基于STEM教育活动的科技馆文创产品开发——以“野外生存”实验探究包开发为例

蔡一超 上海科技馆 上海 200127

一、引言

科技馆作为对公众进行科普教育的公益性机构，除了使用传统的展品展项作为传播载体之外，正在运用越来越多其它手段去拓展科普形式。教育活动和科普衍生品就是两种相对新式的科技馆科普手段，它们突破了传统科普方式深度不足、范围不广的缺点，但也有各自的局限性。如果将科技馆STEM教育活动与衍生品有机结合，可以有效弥补彼此的不足，发挥各自优势，进一步提升科技馆的科普能力。

二、国内科普场馆产品开发情况

科技场馆衍生品是指基于实体场馆的资源开发设计的展教品或纪念品，它既包括带有场馆特色的纪念品，也包括场馆在长期科普教育活动中形成的书籍、挂图、资源包等文化产品。公众对科普产品和服务创新有着强烈的需求，销售总额有望达到百亿量级[1]。

（一）国内科普场馆文创产品普遍存在的不足

我国科普场馆在衍生品的的设计、功能、定位方面还属于新兴领域，实际存在的问题有不少。

1.衍生品的自主创新开发能力不强，产品核心以旅游纪念品为主。不同场馆产品之间的实质内容基本相同，缺乏特色、品类单一[2]。

2.在教育价值的功能定位上不明确。科普衍生品的核心价值应该在科普两字上，这直接决定了产品的开发方向。但现在无论是馆方还是消费者，都对科普衍生品与纪念品之间的功能差异不甚了解[3]。当科技馆文创开发者一味地参考文史类博物馆的热门文创产品时，往往会导致科技类博物馆的原创衍生品失去其科普教育的功能。

3.科普场馆大多缺乏专业的工作人员，对产品前期的研发方向无法精准把控，这使得产品在完成后也缺乏有针对性的推广手段。

在以上因素的综合作用下，科技馆原创科普产品销量往往并不可观，一旦与产品开发环节之间形成恶性循环，必然会影响到科技馆自主文创开发产业的健康成长。

（二）可用于解决不足的一些思路

解决现有不足的核心问题就是要明确科技馆与其它博物馆之间的差异。区别于一般博物馆相对宽泛的功能定位，科技馆的根本目的在于提高公众的科学素养，所以在文创产品的研发上同样要遵循该原则。

沿着这个思路，那不妨从科技馆为实现科学普及这一目标所开发的资源着手。科技馆目前主要的科普形式为展品陈列与教育活动。

科普展品是具有科学理性的内核和人文感性的外壳的特殊产品[4]，是当下科技馆最为核心也是最为基础的科普载体，而教育活动是近几年兴起的科普形式，是对展陈科普在范围与深度限制上的延伸。科技馆教育活动一般依托科普展品设计，具有天然的科普教育属性，这也能够体现出场馆的特色。

如果将其技术移植为衍生品，既能对文创产品的形式进行创新，也不会缺失其在核心科普上的价值。同时，在场馆中实施教育活动的科学老师具有丰富的课程活动经验，无论是对于教育活动本身的理解还是面向受众群体的需求认识，都适用于教育活动的产品化中。这在一定程度上有效弥补了专业产品开发人员不足的问题。不过科技馆教育活动多种多样，从形式、主题、年龄等能被划分出许多不同的类别，并不是所有的场馆教育活动都适合进行转化。

三、STEM教育活动转化的实验探究包类文创产品

STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写，STEM教育有助于培养学生适应未来的关键能力，并有可能在未来生活和工作中持续发挥作用，因此成为世界各国教育改革的战略选择。国内越来越多的场馆开始重视STEM教育，并尝试开展相关活动。以上海科技馆为例，2015年7月16日起，由上海科技馆、上海STEM云中心、上海青少年科学社共同打造的“STEM科技馆奇妙日”系列课程正式亮相[5]。经过数年的运营，上海科技馆在STEM教育领域形成了一批经过市场验证的成熟课程，同时培养了一个具有开发与实施能力的团队。

STEM课程从结构上来讲具有一定的复杂性，是由活动目标、组织形式、实施过程等详细内容所组成的一个完整的资源体系。在后期活动实施的过程中也会根据课堂情况与学生反馈对课程内容进行调整改进。经过多次迭代后，无论是科学老师还是课程本身都已相对成熟。如果将具有场馆特色的STEM课程转化为资源包类产品，那既能保证文创产品的科普教育功能，也能明显区别于其它类型的博物馆。当然，忽视使用场景的改变，简单粗暴地进行产品转化只会损害其作为STEM产品的核心教育价值。因此在转化时必须要分析产品使用场景与科技馆教学环境的差异，对原STEM课程中的活动形式、涉及的材料、引导方式等内容进行调整。

四、“野外生存”系列STEM科学实验探究包开发项目分析

“STEM”科技馆奇妙日体系下有30个主题课程，每个课程都有显性的教师手册、演示课件、学习单、活动材料，同时还有潜在的实施者、活动场所、受众群体以及社会环境等。两种内容的动态结合组成了完整的活动体系。“野外生存”系列STEM科学实验探究包是依托“STEM科技馆奇妙日”所开发的科普衍生品。该项目将“磁与指南针”“迷你净水系统”“水主沉浮”3个课程分别转化为“荒野寻路”“寻水大作战”“逃离荒岛”为主题的STEM实验探究包，并以野外生存为故事主线进行串联。

（一）主题的选择

STEM 教育的基本特征是“基于科学与工程实践的跨学科探究式学习”[6]，上海科技馆的STEM体系中，教育活动开发人员根据侧重点将课程分为科学实验与工程实践两类。科学实验类活动的复杂性高，操作细节也比较多，学生很难完全脱离教师的现场引导自行开展STEM学习。同时，此类活动往往需要一些特殊设备，从使用和成本的角度来说都不适合进行转化。相比之下，工程实践类活动的流程比较固定。教师仅仅需要在课程开始时进行一些必要的知识或技能铺垫，学生更多需要依靠个人或团队来自行开展项目的设计与实施，设计过程中教师并不过会多介入。工程实践类活动使用的材料也多集中于木棒、吸管、黏土等低结构材料，并没有规定具体用途，因而需要学生根据工程需求与材料特性来分析其使用方式，具有一定的创客属性。因此从教学形式和材料组成的角度上来分析，工程实践类的STEM课程具有更高的产品化可行性。基于以上分析，产品开发人员在上海科技馆STEM课程体系下工程实践类活动中选择“磁与指南针”“迷你净水系统”“水主沉浮”作为转化对象，分别涉及指南针的原理与制作、简易污水过滤系统设计、载物小船的搭建。同时，原本相互独立的三个主题能够通过“野外生存”的故事情景进行串联，让产品背景内涵变得丰满立体。

（二）教育目标

教育目标是一个科学课程的核心内容，上海科技馆STEM课程的教育目标按照布鲁姆的“认知、情感领域和动作技能”这三大领域进行划分制定。2015—2020年共实施“STEM”科技馆奇妙日活动301场，共有5399人次参与，其可行性已经具备完善的理论支撑及实践验证。同时根据市场调研的数据分析，购买科学产品的潜在对象与原课程设置的受众群体基本重合。因此仅需要将原课程目标设置中必须依托馆内资源所开发的部分进行调整，而后就能移植到产品中作为开发引导。但是要注意一旦确定了教育目标是可行的，那在后续开发阶段必须要确保产品能够实现这些目标，避免出现教育功能弱化或者偏移的情况。

（三）教师的替代

在STEM教育中，科学老师承担的职责区别于传统课堂中的教师，并不是直接进行知识的传授，而是承担一个建构者、引导者的角色，以此帮助学生在自主探究的过程中培养综合科学能力。这是STEM教育核心特征，一旦脱离了STEM活动课堂这一教学环境，受众在使用资源包进行学习时很难获取相对专业的科学辅导。即使在主题上已经选择了教师介入较少的工程实践类，但“建构者”的作用依旧不能忽视，决不能将原本教师应承担的职责简单地以知识灌输或者流程控制类文字进行替代。从具体职责来看，STEM教师主要承担的是前期基础知识的传授和活动流程的引导、中期实施阶段的答疑解惑、最后作品验收环节的辅助评价。那么在产品中需要有对应的内容替代教师的职责。

STEM强调情景式教育，要让学生在“做中学”。因此STEM课程往往会建立一个“真实情景”，并将课程中构建出来的情景进行叙事化扩展，让科普产品脱离教学场景，成为某个故事的重要环节。利用故事情景来推动原来课程中的结构性流程，这种形式可以很自然地承担教师的职责。但是仅仅使用文字来描述故事的话，会使得呈现的维度单一、内容稍显枯燥，导致产品的可玩性和娱乐性降低。当受众无法对产品内容产生足够兴趣时，原本设计好的“做中学”自然也无法实现，因此STEM课程需要在内容故事化的过程中兼顾到趣味性。本研究调研了市场上比较受青少年喜爱的卡牌类桌游后，采用卡牌游戏的形式推动故事情节，用卡牌上的插图呈现故事情节，再添加一些简短的文字和手绘元素予以补充。以下为卡牌设计的具体思路：

卡牌正面按照功能分为情景类、知识类和实验记录卡牌。情景类主要用于故事情景的创设与内容过度，帮助受众投入到一个真实的情境中。

知识类卡牌帮助学生建立简单的知识体系，并能够用于问题的解决。实验记录卡牌具有学习单的作用，用于记录实验中产生的数据。

图1 情境类卡牌

图2 知识类卡牌

图3 实验记录卡牌

（四）材料的取舍

由于工程实践类STEM课程具有高自由度，材料的选择在教育功能上的价值或许没有那么突出，但在实际实施中对课程还是会产生一定的影响。材料的辨识度以及可加工性需要符合目标受众的认知阶段以及技术能力。在STEM课程的实施过程中，当学生面对大量的材料与复杂的操作过程时，由于教师的引导，学生一般也能够合理使用材料从而产生良好的效果。但当脱离课堂场景，过量、复杂的材料很有可能会让使用者陷入无从下手的境地，影响到自主探究效果。因此适当地简化材料组成是必要且有助于实现教育目标的。基于以上思路，本研究将一些对于产品核心探究内容影响较小、加工难度较大、或者潜在危险性较高的材料进行了调整和删减。

五、结语

优秀文创产品的开发与经营不仅能提升公众的科学素养，也有助于促进科普场馆文创产品的产业化发展，实现科普场馆资源的多层次利用，进一步提升科技馆的影响力。“野外生存”系列STEM科学实验探究包的开发对科技馆的科普手段进行了创新，也是科技馆文创产品开发的一次尝试。虽然产品与市面上现有的主流科学产品相比还存在许多不足，不过相信类似“野外生存”系列STEM科学实验探究包这样具有创新性、自主性的开发项目越多，就越能帮助场馆积累更多经验，最终打破壁垒，真正使得科技馆科普衍生品具有市场竞争力。