2017-美国科技馆如何培训科学教师
发布时间： 2025-01-04
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科普时报11-10
11
月
7
日，正是立冬，但北京
大学校内却暖意浓浓。第
17
届“明
天小小科学家”奖励活动颁奖典礼
在这里隆重举行。来自全国近百名
风华正茂的中学生入围终评，他们
的研究课题和项目涉及到了数学、
化学、工程学、地球与空间科学、
生物化学、植物学、微生物学等多
个领域。
“明天小小科学家”奖励活动是
由中国科学技术协会、中国科学院、
中国工程院、国家自然科学基金委员
会和周凯旋基金会共同主办的。5
天
来经评委会专家对参赛学生研究项目
问辩和综合素质考察，并结合笔试和
初评成绩，最终评选出一等奖
15
名，
二等奖
35
名，三等奖
45
名。北京市
第四中学的耿逸芃、山东省威海市第
一中学的姜义铭、北京师范大学第二
附属中学的赵子淇等
3
位同学，从众
多优秀青少年科技爱好者中脱颖而
出，荣获本届活动最高奖
—
—“明天
小小科学家”称号。
活动期间，参赛学生除接受专
家
测
评
以
外
，
还
参
加
了
科
学
家
报
告、青年科学沙龙、“明天小小科学
家”同学会等交流活动，参观了国
家重点实验室等科技场所，体验了
北大科技社团活动。
“让一颗坚定而热忱的创造之
心，遇见一颗又一颗相似的心灵，
这便是‘明天小小科学家’带给我
的馈赠！”重庆市南开中学潘映昆以
“利用高钛矿渣制作具有净水功能的
透水砖”项目获得二等奖，他闪着
明
亮
的
眼
睛
对
《科
普
时
报》
记
者
说：“短短五天活动，紧凑却丰富、
紧张而又受益匪浅。我们交流彼此
的项目、彼此的经历、彼此的故事
……在繁重学业下，坚持为改变生
活中的点滴而不断奋斗的心灵是稀
少的，但我们相聚了。我们接受了
学长学姐们的接待，感受了顶级科
学家的严谨与科学家之风，体会了
自
己
被
认
可
、
被
进
一
步
指
点
的
愉
悦
，
这
是
对
创
造
者
心
灵
的
一
次
升
华、鼓舞和指引。我相信在这一次
活动后，不论未来的去向何方，我
们都会带着科学家的精神，走得更
长更远。”
获得“明天小小科学家”称号
的赵子淇同学感慨的说：“这个平台
提供的机会，让我能在科学道路上
不断地学习、进步。非常敬佩一线
的科学家们，我也很渴望成为你们
这样的人。”
“明天小小科学家”活动自
2000
年创立以来，活动内容日益丰富，
评选程序不断完善，选拔和培养了
一
大
批
具
有
科
研
潜
质
的
优
秀
青
少
年，已发展成为国内选拔和培养优
秀青少年科技创新后备人才的重要
平台和品牌活动。中国科协党组书
记、常务副主席、书记处第一书记
怀进鹏在颁奖典礼上指出，“明天小
小科学家”奖励活动是我国最著名
的青少年科技赛事之一，活动在培
养选拔高中生创新人才方面进行了
成功的探索，奖项的设立也让社会
和学校更加关注有科学潜质青少年
的培养，让才华出众的科技爱好者
受到鼓舞，让他们成为青少年学习
的榜样，把科学事业作为人生理想。
颁
奖
典
礼
上
，
怀
进
鹏
殷
殷
嘱
托：小荷才露尖尖角，你们的未来大
有希望。党的十九大开启了新时代，
习近平总书记为我们描绘了社会主义
现代化强国的宏伟蓝图，伟大祖国比
以往任何时候都更需要创新人才。希
望同学们不断培养科学兴趣，勇担社
会责任，坚守对科学的初心，始终保
持对科学的兴趣，锐意创新，博学笃
行，勇攀科技高峰，肩负起振兴祖国
科技事业的历史使命，把科学探索的
足迹留在祖国大地上、撒向全世界，
把光荣和梦想铸就在实现中华民族伟
大复兴、构建人类命运共同体的新时
代、新使命和新征程中。
Micro:bit
是英国广播公司
（BBC）
联合很多企业推出的
一个基于
ARM
Cortex-M0
芯片的微型可编程计算机，它设计
的初衷是为了让每个孩子都能零基础的接触计算机编程。整个
设备是一片
4
厘米宽
5
厘米长的电路板，上面有加速计、磁力
计、光电传感、蓝牙和
USB
接口、一个由
25
个
LED
组成的
5×
5
显示屏、2
个可编程按钮等，由
USB
口或外置电源供电。下
方的输入和输出环可以通过鳄鱼夹或香蕉插头连到其他设备，
并发送接收指令。
让我们做一个指南针试试
Micro:bit
怎么玩吧。先准备好材
料：Micro:bit
主控板、数据线，还有
Makecode
在线网站。
第二是磁力计指令：“compass
heading”读取方向指令。
指南针主要是一根磁针，在地磁场作用下可以转动指向北方
（指南针其实是指北的），用来辨别方向。
Micro:bit
内置的磁力计能够得到相对于北磁极的数值，返
回值是
0
到
360
之间的数。要注意的是，附近有金属物件可能
会影响读数和校准准确性。
第三，有几个基本命令：1.将“item”设为
（），变量模
块，“item”可重命名，把变量定义为某个数。2.显示
LED
命
令，在LED屏幕显示图形。3.逻辑指令，几个基本的逻辑判断。
第四，写程序：创建一个循环，不断更新指南针读数，然
后，将
micro：bit
的磁力计读数存储在变量
x
中。
第五，主要程序框架：按下按钮
A
的时候，在屏幕上显示
磁力计读数，北东南西对应
0、90、180、270。在循环中不断
读取磁力计读数，根据读数判断所指方向，让箭头指向当前的
地磁北方。
如图，若读数在
292.5
和
337.5
之间，就显示指向右上方的
箭头，由于代码里不能输入
0.5，所以取的是
293
和
338。之后
再加入其他逻辑判断条件，就得到了完整代码。
第六，后续完善：首次运行会要求初始化磁力计，得把板
子转一圈。
第七，磁偏角：磁偏角，即磁北极
（指南针指的方向）
与地理北极间的夹角。北京的磁偏角是-6°50′，北偏西。
最
后
附
上
我
们
的
源
代
码，大家在网页编程界
面的项目里选择导入这
个
hex
文件，就会自动
显示出编码的图形拖拽
模块了
。
教育
·
智慧
8
编辑/李
苹
2017.11.10
科
普
时
报
地址：北京市复兴路
15
号
邮编
100038
电话
010-58884136/37/38
传真
010-58884135
每周五出版
（2017
年订价
99.84
元，2018
全年订价：120
元）
在我的身边总有这么一个金属
匣子，它很小、很薄，但却拥有着
强大的力量，它把我的生活安排得
井然有序，并且给我带来了特别多
的便利。但是也是它耗掉了我一天
当中的特别多的时间，我在工作的
时候它还在不断地出来提示音，以
至于我的工作效率直线下降。它是
什么呢
？大家猜一猜，没错
就是
我们的智能手机。
有人说智能手机把我们带入了
数字时代，但是这个数字时代就是
我们想要的吗？不，并不是。我的
数字时代将由我来主宰。我的时代
应该是这个样子的，在这里数字的
改变可以变化出各种各样的组合，
在未来，即使我们没有大大的房
子，小小的陋室也可以出彩，在我
的房间里，我可以指定椅子变化出
各种各样的形态，甚至在那里桌子
都可由椅子变形而成。当我不用到
床的时候，为了节省空间，我可以
把它变成床头柜放到一边，这样我
小小的陋室就节省出了大大的空间。
除了这些现实生活当中的实体
之外，虚拟的景象也将真实地展现
在我们的周围。戴上
VR
头盔，我
们将看到
360
沉浸式的体验，抬头
仰望着美丽的星空，你是否想要翱
翔在这美丽的星海。在未来的数字
时代，VR
技术和
AR
技术的完美
融合将实现我们的梦想，那些离我
们十分遥远的星球，瞬间就来到了
我们的面前，感受着万千恒星闪烁
的无数光芒，享受着失重所带来的
神奇快感。回眸望去，那颗蔚蓝色
的星球尽收眼底，手边是那颗皎洁
的明月，此时，谁人没有一首“俱
怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”
的壮志豪情。
同时我们也可以明察秋毫，细
察纹理，掌握真正的物外之趣。我
们可以随着血液的流淌，畅游神秘
的细胞世界，曾经这么渺小的细
胞，竟如此展现在了我的面前，此
时此刻伴随着心跳的强力跳动，我
们感受到了生命的无穷力量。
0
和
1
这两个冰冷的数字却在
这个自由的时代被赋予了无限的可
能性。它们可以被任意地组合，然
后更可以和现实生活当中的各种元
素结合在一起，实现虚拟和现实的
完美融合。
在我的时代，想象力和创新力
俨然成为这个世界上最强大的力
量，在这里没有你做不到，只怕你
想不到，科技是国家强盛之基，创
新是民族进步之魂，未来的科技必
将属于世界，但是创造奇迹的强大
力量必将属于中国青少年，未来的
数字时代将由我们来主宰。俗话说
得好，少年智则国智，少年强则国
强。祖国的未来将在我们的带领下
飞速发展，而我们也将在创新和进
步中，不断托起中华民族伟大复兴
中国梦！
（核子裂变队队员：冯天洋，
杨洋，尚振宇，孙诗哲。演讲者：
冯天洋。CCTV10-
《中国青少年
科学总动员》
节目组供稿。）
研究显示，人一生中在学校里学习
的时间只占全部学习时间的9%；美国儿
童18岁以前在学校的时间占到12%。由
此可见，儿童学习科学，校外场所占到
重要的位置。其中，科技馆是被广泛认
可的能够激发孩子科学兴趣和促进孩子
理解科学的校外场所。科技馆的科学教
育功能开发也越来越充分。位于美国密
歇根湖畔的芝加哥科学与工业博物馆是
西半球最大的科学博物馆，拥有超过3.5
万件展品，一些展品成为很多科技馆模
仿和学习的经典。但是给我留下更深印
象的是该馆的科学教师培训项目。
芝加哥科学与工业博物馆设置科学
教育促进中心，专门负责研发该馆的科
学教育活动。该馆的科学教师培训项目
就是由科学教育促进中心和密歇根州立
大学共同合作开发完成。科学教师培训
课程分为长期培训和短期培训两种类
型。所有的培训课程，都是在《伊利诺
伊州科学课程标准》和《美国国家新一
代科学教育课程标准
（NGSS）》
的框
架下，结合芝加哥科学与工业博物馆的
展品和资源设计完成的。课程主要针对
教授
4-8
年级科学的科学教师，每年能
够培训芝加哥地区近1000名科学教师。
长期培训的课程主要分为两种类
型，一种是学年课程，每年
8
月接受申
请，这个课程对芝加哥地区的科学教师
是免费的。申请的时候必须同时附上校
长同意函。参加学年课程学习的科学教
师，可以获得芝加哥科学与工业博物馆
合作大学的学分。笔者曾经介绍过，芝
加哥地区的科学教师工资与学位呈正相
关关系，很多科学教师都努力修习硕士
或者博士学位提升工资水平。一般来
说，美国大学的每个学分都需要交一定
的学费才能获得，因此，芝加哥科学与
工业博物馆开设的这种学年课程受到科
学教师的欢迎。
另外一种课程是暑期课程，每年
5
月接受申请，课程免费提供给科学教
师。这种暑期课程由于是放假时间，不
需要校长同意函，教师只需要提出申
请，通过审核即可。目前正在实施的课
程涉及5个领域，分别属于生命科学、环
境科学、物质科学、地球与空间科学和
科学与工程。教师可以在网站上找到课
程大纲，以此选择最感兴趣的主题学习。
除了这种固定的教师培训课程，还
有不定期的不同主题的教师工作坊。参
加工作坊的科学教师除了能提升专业能
力之外，同样能够获得一些大学的学分
和教师资格证的学分。工作坊的课程上
课开始的时间比较早，芝加哥科学与工
业博物馆为前来参加工作坊的科学教师
提供免费早餐、午餐，科学教师还可以
免费停车。
可以看出，芝加哥科学与工业博物
馆设计了非常丰富的科学教师培训课
程。这些课程不仅免费提供给科学教
师，同时还和大学合作，科学教师可以
获得大学学分。在内容方面，所有设计
的科学教师培训课程都与国家科学课程
标准和州科学课程标准保持一致；同时
又充分利用了场馆资源，发挥了场馆特
色，既培训了科学教师的专业能力，又
培训了科学教师利用场馆资源上好科学
课。这一点非常值得我国的科技馆和科
学类博物馆借鉴。
（作者系中国科普研究所副研究员）
“
少
年
强
则
国
强
，
少
年兴则国兴”。11
月
5
日，
一场以
50
位优秀少年为主
角、以“照见未来”为主
题的科学少年对话活动在
北京腾讯汇举行，这是爱
博物科学少年论坛的腾讯
WE
大会专场，开启了首
场中国科学少年之间进行
对话的论坛形式，这也是
腾讯
WE
大会
5
周年来首
度支持的以青少年为主角
的科普公益活动。
4
位来自人民大学附属中学、北京德威国际学校、北京市
65
中学、贵
州省贵阳市南明小学的科学少年，在论坛上分享了他们在机器人、生命科
学、软件编程、太空宇宙多年的科学实践与思考。30
多位来自北京公立学
校和国际学校的科学少年，围绕“未来人类解决的两大问题
—
—疾病与衰
老”、“机器人与社会分工”、“人类对宇宙的探索”这三个议题，分享观
点、进行了讨论。十多位爱博物科学小记者，同来自中国航天钱学森实验
室、华大基因、中国科普作家协会、北京市教育科学院等科学与教育机构
的科学导师，以及部分媒体记者，认真聆听了这场论坛。
爱博物科学少年论坛主席、爱博物负责人徐萍表示，作为中国首个青
少年全球科学实践与科普教育平台，爱博物致力于让科学与教育建立多维
连接，科学表达是提升青少年科学素养的重要内容，这一论坛就是要给广
大青少年创造这样的表达机会。
科普时报讯
（
记者
宋莉）
目前，波音在中国最重要的公益项目“放飞梦想
—
—
波音航空科普教育项目”活动，已全面覆盖北京地区
17
个区县的
200
所小学，并拓展
到陕西、西藏、四川、河北、天津等地区。
该项目自
2009
年启动至今，已有
1400
多所学校、超过
10
万名中小学生参加活
动；共组织
40
余场公开课，70
次教师培训，2400
人次科技教师接受培训。2013
年，“放飞梦想”与中国科技馆签署战略合作协议，将活动在科技馆平台上广泛推
广，并不断深化与全国科技馆间的合作。
图为波音中国总裁庄博润在指导小学生制作飞机模型。
“我们将践行求真尚美、团结协作、励志笃行的精
神，做好地区核学会及中国核学会的协助者，积极宣传
和科普核科学知识和文化，消除大家心中畏核、恐核的
情绪，激发和培养大家对核科学的兴趣及科研创新能
力，为我国核科学技术的发展和普及尽绵薄之力。”
11月5日，重庆大学学生核学会宣告成立。核能系主
任、社团指导教师王锋副教授在成立大会上指出，核学会
的成立弥补了重庆大学及西南地区在核科学领域高校学生
组织的空缺，为学生提供了一个了解和交流国际核科学前
沿的平台，使更多学生有机会成为核科学技术发展进程的
参与者，将有助于激发大家对核科学与技术的兴趣。
重庆大学动力工程学院党委书记、核科学与技术学
科学术带头人潘良明教授在成立大会上做了“清洁无排
放的核能让祖国大地更美好”的专题报告。他从核能发
电的原理讲起，对比了火电、水电、风电等其他能源，
阐述了核能的清洁、无排放等特点。他举例说，一公斤
铀矿可以发5万度电，相当于1.6万公斤煤的能量；一座
百万千瓦级的火电厂每年要消耗约
300
万吨的原煤，而
一座同样功率的核电站每年仅需补充30吨核燃料，后者
仅为前者的十万分之一，说明核能能量密度极高。
针对大家比较关心的核辐射问题，潘良明做了通俗
易懂的解答：“我国规定核电站周围辐射平均剂量不得
大于
1
毫希/每人每年，实际测量结果约为
0.02
毫希/每
人每年；而从北京到欧洲乘坐飞机往返一次，受到的辐
射剂量为
0.02
毫希/每人每次，胸肺透视检查每次为
0.2
毫希。可见我们日常生活受到的辐射有
75%来自于自然
界，20%来自于医疗，只有
0.25%来自于核电，其影响
甚微”。
关于核安全问题，潘良明阐述了核电站的三重防御
体系，并以生活中的啤酒和高度白酒为例，说明核电站
所用核燃料为低浓度的铀
235，根本不存在爆炸问题。
他由浅入深地讲解了核能为人类、为地球带来的重大利
好，同时也对核能的美好明天做了展望，希望更多有志
学子能够加入到建设发展核能以及核科学技术研究的队
伍中去。
（刘贵军）
数
字
时
代
我
的
时
代
编者按
编者按
：
：
10
10
月中下旬
月中下旬
，
，
由中国科协与中央电视台联手打造的大型科普节目
由中国科协与中央电视台联手打造的大型科普节目
《
《
中国青
中国青
少年科学总动员
少年科学总动员
》
》
在央视综合频道
在央视综合频道
、
、
科教频道连续播出
科教频道连续播出
，
，
社会反响热烈
社会反响热烈
。
。
每期节目的第
每期节目的第
三板块
三板块
《
《
异想天开
异想天开
》，
》，
要求选手运用创造性思维和想象力
要求选手运用创造性思维和想象力
，
，
围绕各期不同的科学知识主
围绕各期不同的科学知识主
题
题
，
，
结合现有的科学知识及科学原理
结合现有的科学知识及科学原理
，
，
进行科学畅想演讲比拼
进行科学畅想演讲比拼
。
。
本报今起选摘部分优秀
本报今起选摘部分优秀
演讲文稿
演讲文稿
，
，
陆续在
陆续在
“
“
科学畅想
科学畅想
”
”
栏目刊出
栏目刊出
。
。
此篇为决赛冠军队核子裂变队的演讲作品
此篇为决赛冠军队核子裂变队的演讲作品
。
。
科学畅想
科学教育
如何用微机做个指南针
□
布
欧
波音支持青少年放飞梦想
波音支持青少年放飞梦想
美
国
的
科
技
馆
如
何
培
训
科
学
教
师
□
李秀菊
携
绿
色
核
能
创
金
色
未
来
重
庆
大
学
学
生
核
学
会
成
立
小荷才露尖尖角
创造之心立上头
—
—第
17
届“明天小小科学家”奖励活动颁奖典礼侧记
□
科普时报记者
李苹
科
学
少
科
学
少
年
对
话
年
对
话
“
“
照
见
未
来
照
见
未
来
”
”
□
峥
嵘