手能力提高;参与研学活动后能够形成逻辑清晰的小论文或展示报告;对海洋生态保护的意识增强,具备更强的责任感。此外,海洋研究所的研学活动案例常被地方教育部门作为优质科普课程范例引用。

03

科研机构的社会影响力增强

持续开展科普活动不仅提升了公众对海洋科学的理解,也增强了海洋研究所自身的社会影响力。科研人员在科普中的参与增进了其沟通能力和社会责任感,新一代青年科研工作者通过参加活动提升了科普技能,逐渐形成良性循环。

04

对科普体系建设提供示范价值

海洋研究所的实践经验为其他科研机构开展科普工作提供了示范,其政企研协作机制、课程体系建设及线上线下融合的科普模式,为科研机构的科技教育提供了可借鉴的路径。

存在问题与优化空间分析

01

当前面临的主要问题

尽管海洋研究所在科技教育方面取得了显著成效,但仍存在如下不足:

● 专业科普师资缺乏 科研人员承担科研任务繁重,难以长期投入科普;商业运营公司也难以承受聘用大量海洋学科全职硕(博)士人员的成本;教育专业人才与科研团队协作仍需加强。

● 高端实验平台开放受限 精密仪器、科考设备管理严格,面向公众及青少年开放受设备安全、人员安全、成本限制,导致部分高端科研资源开放共享不足。

02

面向未来的优化路径

为进一步提升海洋研究所科技教育活动的影响力与可持续性,建议从以下方面推进:

● 加强课程标准化与可复制性建设 针对不同年龄段建立分级课程体系,开发不依赖大型科研设备的前沿科技(科普)转化课程,形成标准化教具、学具及科技教师培训课程,便于向学校或地方教育系统推广。

● 强化数字化科普平台建设 构建统一的海洋科学教育资源库,引入智能讲解、虚拟实验室、互动平台等技术,实现教育资源共享。

● 扩大合作网络与社会影响力 深化与各地教育部门、科技馆、海洋博物馆的协同,推动区域科普共建;探索国际合作,为公众提供海洋科学全球视角。

结束语

中国科学院海洋研究所依托其在海洋科学研究领域的深厚积累,逐步形成了科研与科普深度融合的科技教育体系。通过资源整合、基地建设、课程开发、研学实践和数字传播等措施,显著提升了公众尤其是青少年的海洋科学素养,推动了科研机构社会责任的落实。尽管在资源转化效率、专业化队伍建设和数字化平台等方面仍存在挑战,但海洋研究所在科普教育方面的创新实践为科研机构科技教育体系建设提供了可借鉴的范式。

未来,随着海洋科技的快速发展和社会公众科学需求的持续提升,海洋研究所可继续强化机制建设、课程创新和科技赋能,构建开放共享、持续创新的海洋科技教育体系,为国家“海洋强国”战略和全民科学素质提升贡献更大力量。

参考文献

[1] 刘彦君,吴晨生,吴琼,等.我国科研机构开展科普工作的现状、问题及对策[J].科协论坛(上半月),2010(2):40-43.■

作为《中国科技教育》“示范性科普研学”合作单位,中国科学院海洋研究所面向中学生提供研究性学习实践课程、活动,让青少年沉浸式感受海洋科学魅力。

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来源 | 《中国科技教育》2025-12

编辑 | 张雨晴

审校 | 孟想、若惜