你知道吗？每个人都能从圆周率中找到自己的生日，美妙的琴声可以被“看见”，高深莫测的量子力学变得真实可感……在广东科学中心历时三年全新打造的“数理万象”展馆，抽象的基础科学知识也能够“看得见、摸得着”。
奇妙的科学现象只是引领观众进入科学大门的“钥匙”，展馆的核心要义在于让公众学会“像科学家一样思考”。展馆一改堆砌展品的设计思路，摒弃过去将各个基础学科内容孤立的分布方式，提炼数学和物理的内在联系，将观众“带回”科学发现现场，体会科学家的研究过程。
8月8日，“数理万象”展馆正式开放。在北京交通大学物理科学与工程学院副教授、中国物理学会科普委员会副主任陈征看来，科技馆是校外科学教育的核心阵地，“数理万象”展馆展项设计令人耳目一新，吸引观众进行探索式学习，真正做到向公众传递科学思想，弘扬科学精神。
明线暗线结合 还原科学现场
在“数理万象”展馆“旋涡保龄球”展项前，只需按动按钮就能在水箱中发射涡流环，射击保龄球，观众能直观地看到水下涡流环产生的“流体子弹”效应。
展馆里，类似这样让观众动手操作和互动的展项还有很多。
广东科学中心主任卢金贵表示，近日，《广东省科技创新条例》表决通过，推出系列加强基础研究的“硬措施”，进一步凸显基础研究的重要性，“数理万象”展馆推出的初衷，就是为了提高公众对基础科学的了解，激发儿童青少年对基础科学的兴趣，培养更多基础研究后备人才。展馆从科学现象出发，结合科学家们的科学发现历程，展示了数学、声、光、电磁、力学、流体、量子等诸多领域的科学内容，共包括123件（套）展项。
“数理万象”展馆是广东科学中心聚力打造的基础科学馆，建设过程长达三年，设计方案经反复修改，甚至一度被推倒重来。广东科学中心副主任邱银忠说，投入如此多的时间和精力就是为了改变传统科学馆展项堆砌、“千馆一面”的问题，让教育目标从知识科普转变为科学素养提升。
这种设计理念贯穿在整个展览的设计线索中。广东科学中心研究设计部部长黄亚萍介绍，展馆以数学、力学、声学、电磁、光学、流体、量子等分区为明线，以科技史为暗线，用科学发展历程中的重大事件和重要人物将互动展项串联起来，引导公众思考科学发展历程。
例如，数学展区的线索按照数学发展的三次革命展开，设计“万物皆数”“万事皆可计算”“不确定的世界”三个模块。展区用自然界中的分形图案、蜂巢的形状等呈现世间万物皆数学的理论；通过人体的黄金比例、微积分测海岸线等形式，表达万事都可以用数学来计算；通过区分现实世界和数学世界，展示了概率、混沌理论等。
“观众可以清晰看到科学发展的脉络，以及一代代科学家们的质疑、求真和探索精神。”黄亚萍说。
对于明线、暗线结合的设计思路，华南师范大学科学技术与社会研究院教授汪小虎印象深刻。“展览还原了科学家们‘观察现象——提出假设——实验验证——推理结论’的研究路径，吸引观众动手、动脑、动情去主动学习，达到跳出具体的科学知识去培养科学思想、科学方法的目的。”他说。
多学科交融 展现科学之美
首次参观“数理万象”展厅，让陈征最受触动的是那些看似简单，却将高深的数理科学知识具象化的设计巧思。
例如，一般的科学馆通常以模型的形式呈现完美立方体，而“数理万象”展馆在模型之外还配有墙上的一组镜面，直观地表达完美立方体的对称性。
展馆还将数学与物理、数理与艺术融合，引领观众从跨学科的角度建构知识，领略科学之美。
“各个展区看似是独立的学科领域，实则是多个学科之间的交融。”汪小虎举例说，力学展区的“开普勒定律”展项，展示了开普勒把数学用于天文学，从而建立行星运动的三大规律的历程；声学展区的“琴弦和音调”展项，呈现了毕达哥拉斯在其音乐理论首次将声音与数学相联系。
在科学与艺术的融合上，展馆的标志性展项“思维火花”综合运用机电、灯光、音乐等形式，传达人类不断求真探索推动社会发展的寓意，给人以思想启迪和艺术享受。
在陈征看来，这样的设计特色，让“数理万象”展馆适合三类不同人群参观——
对一般公众而言，展馆的互动性和趣味性能够激发他们的科学兴趣，建立起对科学现象和科学思维的感性认识；
展馆内有线索，展项间有逻辑关联，且分成不同主题，这能为中小学生提供专题式、探究式的研学活动；
此外，展馆能为学校的科技辅导员或科学教师的课堂教学提供新的灵感。
校内外优势互补
助力科技人才培养
在加快培育和发展新质生产力、推动高质量发展的时代背景下，科技人才培养的重要性日益凸显。
今年6月召开的全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会提出，要一体推进教育科技人才事业发展，构筑人才竞争优势。
在陈征看来，科学教育是培养科技人才的关键，而科学馆作为校外科学教育的核心阵地，有着广阔的可为空间。
实际上，“数理万象”展馆在设计之初，就充分考虑了校内外科学教育的优势互补，将展品、展项与中小学课标结合。
广东科学中心研究员邹新伟介绍，展馆展示内容涵盖中小学科学、数学、物理等课程的经典内容，且展馆中的123件展项与128个课标知识点匹配，并配套开发了系列研学课程和教育活动。
汪小虎认为，课堂教学是儿童青少年获取科学知识的常规途径，而科学馆则是对课堂教学的重要补充和延伸，两者共同推动儿童青少年科学素质的提高。
这在“数理万象”展馆的设计中得到充分彰显。广东科学中心高级工程师李锋说，为了让校内外的科学教育形成良性互补，展馆将涉及到中小学数学、物理的重要知识点进行展示，给不同年龄段、不同年级的学生带来不同体验。
以“蛇形摆”展项为例，小学生看到的是蛇形摆动的神奇现象；学过物理的初二学生，可以从中理解摆的周期与摆长的关系；高中学生则可探究单摆的周期与摆长、重力加速度之间的定量关系。
“后续，展馆将开展教师培训等活动，引导学校老师利用展项自主开发教育资源和课程；还将联合教育部门，开发针对不同年龄段的研学课程，将中小学相关课程开到科技馆来，使场馆真正成为校外科学教育基地，实现‘馆校结合’强连接。”他说。
陈征认为，广东科学中心的这些探索和实践，有助于打破传统观念中科普工作被视为科技创新的“啦啦队”的固有印象，真正做到让科技创新与科学普及同等重要，让科普工作在拔尖创新人才培养和创新型人才队伍的建设中发挥出应有作用。
撰文：吴雅楠 卞德龙
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