科学教育是以素质教育为依托，体验科学思维及探索验证方法，并以培养科学精神与态度、建立完整的科学知识体系与价值观为目标，开展科研基础能力训练和科学技术应用的教育。科普知识的传播是科学教育的重要实现方式之一，经过多年实践，我们认为以激发公众兴趣为目标的科普实验既能传播科学知识，又能提升公众的科学素质。

科普实验是科学思维、科学实验技能和科学基本知识具象化认识的综合体，是最复杂但也最能达到科普效果的方式之一。一般来讲，科普实验的公众关注度比较高，体验比较深刻，有利于开展跨学科的科学知识传播，但科普实验需要一定的科学知识和动手操作能力，对开展的场馆和每次实验的投入也有较高要求，此外，开展一次科普实验的参与体验对象有限，公众参与度略有欠缺。对于科普实验设计者来说，可在科普实验活动过程中观察公众对每个环节的喜好，优化实验难易程度，调整环节中的知识点密度，不断引导公众深入思考，通过“思考—验证—总结反思—修正—验证”的过程逐步引起公众兴趣。

开展以兴趣为导向的科普实验设计，可以通过以下几个方面进行优化与思考。

系统性

围绕目标系统思考并设计科普实验，有利于在有限的实验时间内达成科学教育目标。任何一项科普活动都是科学知识通过媒介向他人的信息传递，但互动往往只重视科普内容本身，而忽略了公众的接受程度。以兴趣为目标，是要把公众从众多选择中吸引过来，由被动影响到主动询问。实验设计可以从生活中的常见现象入手，让公众在初步接触时认为那只是一个有趣的谜题，而不是某项科学定理的验证，降低其参与中“畏难”的壁垒，增加其主动参与解题的意愿。根据参与人群调整课题呈现形式、难度、知识点之间的联系，以及知识点的趣味性“爆点”等，这些精细化的设计和管理往往能达到良好的科技教育效果。以昆明植物研究所开展过的科普实验为例，同样以“植物中的色彩”为主题的科普实验，对于小学2年级学生，主要以植物提取物对不同织物染出的色彩为主要实验目标，用艳丽的色彩吸引学生，让他们感受到植物中原来有那么多有趣的物质；对于大学二三年级的学生，则通过分离材料将植物提取物分离，在柱层析上呈现出化学成分逐渐分离的过程，由色彩变化带来直观感受，让学生感受到植物化学成分的多样性，以及植物色彩可能是一种混合物的最终呈现；而对于已经工作的人群，则通过展示不同的植物颜色在不同的水质、金属离子、浓度等要素改变的情况下发生的变化，解释鸡尾酒颜色的调配和织物染色原理等。这样以调动兴趣为目的，通过系统设计，同一主题面对不同的公众体验者，均收到了较好的科普效果，达到了科学教育的目的。

可控性

科普实验经过系统设计，在实施中往往会忽略实验节奏的把握。虽然科学实验是一种自由的探索，目标是科学知识的获得，但实现的途径可以更加高效而准确。因此，实验的可控性也十分必要和重要，从何时开始，在何处结束，继续深入是否有安全隐患，回答这些具体细节的问题就是对可控性的回答。可控性并非针对科普实验的结果进行控制，而是控制时间长度、实验难度、知识点密度及各类交叉知识点出现的位置等。在每个阶段设计若干完结点，如遇到特殊情况则就近完结实验，体验者也不会因实验没有成功做完而产生挫败感；如能全部顺利完成，体验者也会在每个节点感受到一段科学小结，强化刚刚经历的科学实验印象。总之，主动选择将可能遇到的问题前置并分类，设计应对方案，尽量降低实验中的不确定性，由此达到知识传递的可控性。在昆明植物研究所开展的“植物中化学成分探究”的高校科学营西部营科普活动中，由于实验环节较多，总体系统设计后，其中植物化学成分分离的实验要求在半天内完成，而实验的前期处理会花费较长时间，如果按照整个环节顺序推进，学生很难看到分离实验的效果。因此为了让学生能整体经历整个实验流程，采用了“步骤倒置”的方式，在将实验原理教授给学生之后，提前对处理好的样品进行色谱层析，随后再按正常实验流程操作，直到处理完前期样品。这时色谱层析样品也基本完成，刚好可以与前期处理进行衔接，保障了实验的整体效果。此外，为了在实验中不过多影响学生注意力，实验采用了分子筛原理的分离材料，实验开始后需要关注的时间比较少；为了缩短层析时间，通过按比例减少层析柱长度和加快流动相速度，将层析时间控制在规定时间以内；为了有一定的对比度，将学生分成多组自选不同的实验材料，进行相同操作的实验。这些围绕实验的“可控性”流程均保障了实验的顺利完成和科学知识的普及。