日本K-Scan实践项目简介及启示

在青少年编程教育中，人们对“Micro：bit”的存在并不陌生，它通过可独立编程的LED、编程按钮以及多个传感器帮助青少年实现丰富的硬件制作与软件编程。如何让听起来枯燥无趣的电子电路和看似十分困难的编程打动中小学生？在日本的京阪奈科学城，它们被“玩”出了许多新花样。

在由奈良教育大学科学与数学中心项目副教授片冈幸子讲解的“用Micro：bit制作发光发声的留言板”活动中，参与活动的中小学生通过对基础编程知识的学习，能够控制LED的图形显示、声音播放以及亮度大小。学生绘制不同图案的亚克力板与其相连，就能够获得一块会播放音乐并发光的原创留言板（如图1）。

与上述活动有异曲同工之妙的“手工教室：用森林黏土制作无限可能的小镇”，同样在活动中融入了LED电子电路与编程两大元素。不同的是，这项活动运用了一种由木屑等环保材料制作的“森林黏土”。学生使用这种“森林黏土”制作属于自己的迷你小镇，打开LED开关时，模型小镇就会发出温暖的亮光（如图2）。

事实上，京阪奈科学城提供的STEAM教育远不止上述这些。2021年，日本发布了第四期《儿童与青年白皮书》，明确指出了多方协作培养科技创新人才的教育导向。一方面，白皮书强调了培养科学人才、推广STEAM的重要性。另一方面，白皮书提出应搭建学校与地区之间的紧密协作，实现全域、全程、全员参与的全社会教育机制。

作为一座集科学、技术、文化于一体的开放型城市，京阪奈科学城具备丰富前沿的非正式科学教育资源，在“产、学、官合作”体系[3]的推动下，开展了一系列启蒙教育与科普活动。为前文提到的科普活动搭建平台的，正是“京阪奈科学交流促进网”组织（K-Scan）。

一、实践项目简介

为了给儿童提供先进的科学与文化学习机会，京阪奈科学城于2004年开启了“科学城的孩子们”项目，并在2014年由京阪奈科学城及周边地区的利益相关者成立了K-Scan来推动该项目的进行。K-Scan充分借助京阪奈科学城的城市资源与特点，利用其中心辐射作用，为儿童提供各类以科学为中心的学习机会与渠道。

1.京阪奈科学体验项目

京阪奈科学体验项目由大学教职员工、研究机构的研究人员等各个领域的专家提供支持，旨在通过为儿童提供多样化科学活动，促进他们对基本的科学思维与方法的掌握。项目依托“SEIKA创作者孵化中心”，打造持续性、常态化的科学体验、设计和创意活动的科学探索基地。

为贯穿儿童“引领未来”的科学教育目标，京阪奈科学体验项目大力渗透STEM、STEAM教育活动。如在企业资助下邀请3D数字雕刻家开展了数字黏土的3D制作和AR制造，儿童能够充分开展艺术想象与创作，利用数字黏土创作CG作品，并将完成的作品发送至AR钥匙扣，从而在智能手机中显示。

同时，科学体验项目下的各类科学活动还来自多方主体，如奈良教育大学、大阪成蹊大学、京都精华大学等高等院校，京阪奈纪念公园、京阪奈儿童天文俱乐部、京阪奈少年机器人俱乐部等组织机构，以及与活动主题相关的各类企业。不同主题的活动会邀请科学城内不同领域的专家或专业人员担任讲师。

2.京阪奈科学体验节

京阪奈科学体验节聚合了京阪奈及周边地区的研究机构、企业、教育组织和教育工作者，在京阪奈广场举办，为儿童提供个性化、沉浸式的科学体验。京阪奈科学体验节每年度举办一次，不限制活动内容，以生动有趣的基调和学玩统一的形式吸引大量儿童参与。

2023年举办的京阪奈科学体验节有20余家单位参与，共计20场学习工坊以及1场科学展，报名的学生多达千余人。各学习工坊在科学知识方面跨越多个领域，既有观察思考，又有动手制作。如制作卫星光谱仪、观察太阳等天文活动，折叠六边形的数理活动，制作纸杯扬声器、利用声学制造简易乐器的物理活动，有关全球变暖的地理活动，利用水的特性制作工艺品的化学活动，展示AI装置的信息技术活动，人造种子、制作标本的生物活动，以及涉及基础科学技能的科学测量活动，等等。同时，一些学习工坊结合自身特色，从生活化的视域出发开展活动，如消费者教育促进俱乐部举办的“巨型干鱼的解剖学”活动，通过制作生物标本讲解日常生活中的食物，以新颖的角度进行食品教育。

3.学校教育支持

K-Scan还积极推动学校与各个主体协同合作，为中小学生接触更多的科学教育活动、优化科普时空提供了丰富的资源与机会。K-Scan主要从设施参观、班级访问、教师培训以及SSH科学节四个方面推动科学资源走进校园（见表1）。

二、启示

长效的政策支持、独特的地域优势以及完善的软硬设施，使得京阪奈科学城具备雄厚的科学资源，K-Scan有效地将这些资源转化为非正式科学教育的重要力量。通过研究这个承担着资源整合与发散任务的科学教育推广平台，我们能够得到以下启示。

1.活用社会力量，吸纳各界人员丰富师资队伍

非正式科学教育的广泛铺设需要充足的师资力量，吸纳具备高专业素养的科学教师固然必不可少，然而，局限于对现有教师的能力提升或仅仅关注到尖端科学家等稀缺队伍，是远远不够的。因此，K-Scan对社会力量的灵活运用不失为一种可采用的方法。

在京阪奈科学城中，所有主体都可以成为其科学教育的流动资源与生生不息的力量。京阪奈科学体验项目及其体验节中的所有科普活动、科学工作坊均邀请了来自高校、俱乐部、企业等主体的有关人员。而在SSH科学节中，对科学感兴趣和有所研究的市民也参与进来，为科普教育添砖加瓦。相较于专业科学教师具有较强的理论教学知识，社会各界的在职人员在科学教育上具有更明显的实践导向，这也恰能够满足当下科学教育中我们对科学实践的追求。

2.注重艺术融合，利用有效作品激发学生兴趣

STEAM教育有助于儿童获得认知性、情感性、具身性的能力。[4]其中艺术的加入，能够在贴近中小学生心理特征的基础上，促进不同学科领域的融合。然而，就目前来说，许多STEAM教育的尝试形式还较为陈旧或粗浅，不乏停留在“画一幅画”“制作一张海报”就算完成艺术教育的情形。STEAM教育是五大领域的内在整合，每一个部分都不是简单的叠加。

在京阪奈科学体验项目中，一系列的项目活动都是以丰富、创新、切实的作品作为落脚点，借助生动有趣的艺术作品，实现学生与科技的深入交互。集合想象与创造、艺术与科学等一系列过程，能够帮助儿童形成对科学与技术的生成性理解，拓展感知与思考的视角，超越对科技的简单感受。在未来的STEAM教育中，我们应当尽可能地在内容和形式上创新，依托多元化的艺术类型，以行之有效的作品激发学生的兴趣。

3.构建协同网络，打破合作壁垒提升科普效益

在大力推行全社会共同育人的当下，为非正式科学教育破除主体间的壁垒是需要努力的方向之一。一方面，多元主体的广泛参与能够实现科普资源有生力量的供给与优化，为科普教育活动的持续开展打造坚实可靠的生态体系。另一方面，不同的主体能够基于不同的领域优势与社会视角，实现非正式科学教育的多样化体验，满足学生的求知兴趣与全面发展需求。

无论是打造常态化的京阪奈科学体验项目、特色化的京阪奈科学体验节，还是不断将社会资源引入校园，K-Scan一直在编织一张巨大的协同网络，为京阪奈科学城中的中小学、高校、组织机构、场馆、企业等社会主体搭建一座桥梁，先利用自身的平台优势把分散杂乱的资源进行聚拢统整，再向外辐射发散。非正式科学教育不能是某一方的“生拖硬拽”，而需要建立和完善多主体协同的运行机制。在今后的非正式科学教育道路上，只有通过“大联合、大协作”不断形成合力，促进科普资源共享，[5]才能实现科普效益最大化。

参考文献

[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来のまちづくり教室」2023[EB/OL].https：//kscan.jp/programs/morinonendo2023/，2023.

[3]王承云，孙玲慧.“京都、大阪、奈良学术研究型都市”建设模式研究[J].世界地理研究，2016（03）.

[4]钟启泉.基于“跨学科素养”的教学设计——以STEAM与“综合学习”为例[J].全球教育展望，2022（01）.

[5]陶春.社会力量多主体协同开展科普事业机制研究[J].科普研究，2012（06）.