计算机前沿技术特色科普基地的建设与发展思考——以甘肃省计算中心为例

赵志威，屠晓光，蒋应举，张园淋

（甘肃省计算中心，甘肃 兰州 730000）

习近平总书记在“科技三会”上强调“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”。本研究以此话的重要讲话精神为指导，全面提高甘肃省科技创新能力，不仅要依靠科技人员的科研攻关与科技创新型企业的成果转化能力，还应该注重全民科学素养的进一步提高，弘扬科学精神，强化科普工作与科普形式的改革。在此背景下着力推动甘肃省科普基地建设和各类科普载体有序发展，科普教育不仅仅是提高学生的动手能力和学习兴趣，更重要的是通过多种形式的科普活动，激发其热爱科学、向往科学的活力与热情，让学生渴望探求科学的奥秘。

甘肃省计算中心作为省内较早涉足计算机领域的科研单位，在几十年的发展中积累了大量计算机方面的宝贵资源，同时在高性能计算、云计算、云渲染、人工智能、虚拟现实等前沿技术领域也有着丰富的实践经验和探索，同时作为高校学生实训基地，对相关培训课程的设计和讲解积累了经验，在专业技术人员方面也有一定的基础优势。但建设专业科普基地需要在科普课程，工作流程等方面进行更为细化的设计，下面将对基地的建设与发展思考进行阐述。

1 基地建设的主要意义

计算机前沿技术通常是指高新技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术。例如物联网、云计算、AI 神经网络、人工智能、区块链、元宇宙等，这些技术都与我们的生活紧密相连，而作为基础工具的计算机更是对其他产业的发展有着重要的联系，同时也是体现我国计算机技术创新能力以及国家科技实力的重要依据。

由于地域条件限制，目前甘肃省在计算机前沿技术领域的发展与科学普及远不及我国东部发达地区，而基地的建设会成为公众了解计算机前沿技术的一条有效途径。基地计划围绕计算机前沿技术，面向全社会展开科普教育工作，着重为甘肃省在校学生科普教育提供新的探索，同时也科普教育工作以及其他科普基地的发展规划带来一些新的思路。

2 基地建设主要内容

随着信息技术的不断发展和计算机应用水平的不断提高，公众对科普基地传播的内容和手段都有了更高的要求[2]，对技术的创新也不断有更高的要求，笔者认为推广科普计算机前沿技术有技术资讯、学术研究、技术细节三个渠道。

在技术资讯方面，可以紧跟世界各国的最新计算机前沿技术的报道和新闻，因为这类报道受众群体为普通大众，更加通俗易懂,因此适合作为科普的渠道之一；在学术研究方面，由于计算机领域庞杂，分支繁多，学术研究领域突出精细划分，各细分领域也有很多学术成果，因此并不太适合作为科普的渠道；在技术细节方面，从计算机前沿技术的各个开发领域应用设计到具体的编程语言、开发框架、数据库、算法等，此类技术细节涉及较多的专业领域知识，也并不太适合作为科普的渠道。

因此，在基地建设与课程设计时，不仅要考虑到科普课程受众的学历、年龄、接受程度、技术的前沿性和实效性，还要考虑到参观区域功能的划分及参观流程的设计，具体主要从以下几点着手。

2.1 完善基地各功能区域的划分规划

科普基地参观区域主要围绕甘肃省计算中心机房展开，参观功能区域可分为超级计算区域、云计算区域、人工智能区域以及计算机硬件陈列室。

超级计算区域：内容囊括近几代超级计算机的硬件，机器架构、并行计算软件，作业调度系统、超级计算应用等方面知识。

云计算区域：包括云渲染。云存储以及虚拟云服务方面的知识，通过实际案例分析，介绍云计算方面的系统知识。

人工智能区域：通过AI 人工智能的实例，讲解其背后的卷积神经网络、机器学习等前沿技术知识。

计算机硬件陈列室：陈列室囊括了中心自1979年成立之后的数代小型机以及相关计算机辅助设备，可让参观人员充分了解计算机的发展历程。

不同的区域划分，可进行不同科普内容以及课件演示，让参观者直观了解计算机前沿技术对我们生活和工作带来的巨大变革。同时还可以让参观者进行相关计算机的组装和拆卸，加强参观者的交互体验感，充分提高科普活动的参与度。

2.2 制定标准化的科普活动参观流程

科普活动参观流程的制定，是为了更好地结合中心的实际情况进行科普活动。结合基地的几个功能区域划分情况，可以将计算机方面的知识由浅入深的进行递进式科普。以计算机发展历史的时间线为主要讲解线，配合视频形式的引导性讲解与实际的动手操作环节，最大程度地增加参观的参与感。同时制定标准化的参观流程，便于科普工作人员的工作指引与课程讲解，根据每一次活动中遇到的问题不断完善参观流程。目前已制定的参观路线如下：参观者进入中心在大厅观看宣传片，对整体参观内容有大致的了解，随后在计算机硬件陈列室进行参观并由科普人员进行讲解，之后进行科普专场宣讲课程的讲解与互动，最后结合课程的宣讲内容让部分参观者进行实操环节，加强参观的体验与感受。

2.3 开发科普课程

科普课程的设计原则是以阐释某个科学知识点或科普活动环节为目标[3]，课程内容不能只是单纯的从计算机前沿技术中抽取一些枯燥的知识点和技术点进行讲解。而是需要根据参观人员的年龄以及对知识的理解程度进行适当的调整和改进。科普内容需要由浅入深、循序渐进，通过幻灯片讲解以及视频演示科普知识。以一些贴近生活的实例作为切入点，围绕科普主题选取大众接受性强、普及性高的知识。同时在课程的设计中还要考虑到教学、观摩相结合的方式。

基地根据以往的科普参观活动中青少年学生感兴趣的知识点，结合中心专业技术人员的本职工作业务，已完成了三套科普课程的设计，分别是《云渲染——动画制作背后的发动机》《动作捕捉技术发展史》《我们身边的超级计算机》。目前这三门课程在实际宣讲过程中反响良好，起到了预期的科普效果。

2.4 开展科普进校园活动

科普基地的服务对象最终还是大众，对于不方便来基地参观的学生人群，需要开展科普进校园活动。以校园科技周或者国家科技活动周为抓手，进入校园宣传计算机前沿技术知识，迎合学生多样化的科普需求，选择适合学生年龄段的科普题材，最大限度地吸引学生参与到科普公开课中。

2.5 网络科普资源开发

以目前互联网技术成熟度而言，为科普基地设立基于网络传播的科普内容，是必不可少的一项内容。网络科普内容的开发，要充分结合当代流媒体的主要特点，例如内容短小精悍，视频趣味性高等设计原则。结合基地的科普课程及资源，开发成网络科普资源包，通过微信公众平台定期推送，使公众通过网络随时随地进行科普课程学习，也可以多平台地拓展科普渠道，例如使用抖音，快手等主流网络自媒体平台。

3 科普基地发展思考

3.1 提升课程内容质量，增加科普趣味性

科普课程是任何一个科普基地的核心，如果没有对应的课程进行讲解，那么无论科普基地参观的内容有多么丰富都会显得空洞。优秀的科普课程，应该对于参观人员的知识水平及接受程度做出不同的调整。对于参观人群中低年级的学生，过于专业的计算机知识会显得枯燥乏味难以理解。因此在课程设计时就需要考虑到学生的特点，以学生的兴趣点切入，通过实例开始互动，让其产生探索和学习的兴趣，例如在科普云渲染的相关专业知识时，以学生感兴趣的动画片《熊出没》作为切入点。从动画产生的原理、动画发展的历史以及动画制作流程，同时提出现代动画是如何制作完成的问题，让学生在学习专业知识前，对动画制作有一个基本的了解，同时好奇心也很快被激发起来[4]。首先，让学生了解到动画片的前期策划，制作脚本故事，设计人物角色形象；其次，通过人物动作捕捉将电脑软件里制作的角色人物和捕捉的人物动作结合起来，形成可以“活动”的动画片人物；第三，邀请特殊的配音演员，模拟角色说话；第四，再加上背景音乐、特效、环境条件的美化等等；最终，形成手机电视电脑等介质上可以观看的动画片。通过这样一个小学生熟悉又喜爱的动画片的课程，不仅提高了学生们的兴趣和热情，使科普课程一下子变得生动有趣，与他们的生活紧密联系起来，而且寓教于乐，在轻松欢快的课程中，激发了他们的好奇心，使得学生充满探求知识的渴望，最终使他们了解到自己喜欢的动画片是通过电脑软件、人工动作捕捉技术和动画后期制作技术等等一整个流程做出来的。科普活动中参观者亲自动手操作环节是必不可少的一部分，可以让参观者对科普内容产生较为深刻的印象，例如在动画制作技术的课程中，让学生模仿动画片的人物说话，让他们动手来画光头强的形象，让他们模仿大熊走路的姿势等等，让他们更真切更具体地体会到动画片人物的由来。

3.2 加强联动合作，创新科普模式

青少年是我国科技创新人才的重要来源，培养造就创新型科技人才,为创新型国家建设提供强大的人才保障和支撑显得尤为重要。因此基地应充分发挥资源优势，联合学校及其他科普机构，创新科普模式，为青少年提供优质科普资源和精准服务，具体有以下做法：

（1）在现有的科普活动进校园的基础上，加强与学校的沟通与联系，结合学校已开设的相关计算机教学课程，根据不同年级学生的知识结构和体系，设计制定基于学校计算机课程的课外延伸科普课程。积极创新打造“教学+课外延伸科普”的教学活动。让学生通过相应的延伸科普课程对课堂学习的理论知识进行更深入的思考与探索。

（2）加强与省内其他科普机构的联系与合作，与有科普内容交集的科普机构互通信息资源，与其他科普机构人员共同组建科普教育团队，结合全国科技活动周开展多样化的主题科普知识讲座，积极地传播和宣传科普知识，实现提升学生科学素养的目的。

4 如何做好科普的一些思考

4.1 “普”字为科普之基础

科技工作者对待科研的态度需要严谨细致，而科技工作者做科普则需要化繁为简，做到通俗易懂，所以两种工作的方法和理念存在不同。如果在公众面前做科普时，没有针对公众的需求，使用大量专业术语，这样很不利于科普工作的开展。所以要开展科普工作，就必须先掌握“普”的诀窍，只有做到将专业生僻的科学知识，用生动活泼的方式讲解出来，公众对科学技术的热爱程度才会越来越高。

4.2 科普与娱乐的关联

娱乐和科普并不是对立的，通过一定技巧的融合，可以让科普的接受度更高。将科学的理念、基础的知识、科研的方法以及探索精神传播给公众，这是科普工作的意义所在。但公众在关注科技知识的同时，更多关注的是内容有没有意思，是否有吸引力。因此需要在“有意义”和“有意思”之间找到平衡点。任何形式的科普形式载体都是文字，将带有特定科普信息的文字，通过易于理解的方式传递给公众就完成了科普的过程。为了更多地了解科技，渴望探索科技知识，改变以往不接地气的刻板说教的科普方式，有必要引入结合新时代的娱乐形式，以有趣生动的方式让公众了解到计算机前沿技术已融入渗透到我们生活的各个层面。积极探索将流行文化、文学艺术、人文历史加入科普讲解中来。甚至人文社科、自然宗教哲学等内容都可以与科普课程融合。让单纯的理论科普内涵更丰富，多维度地增加其趣味性。

但需要注意的是，科普知识是本质，娱乐是表现形式，不能忘记科普的本质还是教育，所以要更好地依靠科学家和科技工作者，始终要把握科普课程的“知识为主，趣味为辅”的设计理念，如果过度依赖娱乐化手段，将科普内容碎片化后，反而不利于科学知识的传播。

5 结语

科学技术是创新发展的基础，而甘肃省科技创新能力相较于东部发达地区整体偏弱，这与区域公众的整体科学素养偏低有很大的关系。全面提升甘肃省民众科学素养，特别是学生群体的科学素养，将为科技创新发展战略打下一定的基础。通过科普工作的开展，将探索科学的种子埋下，在常态化的科普宣传中让科学思想萌发出新的枝芽，让科学精神融入日常生活之中，让人们爱科学、谈科学、做科学，全力促进科学与社会的共同发展。