从科学教育的目标、方法、过程看展览展品设计——科技馆教育活动实践与研究对展览展品设计的启示

近年来,科技馆教育活动的实践和研究,对展览展品的设计既提出了挑战,也带来了启示。展品如何实现体验式与探究式学习?展览如何提炼深层次科学内涵与主题?如何营造既有深层次科学内涵又能引导体验式与探究式学习的展览环境?本文从三个方面分析了当前展览展品设计面临的问题,探讨了各地科技馆教育活动的成功经验及其中蕴含的教育学理论和方法,以及上述理论与实践为展览展品设计带来的新思路、新方法。

全域科普背景下乡村青少年科技活动供给模式优化研究

随着科技的快速发展和全球化进程的加速,科普在提高公民科学素质、推动社会进步方面的重要性日益凸显。在此背景下,全域科普的理念逐渐形成,强调科普工作应覆盖全社会各个领域,特别是乡村地区。然而,目前仍存在一些问题亟待解决,如提高对青少年群体科学普及的认知程度、实现科普过程的连续化和系统化等。针对以上问题,提出特色的“预制菜单”“点菜”“上菜”式远程乡村科普活动教育供给模式,以期精准科普助力乡村、打破地域限制、形成系统的全域科普体系。

体验式学习在天文类教育活动设计中的应用——以湖北省科技馆“月相”主题教育活动为例

以湖北省科技馆的天文类教育活动为例,根据库伯的体验式学习圈模型和体验式学习的要素,同时结合场馆特色资源,提出天文类教育活动设计的一般思路,对国内开展天文类教育活动带来新的尝试。

科技活动全链条政策体系构建研究

当前,科技与产业呈现深度融合态势,提升科技转化为现实生产力的能力和效率已成为大国产业竞争的关键。科技活动全链条是新业态新模式下促进产业发展的核心内容,构筑产业竞争优势、应对大国战略博弈,迫切需要加强对科技活动全链条的系统性贯通支持,构建科技活动全链条政策体系。在对支持科技活动的政策相关理论和科技活动全链条政策体系演进历程研究分析的基础上,提出科技活动全链条政策体系框架,回顾国内外科技创新全链条相关政策实践,归纳并总结科技创新全链条政策体系呈现一体化发展、系统性部署等总体特征和趋势,对比分析我国科技创新全链条政策体系的特点和不足,并在此基础上提出若干完善我国科技创新全链条政策体系的思考和建议,以期为我国加强科技创新全链条管理、增强科技对国家竞争力提升和构筑产业竞争优势的支撑作用提供政策参考。

基于学习动力的模拟电子技术课程教学改革与实践

学习动力直接影响高等教育的人才培养质量。针对当前模拟电子技术课程教学中难以激发学习动机、维持学习兴趣、学生自我效能感不足等问题,提出基于学习动力的课程教学改革策略。从多维度优化教学内容、多元化组织教学实施、多样化拓展课外活动三个层面逐步提升学生的学习动力。教学实践表明,该课程教学改革策略能够有效改善学生的学习行为、提高学习效果、提升课程的教学质量。

基于科普场馆资源的科技实践活动设计与实施

本文聚焦于科普场馆教育中的科技实践活动,在阐述实践活动是科普场馆教育活动重要形式的基础上,结合科普场馆科技实践活动的设计原则,提出四种有效提升科普场馆科技实践活动设计的思路和做法,以满足科普场馆教育活动设计的需求,促进科普场馆教育的内涵式高质量发展。

基于嵌入式Linux的大学生科技活动管理平台的研究

高校对大学生科技创新活动越来越重视,但管理工作通常不够规范、完善,造成创新活动难出成果或者不能持续发展。为了改善这一现状,开发了基于嵌入式Linux平台的大学生科技活动管理平台,实现了学生考勤管理、科技活动登记等功能。研究了大学生科技活动管理系统在嵌入式Linux平台上的实现,介绍了交叉编译环境的配置、SQLite数据库的设计,以及IC卡读取技术,实现了学生科技活动的网络化管理。

基于课外科技创新活动的本科生创新能力培养模式

本科生创新能力的培养一直以来都备受关注。如何提高学生的创新热情,调动学生的创新积极性,使学生获得足够的创新能力和方法,是目前高等教育亟待解决的问题。课外科技创新活动是本科生培养创新能力的重要平台,但是由于本科生具有专业知识不足,科研道德尚未健全等特点,致使当前课外科技创新活动对培养本科生创新能力的效果有限。高校需要以规范课外科技活动开展方式为出发点,明确创新人才的培养方案和质量标准,健全相关课程培养体系,改革成果考核方式、科创活动普及方式,以求建设本科生电子信息创新能力培养的新模式。

后现代社会的科技治理:内涵、原理与理论指向

科技治理是一个被学界和实践者广泛使用的术语,用以区别于传统科技管理模式。然而,受制于“治理”的观点分野,科技治理的内涵与外延较为模糊,各理论构件呈现冲突性、碎片化特点。通过对我国科技建制历史的回溯发现,科技治理发轫于后现代社会科技创新活动特征变化所衍生的治理需求,体现了科技创新从“建制”到“解构”的历史趋势。因此,在“解构主义”基本原理指导下,将前沿治理理论与科技创新实践有机结合,从多个维度对科技治理进行阐释,指出科技治理以行动者网络作为行动结构,以后现代话语作为对话形式,以合作制组织作为组织形式,以行动主义作为互动形式,以良性、可持续创新生态作为发展目标。研究勾勒出后现代社会科技治理的理论图谱,可为我国未来科技治理改革实践提供方法论依据。

纳米金属氧化物对人体细胞毒性效应的构效关系研究

为建立高效的纳米金属氧化物细胞生物毒性构效关系预测模型,研究了20种纳米金属氧化物在不同生物条件下对人正常肺上皮细胞(BEAS-2B)和角质层细胞(HaCaT)的毒性效应构效关系,并首次将元素周期描述符(定量描述符)与试验条件参数(定性描述符)相结合,共同表征金属氧化物的纳米结构特征。在采用支持向量机-特征递归消除法(Support Vector Machine-Recursive Feature Elimination,SVM-RFE)筛选的最优描述符作为输入参数的基础上,分别应用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和随机森林(Random Forest,RF)2种高效的建模方法,建立纳米材料构效关系(Structure-Activity Relationships for Nanoparticals,Nano-SAR)预测模型。2个算法训练集的准确率(ACC)均大于0.9,内部验证准确率均大于0.7,测试集外部验证的准确率也均大于0.8,模型验证结果表明2个算法均具有良好的稳定性和较强的预测能力。对比2个算法研究结果表明,RF算法优于SVM算法,且优于文献报道的已有算法。模型机理解释结果表明,水合粒径和电负性是影响两种细胞毒性的主要因素。

基于场馆资源的科技研学活动设计与实践--以浙江省科技馆为例

在分析科技馆场馆资源的特点和优势基础上,以浙江省科技馆的研学活动开发实践为例,从研学活动的设计思路、课程体系、实施过程、评价反思等几个方面进行思考研究,尝试提出开发具有科技馆特色的科技研学课程的对策建议,以期为相关人士提供参考。

基于知识整合教学理论的科学学习及实践探索

作为学校科学教育的重要补充,科技类博物馆的一些教育活动只有碎片化的知识点,而缺少居于核心的“科学概念”,不利于帮助学生构建知识体系。科学教育领域著名学者马西娅·C·林教授提出的“知识整合教学理论”也许能促进该问题的解决。本文在知识整合教学理论的指导下,以“永无止‘镜’”活动为案例,分析学习者如何在场馆进行科学概念学习,并探讨教育活动设计的策略与方法。

弱电网下电压控制型逆变器的自适应快速功率控制策略

电压控制型逆变器VCI(voltage-controlled inverters)在弱电网下表现出更强的稳定性,有望在可再生能源发电中得到更广泛的应用。然而,VCI的有功功率控制带宽通常低于电流控制并网逆变器CCI(current-controlled inverter)。随着电网阻抗增大和电网强度进一步降低,其调节时间甚至将长达数秒,难以满足可再生能源发电最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)的要求。此外,现有的以功率环改造为特点的VCI有功功率快速控制方法,则可能导致弱电网下VCI稳定性损失。针对这一问题,建立了VCI并网系统的详细输入-输出模型,揭示了弱电网下VCI功率环改造法面临稳定性和快速性矛盾的根源,并提出了一种基于外环改造和功率指令前置滤波的VCI有功功率快速控制方法,能够有效提升VCI有功功率控制带宽,且不影响其弱电网下的稳定性,进一步实现了基于VCI的MPPT控制;针对短路容量比和电网阻抗大幅波动对所提控制的影响,又提出了一种基于电网阻抗在线辨识的VCI有功功率快速控制自适应方法。最后,实验结果验证了所提方法的有效性。

初中生科创参与的主要障碍及归因分析——基于学生视角

初中阶段是培养创新意识和能力的重要阶段。中学生的科创参与有助于培养其科研兴趣,落实人才强国战略和创新驱动发展战略。研究采用描述性分析和多元logistic回归分析方法。通过对三市6所中学858名初中生的问卷调查,评估中学生科创参与主要障碍,并对障碍进行归因及影响因素分析。研究发现,大多数学生将科创参与的障碍主要归因于主观因素,包括兴趣不足、时间精力不够和能力不足;专业指导不足是客观因素中的首位因素;学生对科研价值有正确认知,家长支持和政策因素不是学生参与科创的主要障碍因素。建议在培养初中生科研兴趣的基础上,给其提供更多接触和参与科创的机会,另外也要进一步完善政策支持体系,引导更多专业人才参与中学科创教育工作。

“‘科学有曰’之再现经典实验:比萨斜塔实验”教案

本教案以“比萨斜塔实验”为素材,将“科学思维”与“探究实践”的科学方法及相应的科学思想作为重点,以“像科学家探究科学一样学习科学”为教学理念,在“5E教学法”的基础上强化了二次“探究—解释”,以探究式学习与情境教学为主要教学方法,以动手实验、交流讨论、角色扮演相结合的活动形式,引导学生进行“质疑→思辨→实证”的科学探究,实现“具象→抽象”的科学认知,初步了解和运用“思辨的科学”与“实证的科学”。

利用库存藏品开展基于物的探究式学习研究

电子科技大学电子科技博物馆以“做中学”和“基于物的学习”为教育理念,搭建“库房参观—藏品维护—藏品研究”教育活动体系,提升观众藏品感知力、丰富知识内涵、完善知识体系。文章对该教育体系进行了深度理论研究和可行性验证,具有科学性、前瞻性及可复制性,有助于国内外博物馆构建多维度探究式博物馆教育体系。

科普资源与地方文化的融合——以扬州科技馆为例

科普场馆的可持续发展需因地制宜地开展科普教育活动,发挥各地科普文化特色。基于扬州科技馆自身规模建设与发展,在扬州地方文化的加持下,开发地域性、多元化科普活动,打响本地特色品牌。

科技场馆策划与实施青少年科普教育活动探究

场馆科普教育是提高青少年科学素养的重要举措。通过分析场馆科普教育现状,探索在科技场馆策划青少年科普教育活动的基本步骤,总结活动实施过程,为青少年场馆科开展普教育提供参考。

基于戏剧教学法的科技馆儿童教育活动实施——以“新冠病毒是如何让我们生病的”活动为例

面向儿童科普新冠病毒及其防护措施的教育活动需要符合儿童的认知水平,采用合适的方法引导儿童自觉采取正确的防护措施。本文通过案例“新冠病毒是如何让我们生病的”介绍戏剧教学法在面向3~6岁儿童教育活动中的应用,包括戏剧教学法的特点、活动设计思路、教学策略和实施效果。活动借助道具将病毒及致病过程这一抽象概念具象化,通过角色冲突、故事情节、戏剧化体验等情境化设置使儿童沉浸其中,激发儿童对科学的兴趣和好奇心,引导儿童在体验中完成基于“模拟实物”的学习,并反思自身行为,应用于实践。

构建新能源科学与工程专业开放性实践教学体系

北京工业大学新能源科学与工程专业着力培养本科生的科学实践能力和创新创造精神。通过向本科生开放实验室,提供与课程配套的课外自主实践活动,结合"星火基金项目"和"北京工业大学大学生节能减排社会实践与科技竞赛"等活动,构建集课内教学与课外自主学习为一体、理论教学与实践教学为一体、科研与教学为一体的实践教学体系,使学生具备扎实的基础知识、较强的工程应用能力和深厚的后续学习潜力。