地學科普教育活動的選材及設計思路

摘 要：當今，教育服務功能已將成為大部分博物館的核心工作并貫穿于各項活動當中，而有組織的學生群體是觀眾構成的主力軍。那么，如何為主力軍觀眾群體設計他們感興趣的教育活動應該是每一個地質類博物館首先面臨和亟待解決的問題。本文以新疆地質礦產博物館《以“蟲”命名的石頭》科普講座為例，從內容的選材標準、講座的設計思路以及展示方式和效果三方面，并結合作者在地學科普活動中的經驗，來研究和探討如何針對不同年齡的學生觀眾群體設計并實施的地學科普教育活動。將枯燥難懂的地質學、礦物學知識轉化為生動有趣的展示方式，從而吸引更多年輕觀眾來到地質博物館。

關鍵詞：地學科普;地質礦產博物館;教育活動

博物館是現代國民教育體系的重要組成部分，其教育使命是引導全體民眾潛在的學習欲望，拓展其眼界，增長其知識，協助和促進民眾的成長[1]。但總的來說，在過去相當長的一段時間內，博物館所普遍強調的還是對于藏品的收集和展示，教育功能處于較為次要的地位。直到近二十年前，博物館的教育功能才被逐漸重視起來。地質礦產類博物館作為專業性較強的國土資源類博物館，主要是以地質學、礦物學的研究對象作為主要展出內容。而這兩門學科所涉及的專業知識在向民眾進行科學普及時都存在不小的難度，比如在講述地質作用原理時難免過于抽象，使人不容易理解和接受;講述礦物、巖石等具體產物時又容易枯燥乏味，使人只知其然，不知其所以然[2]。面對這樣的現實，地質博物館在開發科普活動的過程中面臨著諸多挑戰。

一、地學科普教育活動的發展及現狀

一直以來，博物館都是以靜態展示的方式作為其主要甚至是唯一的宣傳教育手段。而地質類博物館所展出的巖石、礦石類展品，相較于人文歷史博物館的瓷器、織物等文物可能更不具備吸引力。因其較強的專業性，也讓一部分想要對地質類博物館有所了解的觀眾望而卻步，觀眾人數較其他類型場館偏少也成為不爭的事實。

隨著時代的發展，社會對于博物館的公共教育功能和服務水平都有了更高的要求，地質博物館也在順應這樣的要求積極改變。地學科普活動的開發也由原來的發放宣傳冊、擺放宣傳圖板的形式，逐步向科普講座、科普實驗、動手識標本等公眾參與度越來越高的類型發展，所以現在的地學科普活動已經開始呈現多元化發展的趨勢。

二、對《以“蟲”命名的石頭》科普講座的分析解讀

《以“蟲”命名的石頭》科普講座由本人于2015年設計完成，最初的目的是填補我館在世界地球日等科普活動中沒有科普講座的空白。經過近兩年的不斷改進和完善，現已成為我館的常設科普講座之一?，F就該講座的內容選取、設計思路、展示效果三方面做逐一分析和解讀。

1.內容的選材標準

在自然界中存在著形形色色的礦物，要想從大千礦物世界中選取適合的礦物來設計一場講座，首先要設定一個主旨來確定選取礦物的標準。而主旨的確定取決于設計者對于礦物的了解程度，能否從不同的礦物中尋找共性或是發現特性，并加以分析研究，使其能夠成為形成講座的基礎素材。

在《以“蟲”命名的石頭》講座中，選取的兩種礦物為螢石和蛭石。之所以選取這兩種礦物，是因為這兩種礦物同屬非金屬礦物，在本館展示設計里均屬非金屬礦產廳的展示內容。在該展廳所展礦物中，只有這兩種礦物的命名方式與其他礦物有所不同，都是以自然界中生物的名字來命名。

因為它們名字的特殊性，也是觀眾在參觀過程中提問最多的兩種礦物。所以以這兩種礦物作為講座內容首先是為了更全面和深入地解答觀眾的疑惑，這也是一項科普講座設計時最主要的目的。除了礦物名稱的特殊性，這兩種礦物都具有較明顯的礦物特征（蛭石的加熱膨脹特性和螢石的發光特性），在向觀眾展示時，可以取得較高的認同感和較為熱烈的反饋。選擇這兩種礦物的最后一個原因是其代表性，新疆的蛭石儲量居全國第一位，占全國總儲量的90%，而且膨脹系數普遍高于國內其他蛭石礦，作為新疆的優勢非金屬礦具有非常明顯的典型性。螢石作為氟化工行業唯一的氟原料，具有十分廣泛而重要的用途。中國是世界上螢石礦產最多的國家之一，探明螢石可采儲量居世界第三位，而世界上很多國家的螢石資源已經逐步開始走向枯竭，所以是一種亟待保護的礦產資源?；谝陨显?，將這兩種礦物作為一項科普活動的主要介紹對象都具有必要性、可行性和重要性。

2.講座的設計思路

選取了合適的設計對象，就要依據受眾的類型和其特性設計合理的講座內容。受眾的類型是設計科普講座整體基調和內容難易程度的決定性因素。根據不同的受眾設計具有針對性的科普活動，做到“因人施講”也是科普工作者應該具備的基本專業技能。對于受眾類型的分析和判斷主要來源于其年齡、性別、受教育程度、社會階層、地域、民族、參觀頻率等各個方面。

《以“蟲”命名的石頭》科普講座的目標觀眾為初中高年級至高中年級的在校學生，所以講座被設計成第二課堂的形式，從礦物名稱的由來、物理性質、化學性質、用途等方面對所選定對象進行系統地解讀。這樣的設計涵蓋了歷史、地理、物理、化學等學科的內容，使同學們可以在一節課的時間長度內獲得綜合性的知識內容。講座內容還可以根據實際參與聽講的觀眾進行細微調整，比如針對理科生可以多側重于物理性質和化學性質的介紹和探討，面向文科生則可以增加歷史和人文地理的部分。

礦物性質的展示則首先遵循準確和安全的原則。一切科普活動的進行首先應該建立在傳播準確知識的基礎上，對于傳播內容的真實性，特別是來源于網絡的資訊，應該進行論證和推敲。切忌因為一些觀點的趣味性和吸引力而忽略其真實性和準確性。而安全性則體現在涉及到實驗操作的科普活動中，該講座中所包括的蛭石加熱膨脹實驗和螢石發光實驗均由講解者本人操作，觀眾參與的部分為可直接接觸的原始礦石觀察和近距離觀察蛭石和螢石加熱中的膨脹過程和加熱后的發光過程。此外，還有一些本身具有毒性和刺激性的礦物如果被選為實驗對象，則更加需要小心謹慎操作，有必要時采取隔離觀察的方式進行實驗。

3.展示方式和效果

《以“蟲”命名的石頭》講座以幻燈片配合實驗的方式進行展示?；脽羝饕晕淖趾蛨D片的方式對礦物的基本特性和用途加以說明，在觀眾對展示對象有了基本了解之后用實驗的方式更加強化對代表性特征的展示和說明，主要實驗為蛭石的加熱膨脹實驗。

蛭石是一種含鐵、鎂的水鋁硅酸鹽礦物，外形扁平，呈片狀或板狀。在150℃-1000℃下焙燒會逐漸扭曲變形，而且體積迅速膨脹，能比加熱前增大8-15倍，最高可達30倍。根據蛭石的這一特點，可以設計用加熱設備焙燒蛭石的實驗。實驗所使用到的器具較為簡單，包括石棉網、酒精燈、坩堝、三腳架等。將蛭石放入坩堝中，放置于石棉網上用酒精燈在底部加熱，即可達到蛭石的膨脹溫度。這是一種較為安全的操作方式，但由于酒精燈火焰溫度并不穩定，且一般使用的陶瓷坩堝口徑較小，深度較深，蛭石放在其中加熱膨脹過程緩慢且不便于觀察。后經多次試驗發現蛭石屬于可以安全焙燒的礦物，在用明火直接焙燒的過程中不會出現炸裂、飛濺等不安全現象，所以后來將蛭石的加熱實驗改進為用火焰噴槍在大口徑石英坩堝中直接加熱蛭石礦石，這種實驗方式能夠更加快速直觀地展現蛭石的膨脹過程。所用火焰噴槍為市面上常見的廚房用火焰噴槍，溫度可以穩定在600℃-800℃之間，火焰來源也較酒精燈更為集中。介于參與該實驗的觀眾為具有一定行為能力的青少年人群，故而安全要求也能夠得到保證。加熱后的膨脹蛭石還可以根據其特性，開發相應的實驗步驟。

關于螢石的發光實驗在可行性上存在一定難度，首先螢石的四種發光形式中，熒光性是需要在紫外線的照射下才能夠實現的，而紫外線對人體來說是一種傷害性光線，不能被肉眼直視，所以這種發光形式很難在一般博物館現有的展示條件下實現。具有磷光性的螢石在自然界中比較少見，也很難做到對大量的螢石標本做逐一甄別，所以這一發光形式也較難展現。比較有可能進行操作的是螢石的熱釋光特性，即螢石被緩慢加熱時也會發光。但螢石質脆易碎，在高溫加熱時會出現炸裂的可能性，在操作時存在一定的安全隱患，并且加熱后的螢石溫度很高，操作不當也容易發生燙傷事故。螢石的熱釋光特性穩定性也并不高，持續發光的時間只能維持十幾秒到幾十秒不等，因此需要在加熱后立即展示，這就要求該操作最好是在完全黑暗的環境中進行，也為操作增加了難度?；谝陨显?，螢石發光的實驗并不是每次講座都能夠進行展示，只有在參與者人數合適，秩序良好的情況下才能得以實現。

根據多次講座得到反饋結果來看，蛭石加熱膨脹實驗因其反應迅速、效果明顯，便于觀察等優點，成為該講座中的必要常設實驗。而螢石發光實驗因為限制條件較多，并不是每次講座都能夠展示。但是觀眾對于螢石發光現象也持有比較濃厚的興趣，所以該實驗的加入還是有相當的必要性，同時也說明該實驗在操作上還存在較大的改進空間。

三、地學科普未來的發展方向

博物館作為有別于學校的教育機構，是國民教育的特殊資源和陣地，具有一系列的教育職能和特色，地質博物館也不例外。而在這些教育職能中被大力倡導的啟發的、誘導的、寓教于樂的教育;自導式、探索式的教育[3]，無疑是為今后地學科普活動的開發提供了一個明確的發展方向。設計觀眾感興趣的、愿意參與并從中獲得知識和樂趣的地學科普活動將稱為我們地學科普工作者今后的工作目標和努力方向。

注釋：

[1]鄭奕.博物館教育活動研究.復旦大學出版社，2016.17

[2]舒良樹.普通地質學.地質出版社，2010.4

[3]黃淑芳.現代博物館教育：理念與實務.臺灣省立博物館，1997

參考文獻：

[1]蒂莫西·阿姆布羅斯，克里斯平·佩恩，博物館基礎（第3版）[M]，南京：譯林出版社，2016

作者簡介：

王璐，新疆地質礦產博物館，館員，教育活動的設計與實踐。