龍應釗， 殷 馨， 王海文， 趙丹丹， 楊昊宇， 吳思圓， 王 燕

（華東理工大學化學實驗教學中心，上海200237）

0 引 言

化學作為一門既古老而又現(xiàn)代的基礎學科，隨著科技的發(fā)展已經(jīng)深入人們日常生活的方方面面，為人們的生活提供了極大的便利。與此相對應的是大眾對化學的認識，遠落后與學科的發(fā)展，一些引起大眾關注的化學類事件由于得不到正確的引導，更讓大眾誤解及“妖魔化”化學［1-2］。因此，開展化學類科普工作刻不容緩。然而化學類科普對場所的安全設施要求很高，且部分化學品存在一定危險，對儲存及運輸要求較高，從而限制了化學科普的有效進行［3-4］。

高?；瘜W實驗教學中心作為化學實驗教育的第一線，在場地、人員、知識儲備方面具有天然的優(yōu)勢［5-6］。高校的人才隊伍擁有對學科及科學更為深刻的理解和感悟，因此將高校作為開展化學科普活動的重要一環(huán)，既可以達到高校履行社會責任服務大眾，實現(xiàn)科普資源共建共享的目的，又可以起到為其他各級科普陣地輸送合理有效的科普模式的作用［7-8］。近年來，我?；瘜W實驗教學中心積極參加上海市的科普工作，通過分析我國科普現(xiàn)狀，以及長期以來科普項目和科普活動的開展，在化學科普方面取得了一些進展和心得體會，現(xiàn)對其做出總結以期對國內化學科普基地的建設提供參考。

1 現(xiàn)有化學科普的不足

考察國內外科普現(xiàn)狀，可以認識到雖然我國科研方面逐漸趕上了國外的研究前沿，但在科普領域仍存在著較大的差距［9-10］。國外經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)形成了覆蓋面廣，表現(xiàn)形式有趣且接受度高的完整的科普體系，對不同層次的民眾都有很好的科普效果。國外的科研機構與專家學者也積極加入科普工作，一些知名的教授紛紛開設了自己的科普專欄；一些專業(yè)的科研機構、科學傳播機構及大學更是開設了各類科普項目，因此全民的科學素養(yǎng)相對會高一些［11-12］。近年來我國逐漸認識到科普的重要性，科普也漸漸進入大眾關注的視野，我國的科普也進入了蓬勃發(fā)展的階段。但與科普較為發(fā)達的地區(qū)比較起來仍有如下不足：

（1）化學類科普設施及參與人員少?，F(xiàn)階段，我國的科普主要在一些博物館、科技館及少量的高校等地開展，很難滿足人們的需要。而化學與其他基礎學科相比起來具有一定的特殊性，對科普場館的管理及安全要求相對更高，這也限制了它的進一步發(fā)展［13］。此外，很多化學類科普工作人員都只是兼職從事科普工作，因此在專業(yè)性、參與度及創(chuàng)作積極性方面均不高。

（2）科普形式少且趣味性不足。與國外覆蓋全面的科普體系不同，我國現(xiàn)有的科普形式可歸類為半專業(yè)化的科普。通?？破諆热葺^為專業(yè)嚴謹，表現(xiàn)形式較為枯燥，對于文化水平不高的民眾形成了天然的壁壘。這種形式的科普對有興趣的人士會取得較好的科普效果，但對于大眾而言則顯得乏味，實際操作中會發(fā)現(xiàn)其傳播范圍有限，科普效果不佳。最終科普只體現(xiàn)了“科”，而“普”不足［14］。

（3）存在發(fā)展不均衡等問題。上面提到的科普主要場館如博物館、科技館及科普工作者等主要集中在我國的一二線城市等少數(shù)發(fā)達地區(qū)，對于廣大的不發(fā)達地區(qū)更是近乎于空白，這類地區(qū)的科普發(fā)展極為緩慢。

因此，擴充科普隊伍，開發(fā)更多新穎“有趣”的適合不同年齡不同教育層次的科普內容，發(fā)展新型科普方式，是我國科普發(fā)展的主要方向。而高校以其所具有的先天優(yōu)勢，必然能在其中起到重要的作用。

2 化學科普的建設路徑

我?；瘜W實驗教學中心是國家級工科化學實驗教學示范中心，同時也是國家級化學化工虛擬仿真實驗教學中心。中心共有4 棟實驗大樓50 多間實驗室，使用面積高達12 000 m2，每間實驗室都配備了足量的實驗臺、通風設施、各類儀器設備。除了常見的儀器設備外，中心還擁有各類大型儀器設備價值2 400 萬元?？蓾M足各類實驗課程教學及創(chuàng)新實驗的需求［15］。除此之外，還配備有多媒體教室、機房等設施。具備了科普類化學實驗安全開展的硬件優(yōu)勢。

2.1 科普基地建設

我?；瘜W實驗教學中心早在2009 年起就開始了在科普領域的探索，中心的科普發(fā)展可歸納為探索期、走出去以及還在繼續(xù)發(fā)展的“引進來”3 個階段。

建設伊始，中心結合自身特點面向教職工子女及共建中小學開始了對科普活動的探索，開發(fā)了大量的演示性實驗及親子實驗，舉辦了“小小化學家”特色化學科普活動。讓參與的人員自己參與動手操作，通過實驗途徑的嘗試和條件探索，學會關注生活，運用所學的化學知識解決生活中的實際問題，提高動手能力。除了舉辦科普活動外，為了豐富科普項目內容針對在校學生開辦了“大學生化學創(chuàng)新實驗設計大賽”，由專業(yè)的教授團隊進行指導，每年設計出大量極具特點的實驗內容。在此階段，中心完成了科普實驗的設計、科普人員的培養(yǎng)兩個重要舉措，為今后的發(fā)展打下了堅實的基礎。

隨著經(jīng)驗的不斷積累，科普內容的不斷完善，中心開始了“走出去”的策略。先后與徐匯區(qū)近10 所中小學、多處居民社區(qū)以及青少年活動中心等機構達成了合作，以兼職導師、科普進校園、科普進社區(qū)等形式進行科普活動?？破諆热菀膊辉倬窒抻谘菔拘詫嶒灱坝H子實驗，針對不同受眾開發(fā)了探索性實驗，培養(yǎng)學生的實驗設計能力。使大眾對世界的構成、化學對生活的影響有更加理性的認識，以直觀生動的實驗來培養(yǎng)參與者的興趣，從而激發(fā)青少年對化學世界的探究欲望。隨著活動的不斷開展，我校的化學科普活動得到越來越多人的認可，參與人員不斷攀升。

然而化學學科本身的特點，使得它對科普場所的管理及安全有著更為嚴苛的要求。這限制了其進一步的發(fā)展。2018 年，中心的“走進多彩的化學世界”活動通過了徐匯區(qū)科普創(chuàng)新的評選，從而迎來了新一輪的發(fā)展。在此機會下開始了第3 步“引進來”的策略，在我校奉賢校區(qū)實驗中心的實驗教學樓中專門開設了科普實驗室，通過展品設置、區(qū)域展示等營造出具有化學特色的視覺效果，使其既滿足化學教學的專業(yè)要求，又同時具備科普活動的功能。與前期掛鉤的中小學達成合作，面向他們定期開設暑期科學營、寒假體驗日等科普活動。此外，對有一定動手能力的中小學生，設計了一系列具有一定探索性的科普實驗，讓學生對化學有更深入、全面的了解，為今后化學學習打下良好的基礎。這一階段還在不斷發(fā)展，今后將不斷擴充科普受眾，將其建設成為面向全年齡層次大眾的開放式的科普平臺。

2.2 科普團隊建設

在科普人員建設方面，實驗中心更是充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，培養(yǎng)了大量專業(yè)的科普人員，并利用高校優(yōu)勢，在大學生中培養(yǎng)了大量科普儲備力量。中心成立了由8 人組成的專職科普團隊，在組建隊伍方面兼顧不同學科不同特長人員的相互搭配。對于團隊成員，鼓勵其在本職教學相關工作中捕捉靈感、積累素材，并開展定期討論，將其醞釀成適用于科普的實驗項目。除了8 名專業(yè)的科普團隊成員外，還與校志愿者團隊達成合作，定期培訓大學生科普志愿者（現(xiàn)已培訓志愿者40 余人），形成了核心穩(wěn)定且隊伍不斷壯大的科普團隊。

3 化學科普的內容選擇

化學是一門實驗性的學科，與人們的生活息息相關。針對這一特點，團隊在化學科普內容的選擇上從人們日常生活入手，根據(jù)大眾的關注點選取幾方面內容，設計一系列實驗用以傳播化學中的知識點。而在表現(xiàn)形式上，摒棄了傳統(tǒng)的展示形式，采用具有互動性及參與感的實驗的形式提高科普的接受度。對此選取了以下的科普內容。

3.1 以飲食為切入點

食品安全一直是大眾關注的重點，以它為展示載體最易引起共鳴。這部分內容可以介紹化學中常見的酸堿、氧化還原的概念以及一些化學元素的基本性質。以酸堿概念為例，可借助指示劑（如：酚酞等）對生活中常見物品進行測試，如：水果、洗衣粉、調味品等，了解生活中常見物品的酸堿性；還可以進一步通過調節(jié)紫甘藍溶液的酸堿性，觀察溶液顏色的變化，并用pH試紙測定具體的pH值，了解酸堿度的測定方法，學習在生活中真正利用物品的酸堿性。通過蛋白質的變性實驗，即在牛奶中分別加入強酸、強堿以及重金屬溶液，觀察牛奶的變化，學習重金屬離子的性質，以及它們對環(huán)境和人體的影響。

3.2 以運動及健康為切入點

隨著大眾對健康關注，運動得到了越來越多人的喜愛。運動飲料應運而生。對此，通過測量運動飲料中的電解質實驗［14］，通過吸水凝珠（丙烯酸類聚合物）對純水及電解質的不同吸附作用，引入電解質和極性的概念，并介紹常見的電解質溶液及其對人體的作用，學習運動過程中如何正確地補充人體所需的電解質。類似實驗還有牙膏中有效成分的鑒定、唇膏的制作等。此外，還可以介紹納米技術對運動類服裝發(fā)展的推動作用，介紹納米這一概念，讓大眾接觸到學科發(fā)展前沿。

3.3 以環(huán)境為切入點

環(huán)保問題一直觸動著大眾的神經(jīng)，為讓大眾深入了解一些污染物的影響設計了消失的石頭的實驗，模擬酸雨對建筑物的腐蝕現(xiàn)象，介紹酸雨的危害；“活性炭的吸附實驗”了解污染物的處理方法。此外在最新的研究成果方面，還可以介紹納米半導體材料在光照下吸收太陽能，并分解水體中污染物的光催化實驗，普及納米材料及化學在環(huán)境治理中的作用，讓人們了解化學在解決人們生活中出現(xiàn)的各類問題過程中的巨大作用。

3.4 美麗化學

通過一系列現(xiàn)象明顯、觀賞性強的實驗，引起大眾對化學的關注及培養(yǎng)對化學實驗的興趣。如：以過飽和溶液為基礎的“水中開花”和“發(fā)燒的冰山”實驗，它們操作簡單且現(xiàn)象明顯，深受科普受眾的喜愛；“碘鐘實驗”可觀察到溶液呈有色及無色的定時交替變化，具有極佳的觀賞性，在介紹振蕩反應的同時還可以普及碘鐘反應在生物醫(yī)藥等方面的應用。此外，還有“水中花園”“水中寫字”等各具特色的實驗，均吸引了受眾的廣泛關注。

總而言之，通過一個個有趣的與人們生活息息相關的現(xiàn)象，介紹所涉及的化學基本概念。讓大眾體會到化學之美，培養(yǎng)對化學的興趣。

4 取得的成果

在多年堅持不懈地努力下，我校化學實驗教學中心的科普建設取得了一定的成果。

構建了面向不同年齡，不同教育水平人員的全方位的化學科普實驗體系。面向低年級學生開展演示性實驗，面向有一定動手能力的中學生開展了化學實踐及創(chuàng)新課題研究的活動，面向非理工科的大學生同樣也開展了化學實驗體驗活動，面向理工科學生開辦了大學生化學創(chuàng)新實驗大賽，制作了大量的科普作品。針對來華的留學生，還在暑期開展了化學實踐活動。此外，面對社會大眾還開展了親子化學實驗等多種形式的化學普活動，2018 年，“走進多彩的化學世界”系列化學實驗科普活動正式面向全上海市民定期展開，活動形式及內容也得到參與者的認可及肯定。每年參與到科普活動的人數(shù)達到1 000 ～2 000 人次。藉由互動式、啟發(fā)式、探究式教育過程，激發(fā)孩子們的好奇心和求知欲，并引導和培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新思維，進而提高孩子的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

多年的科普實踐還積累了大量的科普實驗素材，開發(fā)了科普實驗項目40 余項。培養(yǎng)了專業(yè)的化學科普人才，中心有專職科普人員8 名，并與校志愿者團隊達成了合作，每年培訓大學生科普志愿者10 余人（現(xiàn)已培養(yǎng)40 余人），并積極參與到科普活動中來。為今后化學科普活動的舉辦，培養(yǎng)了源源不斷的后備力量。

5 結 語

通過科普基地建設，意識到化學科普的重要意義和社會對化學科普急切的需求，也認識到高?；瘜W實驗中心作為化學實驗教育的第一線，在化學科普中必須承擔起來的引領者和標桿的角色。今后化學實驗教學中心將繼續(xù)利用我?；瘜W學科、資源和平臺的優(yōu)勢，開展化學科普活動，服務大眾，履行高校社會責任，進一步實現(xiàn)科普資源共建共享。