科學(xué)家、工程師與青少年一起，做一件了不起的事

全國科普月

9月，首個(gè)全國科普月活動(dòng)正如火如荼地開展。圍繞“科技改變生活 創(chuàng)新贏得未來”，中國科協(xié)之聲特別策劃推出“全國科普月”專題。

中國科技館推出的“科學(xué)方法特訓(xùn)營”大型綜合性科學(xué)教育活動(dòng)，為青少年未來的科學(xué)探索之旅奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。科學(xué)不再遙遠(yuǎn)，未來觸手可及。一場(chǎng)屬于青少年的科學(xué)盛宴，正點(diǎn)燃創(chuàng)新之火，照亮科學(xué)教育的新路徑。

2025年9月，中國科技館西大廳。一座1:1的“X-STAR外星科考站”吸引了眾多觀眾的目光。這不是科幻片現(xiàn)場(chǎng)，而是中國科技館“科學(xué)方法特訓(xùn)營”活動(dòng)的硬核成果——由百名青少年與科學(xué)家、工程師一起打造的模擬外星科考站，它不僅是全國科普月主場(chǎng)活動(dòng)的亮點(diǎn)，更獲得了央視《焦點(diǎn)訪談》的關(guān)注。同時(shí)，9件由青少年自主設(shè)計(jì)的科考站模塊作品生動(dòng)詮釋著“科學(xué)家、工程師與青少年一起，做一件了不起的事”的活動(dòng)理念。

一場(chǎng)科學(xué)方法的沉浸式體驗(yàn)

“我們不是在傳授知識(shí)，而是在嘗試讓科學(xué)方法變得可感可知。”中國科學(xué)院物理研究所研究員魏紅祥一句話點(diǎn)破了當(dāng)下科學(xué)教育的困境：知識(shí)浩如煙海，但科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)精神的培養(yǎng)卻是個(gè)難題。

中國科學(xué)院物理研究所研究員魏紅祥在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)（圖片來源于中國科技館）

“科學(xué)方法是一個(gè)人受用一生的基本思維和方法。”航天醫(yī)學(xué)專家、航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師李瑩輝在特訓(xùn)營的課程中對(duì)青少年們說，“特別能吃苦、特別能奉獻(xiàn)、特別能攻關(guān)、特別能戰(zhàn)斗——這四個(gè)精神是航天人的‘DNA’，希望你們錨定一個(gè)科學(xué)目標(biāo)，把探索過程變成享受！”

航天醫(yī)學(xué)專家、航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師李瑩輝在科學(xué)方法特訓(xùn)營授課（圖片來源于中國科技館）

“科學(xué)方法至今沒有現(xiàn)成的教學(xué)模式可以推廣，”魏紅祥表示，“我們希望通過這個(gè)項(xiàng)目，讓孩子在真實(shí)的工程實(shí)踐中體會(huì)科學(xué)方法的運(yùn)用。”

中國科技館館長郭哲說：“科技館正在努力創(chuàng)造新的科學(xué)教育場(chǎng)景，培養(yǎng)人以科學(xué)精神為靈魂、以科學(xué)思維為核心、以科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，通過科學(xué)方法提升自主探究、創(chuàng)造知識(shí)、應(yīng)用實(shí)踐的能力。”

在這一理念引領(lǐng)下，中國科技館于2025年3月啟動(dòng)了“科學(xué)方法特訓(xùn)營”大型綜合性科學(xué)教育活動(dòng)，推出13期“創(chuàng)想說”線上公開課（瀏覽量超3200萬次）、科學(xué)家進(jìn)校園活動(dòng)（覆蓋20所中學(xué)的546名學(xué)生），并在暑期舉辦了“筑夢(mèng)星球”夏令營，讓上百名優(yōu)秀青少年完整體驗(yàn)了“猜想-設(shè)計(jì)-驗(yàn)證-迭代”的科學(xué)探究與工程實(shí)踐閉環(huán)。

讓青少年在實(shí)踐中成長

8月19日，“筑夢(mèng)星球”夏令營在國家速滑館（冰絲帶）開營。百名青少年化身“外星科考隊(duì)”，分三組攻堅(jiān)“能源收集”“環(huán)控生保”“交通科考”三大任務(wù)，以“建設(shè)一座具備一定真實(shí)功能的模擬外星科考站”為目標(biāo)，在科學(xué)家和工程師指導(dǎo)下開展研究、設(shè)計(jì)和實(shí)踐。

“很多孩子們有很多很好的創(chuàng)意，但真正做外星科考車輛的時(shí)候，我們其實(shí)是戴著‘鐐銬’跳舞。”航天工程師賈陽在給夏令營的青少年們指導(dǎo)作品時(shí)，一語道破工程實(shí)踐的本質(zhì)。他表示，工程設(shè)計(jì)面臨能源、重量、特殊空間環(huán)境等多重約束條件，“當(dāng)你不但能‘跳好舞蹈’，而且能夠‘戴著鐐銬跳好舞蹈’的時(shí)候，你就是一名優(yōu)秀的工程師了。”

航天工程師賈陽在科學(xué)方法特訓(xùn)營授課（圖片來源于中國科技館）

賈陽特別強(qiáng)調(diào)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性：“未來我們的外星科考車輛肯定不是一個(gè)聰明腦瓜就能夠完成的，而是團(tuán)隊(duì)合作的成果。你甚至需要讓無法合作的人一起創(chuàng)作出一個(gè)小組的作品，那才是你真正能力的體現(xiàn)。”

這位優(yōu)秀的工程師分享了自己與宇宙結(jié)緣的故事：“小學(xué)二年級(jí)時(shí)，我用兩毛錢買了一本《太陽系》，第一次知道了‘光年’的概念。我被宇宙的廣袤震撼了，那是我第一次和宇宙建立聯(lián)系。”如今，他正把這份對(duì)宇宙的好奇?zhèn)鬟f給新一代青少年。

來自北京匯文中學(xué)的白天同學(xué)負(fù)責(zé)能源收集組的重力儲(chǔ)能任務(wù)。他感慨道：“從只懂?dāng)?shù)據(jù)，到親手丈量驗(yàn)證，我明白了科學(xué)不是紙上談兵。”最初的想法“太過于理想化”，在工程師幫助下，他調(diào)整方案，最終實(shí)現(xiàn)了功能目標(biāo)。

同學(xué)們的能源收集工程作品（圖片來源于中國科技館）

北京教科院燕山向陽中學(xué)的張婧宸同學(xué)在“科學(xué)家進(jìn)校園”階段創(chuàng)作了一篇關(guān)于火星科考站的作文，在夏令營中，她完成了從文字想象到工程實(shí)踐的跨越：“之前我寫火星風(fēng)沙會(huì)給能源系統(tǒng)帶來很大挑戰(zhàn)，我參與能源收集任務(wù)后意識(shí)到，只要增加一個(gè)儲(chǔ)能模塊，問題就迎刃而解了。”

北京市第五實(shí)驗(yàn)學(xué)校的劉明碩同學(xué)對(duì)團(tuán)隊(duì)合作深有感觸：“這次沉浸式的活動(dòng)使我體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們小組有人負(fù)責(zé)激光通信系統(tǒng)，有人負(fù)責(zé)無線電系統(tǒng)，每個(gè)人的工作都不可或缺。”

做一件“了不起的事”

“筑夢(mèng)星球”夏令營最讓營員興奮的是與科學(xué)家的近距離接觸。除了李瑩輝、賈陽、魏紅祥，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員劉勇、周炳紅，北京交通大學(xué)副教授陳征等專家都親自授課指導(dǎo)，讓青少年看到了科學(xué)家“不一樣的一面”。

“他們都沒有所謂的‘名人架子’，幽默風(fēng)趣地與我們侃侃而談，”白天同學(xué)說，“這不僅讓我更加敬佩他們，也深刻感受到了他們做科學(xué)研究的心境。”

“筑夢(mèng)星球”夏令營（圖片來源于中國科技館）

結(jié)營時(shí)，各組營員向評(píng)審專家展示了他們的工程成果。能源收集組的重力+壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、環(huán)控生保組的水循環(huán)裝置、交通科考組的探測(cè)采樣車全部“能跑能轉(zhuǎn)”。這些不是模型，而是可迭代的實(shí)用工程產(chǎn)品。專家們圍繞科學(xué)原理、技術(shù)難點(diǎn)及未來應(yīng)用場(chǎng)景等方面進(jìn)行專業(yè)點(diǎn)評(píng)，充分肯定了營員展現(xiàn)出的團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新能力。

驗(yàn)收專家進(jìn)行點(diǎn)評(píng)（圖片來源于中國科技館）

這些成果經(jīng)過專家們?cè)u(píng)審驗(yàn)收后，成了“X-STAR外星科考站”展出的展品，為以后的青少年工程實(shí)踐和創(chuàng)新活動(dòng)提供可疊加、可迭代的基礎(chǔ)模塊。

讓青少年看到“未來已來”

9月1日，科普月專場(chǎng)活動(dòng)當(dāng)天，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬鋼親臨活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)觀看了孩子們的作品展示，聽取了青少年和工程師們的匯報(bào)演示。

白天同學(xué)向萬鋼主席演示儲(chǔ)能裝置

白天同學(xué)向萬鋼主席演示了他們自己設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能裝置：“在目標(biāo)星球上，光能、風(fēng)能不太穩(wěn)定。我們的裝置就像是一個(gè)‘能源小銀行’，能保證科考站的穩(wěn)定能源供給。”閆婷皓同學(xué)補(bǔ)充道：“當(dāng)我們用力拉起重物時(shí)儲(chǔ)存能量，用電時(shí)再放下來發(fā)電，為科考站提供電力。”

魏紅祥研究員進(jìn)一步闡釋：“同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的這個(gè)重力儲(chǔ)能裝置看似簡單，但在日間零上60℃、晚間零下120℃、沒有水、強(qiáng)宇宙輻射等極端外星條件設(shè)定下，相對(duì)于其他地球上常見形式的裝置，穩(wěn)定性更好。正所謂‘大道至簡’，能解決實(shí)際問題的簡單方案才是工程上更優(yōu)的。”

同學(xué)們正在進(jìn)行工程驗(yàn)收匯報(bào)（圖片來源于中國科技館）

萬鋼主席就幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題與同學(xué)們深入交流，并對(duì)科學(xué)家、工程師手把手指導(dǎo)孩子們“干真項(xiàng)目，學(xué)真本領(lǐng)”的教育模式和理念給予高度認(rèn)可，認(rèn)為這種基于科學(xué)思維方法培育的跨學(xué)科、項(xiàng)目式的科學(xué)教育模式，為培養(yǎng)科技創(chuàng)新后備人才提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。他說：“讓孩子們看到未來已來，要培養(yǎng)他們將科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程能力，這就是給他們的第一罐‘科學(xué)飲料’，將來他們可能就會(huì)登上月球。”

2025年暑期，全國科技館累計(jì)接待公眾超3000萬人次，青少年占比近半。郭哲館長坦言：“科技館是一所沒有圍墻的大學(xué)校，我們要讓青少年在實(shí)踐中理解科學(xué)本質(zhì)，學(xué)會(huì)用科學(xué)方法解決問題。將‘科學(xué)熱’轉(zhuǎn)化為‘人才熱’，為科技強(qiáng)國積蓄力量。”

構(gòu)建科學(xué)教育新生態(tài)

“科學(xué)方法特訓(xùn)營”是中國科技館貫徹落實(shí)“統(tǒng)籌教育、科技、人才體制機(jī)制一體化改革”和深化科學(xué)教育供給側(cè)改革的重要舉措，通過多所高校、科研院所、學(xué)會(huì)的專家深度參與策劃實(shí)施，教育及藝術(shù)專家提供指導(dǎo)，北京市20所中學(xué)積極合作，與國家速滑館雙館聯(lián)動(dòng)，館內(nèi)各部門協(xié)同推進(jìn)，初步形成了上下聯(lián)動(dòng)、左右協(xié)同的科學(xué)教育大格局。

進(jìn)校園階段學(xué)生創(chuàng)意作品（圖片來源于中國科技館）

郭哲館長表示：“我們廣泛聯(lián)合科學(xué)家、工程師、教育專家、藝術(shù)家、科技教師等指導(dǎo)青少年開展科學(xué)探究和實(shí)踐，共同做一件‘了不起的事’。這讓青少年在真實(shí)的科研項(xiàng)目中鍛煉自己，為未來的科學(xué)探索之旅奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。”

這種創(chuàng)新模式有效匯聚了科技界、工程界及教育界的優(yōu)質(zhì)教育資源，使科技館成為科學(xué)教育的重要策源地，有力推動(dòng)了大科學(xué)教育格局的構(gòu)建。

埋下科學(xué)與未來的種子

對(duì)參與項(xiàng)目的青少年而言，科學(xué)方法特訓(xùn)營帶來的不僅是科學(xué)知識(shí)的增長，更是科學(xué)思維的蛻變。

“科學(xué)不再是存在于實(shí)驗(yàn)室中的冰冷數(shù)據(jù)，”白天同學(xué)感慨，“科學(xué)藏在身邊的每件物品里，這些上面都是歷代科學(xué)家的影子。”張婧宸同學(xué)則認(rèn)識(shí)到：“科學(xué)探索，其實(shí)都源于想象力。因?yàn)橛邢胂罅Α⒑闷嫘模覀儾鸥易穯枂栴}本源。”

當(dāng)被問及30年后的夢(mèng)想，同學(xué)們都展現(xiàn)了堅(jiān)定的科學(xué)志向。白天希望成為“即將遠(yuǎn)征太空的航天員”，張婧宸則希望成為一名工程師：“我想設(shè)計(jì)出像咱們這個(gè)活動(dòng)這樣的科考站。”

魏紅祥研究員對(duì)青少年寄予厚望：“希望孩子們?cè)趪倚枰臅r(shí)候，能把自己的興趣愛好跟國家的需求結(jié)合起來。”

邁向科學(xué)教育新未來

中國科技館“科學(xué)方法特訓(xùn)營”創(chuàng)造了一種全新的科學(xué)教育場(chǎng)景——不再是知識(shí)的單向傳遞，而是科學(xué)家與青少年共同探索的過程；不再是虛擬的模擬實(shí)驗(yàn)，而是真實(shí)的工程實(shí)踐挑戰(zhàn)；不再是孤立的學(xué)科知識(shí)，而是跨學(xué)科的系統(tǒng)思維訓(xùn)練。

“科學(xué)方法特訓(xùn)營”構(gòu)建了“科學(xué)家－工程師－教育者－青少年”協(xié)同創(chuàng)新的科學(xué)教育實(shí)踐共同體，為培養(yǎng)具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的青少年群體提供了可復(fù)制、可推廣的范式。

十一長假后，“X-STAR外星科考站”科學(xué)方法特訓(xùn)營成果展將移至國家速滑館（冰絲帶）繼續(xù)展出，讓這一創(chuàng)新科學(xué)教育項(xiàng)目的成果惠及更多公眾。中國科技館表示，科學(xué)方法特訓(xùn)營模式將通過現(xiàn)代科技館體系向全國推廣，讓更多青少年有機(jī)會(huì)與科學(xué)家、工程師一起，“做一件了不起的事”。

正如郭哲館長所言：“中國科技館將繼續(xù)引領(lǐng)理論創(chuàng)新，傳播最佳實(shí)踐，催化跨界協(xié)作，推進(jìn)產(chǎn)教融合、科教融匯，構(gòu)筑起全民科學(xué)化、現(xiàn)代化的思想方法、精神追求和文化氛圍。”

在這個(gè)夏天，科學(xué)家、工程師與青少年一起，確實(shí)做了一件“了不起的事”——他們不僅建造了一座模擬外星科考站，更搭建了從科學(xué)知識(shí)到科學(xué)方法、從應(yīng)試教育到創(chuàng)新教育的橋梁。這座橋梁，正在引領(lǐng)中國科學(xué)教育走向更加廣闊的未來。

供　　稿：中國科技館

責(zé)　　編：齊　莉 　謝　蕓

審　　核：張敬一

終　　審：郭　哲