青少年科普活动中互动体验式设计对科学兴趣培养的影响研究

摘要：在青少年科学素养培育的关键阶段，传统科普活动的单向传播模式难以激发持续兴趣。本文聚焦互动体验式设计在青少年科普活动中的应用，分析其通过沉浸式参与、实践操作、情境模拟等形式对科学兴趣培养的影响机制，包括强化认知连接、激发探索欲望、提升自我效能感等。结合实践案例，探讨当前设计中存在的体验浅层化、年龄适配不足等问题，并提出针对性优化策略，旨在为提升青少年科普活动实效、促进科学兴趣可持续发展提供参考。

关键词：青少年；科普活动；互动体验式设计；科学兴趣

一、引言

青少年时期是科学兴趣形成与发展的关键期，科学兴趣的培养直接影响其科学素养的提升和未来职业选择。随着教育理念的革新，单纯依靠知识灌输的传统科普模式已无法满足青少年的认知特点和成长需求。互动体验式设计以“参与、探索、反馈”为核心，通过创设可感知、可操作的科学情境，让青少年在亲身体验中接触科学、理解科学。近年来，各类科技馆、科普基地纷纷引入互动体验项目，但关于其对科学兴趣培养的具体影响机制及优化路径仍需深入探讨。

二、互动体验式设计的核心要素与青少年认知特点适配性

互动体验式科普设计以青少年为中心，其核心要素体现在四个方面：一是实践操作性，通过提供简易电路组装台、化学微观结构模型拼接组件等可动手操作的实验装置和科学工具，让青少年在操作中观察现象、验证原理；二是情境沉浸性，借助VR技术模拟太空探索、利用场景还原呈现生态系统等方式，营造身临其境的科学环境，强化感官体验与认知关联；三是即时反馈性，设置答题闯关、实验结果可视化等机制，比如完成物理力学实验后即时显示数据曲线，帮助青少年快速感知行为与结果的关联；四是社交互动性，设计共同搭建桥梁模型、协作完成机器人编程挑战等小组合作任务，促进知识共享与思维碰撞。

这种设计与青少年的认知特点高度适配。青少年处于皮亚杰认知发展理论中的形式运算阶段，虽具备抽象思维能力，但仍依赖具体经验支持。互动体验式设计符合“做中学”规律，能让青少年通过动手实践将抽象科学概念转化为具体操作经验，例如在“水的浮力”体验中，通过改变物体重量、体积观察沉浮变化，直观理解阿基米德原理；同时，它能满足青少年的好奇心与探索欲，设计中的悬念设置（如“如何让鸡蛋浮起来”）和开放式问题（如“改变光照强度会对植物生长产生什么影响”）可有效激发其探索动机；此外，还能适应青少年的社交需求，合作式体验任务既能提升参与乐趣，又能通过同伴互动强化对科学知识的记忆与理解。

三、互动体验式设计对科学兴趣培养的影响机制

互动体验式科普设计在培育青少年科学兴趣方面发挥着多维度的关键作用，具体体现在四个层面。

首先，它能强化认知连接，降低科学距离感。传统科普中，科学知识常以抽象符号或理论形式存在，易使青少年产生“科学遥远、难懂”的认知。而互动体验式设计通过具象化呈现让科学回归生活，比如在“食物消化”科普中，青少年可操作模拟消化系统的互动模型，亲手转动“胃”“肠”部件观察食物分解过程，将生物课本上的文字描述转化为可感知的动态体验，从而消除对复杂生理知识的畏惧感，建立“科学就在身边”的认知，为科学兴趣的产生奠定基础。

其次，能激发探索欲望，培育内在动机。互动体验中的“问题驱动”和“未知探索”效果显著，当青少年在体验中遇到“为什么磁铁两极磁力最强”“不同材质的导电性为何不同”等问题时，会主动尝试调整操作方式、寻求答案。如某科技馆的“电磁迷宫”互动项目，青少年需操控带电流的金属棒避开迷宫中的导电触点，过程中会自发探索“如何控制电流大小”“磁场对电流的影响”等问题，这种由体验引发的自主探索欲望，比被动听讲更能催生持久的科学兴趣。

再者，可提升自我效能感，增强科学自信。自我效能感是影响兴趣持续性的关键因素，互动体验式设计通过分层任务设置，让青少年在完成挑战中获得成就感。例如“机器人编程”体验从简单的“前进、转弯”指令到复杂的“避障路线规划”逐步升级，青少年每完成一个阶段任务，都会获得“我能做到”的积极反馈，这种成功体验能弱化“科学很难”的固有认知，增强其参与科学活动的自信，进而更愿意主动接触科学知识、参与科学实践。

最后，能够促进情感共鸣，深化兴趣层次。互动体验不仅传递知识，更能引发情感共鸣，在“气候变化”主题科普中，青少年通过VR设备“亲历”冰川融化、极端天气场景，直观感受温室效应的影响，这种情感冲击会使其从单纯的知识记忆上升为对科学问题的关注与思考。当科学兴趣与社会责任感、个人价值感结合时，兴趣层次会从“好奇”深化为“热爱”，甚至转化为长期的科学探究动力。

四、当前互动体验式设计存在的问题

当前互动体验式科普设计存在一些问题，影响了对青少年科学兴趣的培养效果。其一，体验浅层化，缺乏深度探究，部分活动的互动仅停留在“触摸、观看”等表层，如让青少年按按钮观看机械运转动画，却无引导深入思考的环节，这种“为互动而互动”的设计难以让他们理解现象背后的科学原理，导致兴趣仅停留在感官刺激层面，无法转化为深层探究欲望。其二，年龄适配不足，忽视认知差异，不同年龄段青少年认知水平差异显著，但许多互动项目未针对性设计，比如给低龄儿童设置需复杂逻辑推理的物理实验，或给高中生提供过于简单的拼图类体验，都会因难度不匹配降低参与热情。其三，反馈机制单一，缺乏个性化引导，现有反馈多为“正确/错误”的简单判定，缺乏对操作过程的针对性指导，例如化学实验体验中，操作失误仅提示“失败”而不解释原因，会打击积极性；操作正确时，未引导“如何优化步骤”，限制了兴趣拓展。

五、优化互动体验式设计的策略

为提升互动体验式科普效果，可从三方面优化设计。一是设计递进式探究任务，围绕科学主题构建“感知—操作—探究—创造”链条，如“光的折射”主题中，先观察筷子水中“弯折”现象，再调整光源角度等记录变化，进而归纳规律、设计工具，引导青少年从现象观察深入原理探究，深化科学兴趣。二是分层设计体验项目，适配不同年龄特征：小学低年级以游戏化体验启蒙兴趣，如搭建积木桥梁感知结构；小学高年级至初中增加实验与原理讲解，如用显微镜观察细胞；高中引入探究性课题，培养科学思维。三是完善多元反馈机制，结合人工智能提供过程性提示、个性化总结报告，还可设置“同伴互评”，通过多维度引导强化体验收获。

六、结语

互动体验式设计通过契合青少年认知特点的实践操作、情境沉浸等形式，在强化科学认知、激发探索欲望、提升科学自信等方面对科学兴趣培养产生积极影响，是突破传统科普局限的有效路径。针对当前存在的体验浅层化、适配不足等问题，需通过递进式任务设计、年龄分层优化、多元反馈机制完善等策略持续改进。

参考文献：

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作者简介：何琬君，1983.12，汉，广东省江门市人，硕士研究生，科学普及专业助理研究员，研究方向：公民科学素质提高，青少年科学教育