建于1933年的芝加哥科学与工业博物馆坐落在美丽的密歇根湖畔，是西半球最大的科学博物馆，同时也是世界上最大的科学博物馆之一。博物馆的外观为古希腊式建筑，占地14公顷，其所展示和收藏的展品展项超过3.5万件，汇集了物理、化学、地球、医学、冶金、农业、交通和工程等领域共22个展区。2015年春天笔者参观了此馆，既为其丰富的馆藏所折服，更惊叹于它营造真实情境进行科学教育的理念。
图1.芝加哥科学与工业博物馆建筑外景
众多教育理论已经证实，真实情境中的科学教育可为深度学习提供助力，而这正是场馆教育的强项。芝加哥科学与工业博物馆也正是此理论的践行者。
比如为了让观众了解真实的潜水艇构造，该馆就真的在一层大厅中放置了一艘美军于二战期间捕获的德国u505潜艇，并开发了配套的教育活动。
这艘潜艇的长约77米，重750吨，和3个自由女神像一样重。它的精密程度比想象中复杂很多，观众进入内部可以看到这些精密仪器：比如德文仪表盘、柴油机、鱼雷等等（图2）。同时还通过特殊的灯光和声音效果，让观众沉浸在巨大的震撼中。该馆针对潜艇开发的的登艇教育活动对所有公众开放，同时还制作了适合学校老师学生使用的活动指导手册。馆校活动分为三个部分，分别是“导航篇”、“探究篇”和“讨论篇”。“导航篇”是在学生参观潜艇前的预习。在指导手册中，学生可以全方位理解u505的历史和它的故事，u505长宽高、航行速度、食物、水手数量、航行路线等各类数据，甚至还有关于潜艇的专业术语的介绍，防止学生在参观时产生理解困难。“探究篇”是一段时长为25分钟“登艇之旅”。教育人员会带领大家进入潜艇内部，观看各个部分并进行讲解。与此同时，指导手册还列出了参观的注意事项，包括单独购票、监控记录等等，供教师们参考。“讨论篇”是回校后教师带领学生对有关潜艇的问题进行讨论，包括“潜艇如何在水中漂浮”、“如何净水”、“如何保密”等等，指导手册上提供了可供参考的教学流程及方案。融合了真实的潜艇展示与教育的系列活动让公众进行了深度学习，从而对潜艇产生了最为真实深刻的认知。
图2.观众在“登艇之旅”中参观潜艇内部的柴油机和德文仪表盘
除了潜艇，这家博物馆自1933年建馆之初，就将伊利诺伊州南部的一座矿井的“17号老坑”中搬至馆中，向观众展示了真实的采矿现场。观众参观煤矿的旅程持续30分钟，每批可容纳20人，观众先乘坐升降机到达黑漆漆的矿井里，在昏暗的矿灯下感受煤矿氛围，然后搭上煤矿工人日程通勤的小矿车，观看煤矿工人的工作与生活场景，接着博物馆教育人员会引导观众思考在矿井中如何打灯不会引起瓦斯爆炸，并演示戴维灯实验（图3）。接着，观众来到采矿现场，可以看到长壁采矿机对页岩区域的切割作业，然后所有人走进煤矿监控室，听教育人员依次介绍监控室设备，最后返程时会经过一个有关清洁煤矿的小型展览。置身于真实的煤矿中让公众既好奇又兴奋，继而激发出深入探究的兴趣。
图3.教育人员在演示“戴维灯”的奥秘
除了潜艇及矿井这种真实的人类工程外，芝加哥科学与工业博物馆在“科学风暴”展区还为观众模拟出闪电、海啸、雪崩等真实的自然现象。其中最受观众欢迎的展品是在展厅中央设置的高达12米的龙卷风柱（图4）。观众可通过按钮控制风速与风力，并在工作人员的引导下，钻进龙卷风里，体验一下被风吹得透心凉、站都站不稳的感觉。这个展项不但非常生动地揭示了龙卷风成因，还能让观众在体验中对工作人员传授的龙卷风逃生技能留下深刻记忆。
图4.科学风暴展区的“龙卷风”展项
这就是真实带来的力量，科普场馆可利用沉浸式体验的钥匙，帮公众打开深度学习之门。
（作者：辛尤隆 中国科技馆展览教育中心讲师）
（栏目主持人：齐欣，编辑：刘巍）
（本文转载自：《科普时报》2019年11月22日（第8版）“馆窥天下”栏目）
