地学科普教育活动的选材及设计思路

摘 要：当今，教育服务功能已将成为大部分博物馆的核心工作并贯穿于各项活动当中，而有组织的学生群体是观众构成的主力军。那么，如何为主力军观众群体设计他们感兴趣的教育活动应该是每一个地质类博物馆首先面临和亟待解决的问题。本文以新疆地质矿产博物馆《以“虫”命名的石头》科普讲座为例，从内容的选材标准、讲座的设计思路以及展示方式和效果三方面，并结合作者在地学科普活动中的经验，来研究和探讨如何针对不同年龄的学生观众群体设计并实施的地学科普教育活动。将枯燥难懂的地质学、矿物学知识转化为生动有趣的展示方式，从而吸引更多年轻观众来到地质博物馆。

关键词：地学科普;地质矿产博物馆;教育活动

博物馆是现代国民教育体系的重要组成部分，其教育使命是引导全体民众潜在的学习欲望，拓展其眼界，增长其知识，协助和促进民众的成长[1]。但总的来说，在过去相当长的一段时间内，博物馆所普遍强调的还是对于藏品的收集和展示，教育功能处于较为次要的地位。直到近二十年前，博物馆的教育功能才被逐渐重视起来。地质矿产类博物馆作为专业性较强的国土资源类博物馆，主要是以地质学、矿物学的研究对象作为主要展出内容。而这两门学科所涉及的专业知识在向民众进行科学普及时都存在不小的难度，比如在讲述地质作用原理时难免过于抽象，使人不容易理解和接受;讲述矿物、岩石等具体产物时又容易枯燥乏味，使人只知其然，不知其所以然[2]。面对这样的现实，地质博物馆在开发科普活动的过程中面临着诸多挑战。

一、地学科普教育活动的发展及现状

一直以来，博物馆都是以静态展示的方式作为其主要甚至是唯一的宣传教育手段。而地质类博物馆所展出的岩石、矿石类展品，相较于人文历史博物馆的瓷器、织物等文物可能更不具备吸引力。因其较强的专业性，也让一部分想要对地质类博物馆有所了解的观众望而却步，观众人数较其他类型场馆偏少也成为不争的事实。

随着时代的发展，社会对于博物馆的公共教育功能和服务水平都有了更高的要求，地质博物馆也在顺应这样的要求积极改变。地学科普活动的开发也由原来的发放宣传册、摆放宣传图板的形式，逐步向科普讲座、科普实验、动手识标本等公众参与度越来越高的类型发展，所以现在的地学科普活动已经开始呈现多元化发展的趋势。

二、对《以“虫”命名的石头》科普讲座的分析解读

《以“虫”命名的石头》科普讲座由本人于2015年设计完成，最初的目的是填补我馆在世界地球日等科普活动中没有科普讲座的空白。经过近两年的不断改进和完善，现已成为我馆的常设科普讲座之一。现就该讲座的内容选取、设计思路、展示效果三方面做逐一分析和解读。

1.内容的选材标准

在自然界中存在着形形色色的矿物，要想从大千矿物世界中选取适合的矿物来设计一场讲座，首先要设定一个主旨来确定选取矿物的标准。而主旨的确定取决于设计者对于矿物的了解程度，能否从不同的矿物中寻找共性或是发现特性，并加以分析研究，使其能够成为形成讲座的基础素材。

在《以“虫”命名的石头》讲座中，选取的两种矿物为萤石和蛭石。之所以选取这两种矿物，是因为这两种矿物同属非金属矿物，在本馆展示设计里均属非金属矿产厅的展示内容。在该展厅所展矿物中，只有这两种矿物的命名方式与其他矿物有所不同，都是以自然界中生物的名字来命名。

因为它们名字的特殊性，也是观众在参观过程中提问最多的两种矿物。所以以这两种矿物作为讲座内容首先是为了更全面和深入地解答观众的疑惑，这也是一项科普讲座设计时最主要的目的。除了矿物名称的特殊性，这两种矿物都具有较明显的矿物特征（蛭石的加热膨胀特性和萤石的发光特性），在向观众展示时，可以取得较高的认同感和较为热烈的反馈。选择这两种矿物的最后一个原因是其代表性，新疆的蛭石储量居全国第一位，占全國总储量的90%，而且膨胀系数普遍高于国内其他蛭石矿，作为新疆的优势非金属矿具有非常明显的典型性。萤石作为氟化工行业唯一的氟原料，具有十分广泛而重要的用途。中国是世界上萤石矿产最多的国家之一，探明萤石可采储量居世界第三位，而世界上很多国家的萤石资源已经逐步开始走向枯竭，所以是一种亟待保护的矿产资源。基于以上原因，将这两种矿物作为一项科普活动的主要介绍对象都具有必要性、可行性和重要性。

2.讲座的设计思路

选取了合适的设计对象，就要依据受众的类型和其特性设计合理的讲座内容。受众的类型是设计科普讲座整体基调和内容难易程度的决定性因素。根据不同的受众设计具有针对性的科普活动，做到“因人施讲”也是科普工作者应该具备的基本专业技能。对于受众类型的分析和判断主要来源于其年龄、性别、受教育程度、社会阶层、地域、民族、参观频率等各个方面。

《以“虫”命名的石头》科普讲座的目标观众为初中高年级至高中年级的在校学生，所以讲座被设计成第二课堂的形式，从矿物名称的由来、物理性质、化学性质、用途等方面对所选定对象进行系统地解读。这样的设计涵盖了历史、地理、物理、化学等学科的内容，使同学们可以在一节课的时间长度内获得综合性的知识内容。讲座内容还可以根据实际参与听讲的观众进行细微调整，比如针对理科生可以多侧重于物理性质和化学性质的介绍和探讨，面向文科生则可以增加历史和人文地理的部分。

矿物性质的展示则首先遵循准确和安全的原则。一切科普活动的进行首先应该建立在传播准确知识的基础上，对于传播内容的真实性，特别是来源于网络的资讯，应该进行论证和推敲。切忌因为一些观点的趣味性和吸引力而忽略其真实性和准确性。而安全性则体现在涉及到实验操作的科普活动中，该讲座中所包括的蛭石加热膨胀实验和萤石发光实验均由讲解者本人操作，观众参与的部分为可直接接触的原始矿石观察和近距离观察蛭石和萤石加热中的膨胀过程和加热后的发光过程。此外，还有一些本身具有毒性和刺激性的矿物如果被选为实验对象，则更加需要小心谨慎操作，有必要时采取隔离观察的方式进行实验。

3.展示方式和效果

《以“虫”命名的石头》讲座以幻灯片配合实验的方式进行展示。幻灯片主要以文字和图片的方式对矿物的基本特性和用途加以说明，在观众对展示对象有了基本了解之后用实验的方式更加强化对代表性特征的展示和说明，主要实验为蛭石的加热膨胀实验。

蛭石是一种含铁、镁的水铝硅酸盐矿物，外形扁平，呈片状或板状。在150℃-1000℃下焙烧会逐渐扭曲变形，而且体积迅速膨胀，能比加热前增大8-15倍，最高可达30倍。根据蛭石的这一特点，可以设计用加热设备焙烧蛭石的实验。实验所使用到的器具较为简单，包括石棉网、酒精灯、坩埚、三脚架等。将蛭石放入坩埚中，放置于石棉网上用酒精灯在底部加热，即可达到蛭石的膨胀温度。这是一种较为安全的操作方式，但由于酒精灯火焰温度并不稳定，且一般使用的陶瓷坩埚口径较小，深度较深，蛭石放在其中加热膨胀过程缓慢且不便于观察。后经多次试验发现蛭石属于可以安全焙烧的矿物，在用明火直接焙烧的过程中不会出现炸裂、飞溅等不安全现象，所以后来将蛭石的加热实验改进为用火焰喷枪在大口径石英坩埚中直接加热蛭石矿石，这种实验方式能够更加快速直观地展现蛭石的膨胀过程。所用火焰喷枪为市面上常见的厨房用火焰喷枪，温度可以稳定在600℃-800℃之间，火焰来源也较酒精灯更为集中。介于参与该实验的观众为具有一定行为能力的青少年人群，故而安全要求也能够得到保证。加热后的膨胀蛭石还可以根据其特性，开发相应的实验步骤。

关于萤石的发光实验在可行性上存在一定难度，首先萤石的四种发光形式中，荧光性是需要在紫外线的照射下才能够实现的，而紫外线对人体来说是一种伤害性光线，不能被肉眼直视，所以这种发光形式很难在一般博物馆现有的展示条件下实现。具有磷光性的萤石在自然界中比较少见，也很难做到对大量的萤石标本做逐一甄别，所以这一发光形式也较难展现。比较有可能进行操作的是萤石的热释光特性，即萤石被缓慢加热时也会发光。但萤石质脆易碎，在高温加热时会出现炸裂的可能性，在操作时存在一定的安全隐患，并且加热后的萤石温度很高，操作不当也容易发生烫伤事故。萤石的热释光特性稳定性也并不高，持续发光的时间只能维持十几秒到几十秒不等，因此需要在加热后立即展示，这就要求该操作最好是在完全黑暗的环境中进行，也为操作增加了难度。基于以上原因，萤石发光的实验并不是每次讲座都能够进行展示，只有在参与者人数合适，秩序良好的情况下才能得以实现。

根据多次讲座得到反馈结果来看，蛭石加热膨胀实验因其反应迅速、效果明显，便于观察等优点，成为该讲座中的必要常设实验。而萤石发光实验因为限制条件较多，并不是每次讲座都能够展示。但是观众对于萤石发光现象也持有比较浓厚的兴趣，所以该实验的加入还是有相当的必要性，同时也说明该实验在操作上还存在较大的改进空间。

三、地学科普未来的发展方向

博物馆作为有别于学校的教育机构，是国民教育的特殊资源和阵地，具有一系列的教育职能和特色，地质博物馆也不例外。而在这些教育职能中被大力倡导的启发的、诱导的、寓教于乐的教育;自导式、探索式的教育[3]，无疑是为今后地学科普活动的开发提供了一个明确的发展方向。设计观众感兴趣的、愿意参与并从中获得知识和乐趣的地学科普活动将称为我们地学科普工作者今后的工作目標和努力方向。

注释：

[1]郑奕.博物馆教育活动研究.复旦大学出版社，2016.17

[2]舒良树.普通地质学.地质出版社，2010.4

[3]黄淑芳.现代博物馆教育：理念与实务.台湾省立博物馆，1997

参考文献：

[1]蒂莫西·阿姆布罗斯，克里斯平·佩恩，博物馆基础（第3版）[M]，南京：译林出版社，2016

作者简介：

王璐，新疆地质矿产博物馆，馆员，教育活动的设计与实践。