编者按：按照党中央、国务院决策部署，各地要深入开展减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担（简称“双减”）工作。在“双减”政策背景下，如何实现提质增效，促进学生全面健康发展，是广大学生、家长及老师们共同关心的话题。
“双减”政策实施之后，中小学生该何去何从？全体教育工作者、科普工作者应当积极作为、主动担当，从普及科学知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神方面发挥示范作用，并科学谋划，积极组织策划形式多样的科普教育活动，为广大师生指引开辟科普助力“双减”新的路子。湖南省科普作家协会为积极探索“双减”政策下育人模式，特开辟《科普助力“双减”》专栏，报道优秀案例。该栏目由全国优秀科普作家、湖南师大附中特级教师李湘黔老师主持，敬请 摘要：乡村振兴体验教育场馆是新时代文明实践站。中国乡村传统科技文化主题教育普及是乡村振兴体验场馆的重要部分，是站在中国传统文化自信的高地上，通过诠释文化样态与科技趣象的解析，相互融合，以小见大，以展示我国乡村传统科技文化的丰富意义。本文以实例的形式提出了中国乡村传统科技文化主题教育普及由七个板块主题组成：乡村生产生活中用具、乡村玩具、乡村乐器、乡村游戏、乡村美食、乡村建筑、乡村杂艺等。
关键词：乡村；传统科技；文化；场馆
中国乡村传统科技文化是我国优秀传统文化的重要组成部分，是我国千百年来乡村农耕文化发展的智慧结晶。在当前我国农村社会经济振兴发展中，中国乡村传统科技文化主题教育普及应以新视角唤起广大群众对乡村再认识、再思考，将在我国乡村振兴发展战略中展现出我国乡村传统科技文化新的活力与魅力。
习近平指出：“要推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展，以时代精神激活中华优秀传统文化的生命力。”根植于五千年悠久文明土壤中的中国乡村传统科技文化是我国文化的自信之源。即使在科技高度发达的今天，我国乡村传统科技在世界文明发展中的作用也是不可否认的。中国乡村传统科技文化积淀着多样、珍贵的精神财富，是中华民族生生不息、长盛不衰的文化基因，是当代中国文化发展的丰厚滋养，也是实现中华民族伟大复兴的力量源泉。传承并发展中华优秀传统文化，是新时代赋予教育工作者的历史责任。我们应该具有教育的担当精神，是不负时代、脚踏实地做乡村传统科技文化的传承者和科技创新教育的实践者。
中国乡村传统科技文化主题教育普及是站在传统文化自信的高地上，应该通过诠释文化样态与科技趣象的解析，相互融合，以小见大，展示了我国乡村传统科技文化的丰富意义。中国乡村传统科技文化体验场馆建设主题可以分为七个主题：乡村生产生活中用具、乡村玩具、乡村乐器、乡村游戏、乡村美食、乡村建筑、乡村杂艺。
一、乡村生产生活主题
在我国绵延数千年的农耕社会中，乡村生产生活用具在劳动实践中不断发展、演变，薪火传承，不断推进社会发展。中国乡村生产生活用具不仅有方便生活、发展生产的物质功能，而且有促进社会文明进步的精神功能。中国乡村生产生活用具在一定程度上诠释了一个民族的精神特质，对民间生产生活用具的研究是我国文化建设的一个重要组成部分。
文化样态
簸箕一般用竹篾或藤条编织而成，是我国广大乡村农业生产活动中所必备的工具，主要用于揽装或筛拣麦子、谷物等。簸箕的历史十分久远，甲骨文、金文中即有“箕”字，其字形像一端开口的条状编织物，与后代的箕十分相似。《说文·箕部》谓之曰：“簸，扬米去糠也。”数千年来，簸箕至今仍然是许多农家经常使用的清选谷物的农具。
科技趣象
簸箕簸谷物时，施行摇、簸、熘、抖等动作，使谷物与簸箕间的空气受压而产生向外的气流，从而吹走质量轻的谷物外壳等杂物，达到“去粗留精”的目的。
文化样态
在西汉时期扬雄所着的《方言》中，有关于纺车的最早文献记载。纺车是一种以毛、棉、麻、丝等纤维材料为原料，通过人工机械传动，利用旋转抽丝延长的工艺生产线或纱的设备。纺车一般有一个用手或脚驱动的轮子和一个纱锭。纺车的应用极大地推动了中国纺织工艺技术的发展，使得我国的丝绸纺织品闻名于世。
科技趣象
常见的乡村手摇纺车是锭子在左，绳轮和手柄在右，中间用绳弦传动。脚踏纺车是采用连杆和曲柄将脚的往复运动转变成圆周运动，使轮转动。
文化样态
活塞式木风箱代表了古代鼓风技术的最高水平，是我国古代鼓风设备中最重要的发明。其由一个木箱、一个推拉的手把和活动木箱构成。通过拉动活动木箱，使空气通过进风口使风箱充满空气，再推动使空气压出，从而使炉火旺盛。活塞式木风箱构造合理，设计极为巧妙，加之其制作较为简单，维护起来很方便。
科技趣象
人推拉推拉杆，在活塞板后的箱体内形成相对真空，外部空气压打开此端的活门；挤压使气压增大，此端的活门关闭，而出风口处的活阀摆动，气体由出口入炉内。
二、乡村玩具主题
中国乡村玩具源远流长。民间玩具俗称“杂耍”，专供玩耍娱乐之用，其以娱乐的方式向社会渗透和传播民俗文化。许多乡村玩具诞生于民俗事象之中，与民间习俗、日常生活密不可分。乡村玩具在人们的物质生活和精神生活方面具有极强的互补性，给人以精神上的愉悦、心灵上的慰藉和思想上的充实感。民间玩具还可以营造一种团结和谐的人际环境，拉近人与人之间的距离。
文化样态
叫蝉是一种乡村玩具，它是用竹木制作而成的，由鸣蝉（发音体）、细线和甩棒三部分构成。当我们转动甩棒，使细线带动鸣蝉做圆周运动，这时我们将会听到音调起伏变化的类似蝉鸣的叫声。叫蝉在沿顺时针、逆时针，低速和高速旋转时会发出不同的蝉鸣声。
科技趣象
声音是因物体的振动而产生的。由于有松香细末的参与，细线与棒的摩擦力加大，从而通过细线使竹筒底膜发生振动；膜的振动又使竹制空腔的空气产生共鸣，从而发出像蝉鸣一样的声音。
文化样态
纸弹竹枪是很多农村少年儿童都玩过的一种玩具。它的构造非常简单，只要一截细竹筒和活塞棒就可以了。用牙将纸咬得硬实些，即可制成弹丸和纸活塞。尤其是在物质匮乏的年代，小小的纸弹竹枪给农村少年儿童带来了无尽的欢乐。孩子们在那“砰砰嘣嘣”声中，自编自导一场又一场的“战斗”和近距离的“厮杀”，使自己的童年充满了英雄色彩。
科技趣象
推至竹筒前端的纸弹丸不动，用棒推压活塞（另一个纸弹丸），则封闭在弹丸与活塞之间气室里的空气压力变大。当气室的压力超过弹丸受到的最大静摩擦力时，弹丸就从枪口飞出。
文化样态
空竹多以竹木为材料，其中空，因此得名“空竹”，是我国传统的民间玩具。空竹有单轮与双轮两种类型，其中双轮的空竹外形酷似腰鼓，两头为扁平状的圆轮，两个圆轮之间用轴相连；单轮的空竹形像陀螺，只有一侧有圆轮。在清代，人们将空竹与空钟一起俗称为“响葫芦”；而在江南一带，空竹又被称为“扯铃”。空竹的发明人是谁，确切史料已无从考证。尽管现存史料关于空竹的资料不是很多，但是从一些记载中可知空竹从古至今一直为中国人所青睐。
科技趣象
空竹转动时，空竹气腔内的空气就会按一定的频率振动发声。抖空竹的技艺中蕴含着丰富的力学原理，空竹利用陀螺原理，转动越快越稳定。
三、乡村乐器主题
中国乡村乐器历史悠久，灿如繁星。从古至今，无论是在民间婚丧喜庆、民俗节日等活动中，还是在礼仪及宗教活动中，都有大量的乡村乐器演奏活动。乐器是有性格的，乐器的性格取决于人，也会影响人的性格。
文化样态
芦笙主要流行于我国西南地区的苗族、瑶族、侗族等少数民族地区，是我国一种极为古老的乐器，它的前身是汉族的竽。芦笙一般由竹或木制成，它可以分为轻音芦笙与重音芦笙两种。在我国最早的诗歌总集《诗经》中就有芦笙的相关记载：“我有嘉宾，鼓瑟吹笙。吹笙鼓簧，承筐是将。”现在每当逢年过节，我国的苗族等少数民族地区的人们都要举行各式各样、丰富多彩的芦笙会，吹起芦笙跳起舞，庆祝自己的民族节日。
科技趣象
演奏时，手指按音管下端指孔，使笙簧与上端出音口之间的空气柱形成有效长度，通过吹气或吸气，使其固有频率同簧片的频率产生耦合振动而发音。笙管上端套有竹筒制作的共鸣筒。
文化样态
噗噗噔儿曾在我国民间广为流行，它是一种用玻璃吹制而成的玩具。虽然很早以前噗噗噔儿就已经被发明出来，但关于它变形的相关理论研究却很晚。目前关于噗噗噔儿的最早研究是年美国力学家冯·卡门和他的中国学生钱学森作出的，但他们将这类问题简化为一个球壳在外压作用下的失稳问题。
科技趣象
噗噗噔儿底薄如蝉翅，且略凹，对着管端轻轻吹气后内部气压略大时，底便变形并突然外凸，随之“噗”地一响；然后再吸气，随着内部压力减小，底又“噗”地一响变为向内凹。
四、乡村游戏主题
乡村游戏是我们传统文化中颇具特色和值得玩味的，具有浓厚的乡村区域文化气息。这些乡村游戏玩法简单易学，趣味性强，不受人数、场地、环境的限制。
文化样态
打纸板也叫扇画片。用纸折成的纸板呈正方形，有正反两面。打纸板的游戏规则很简单：谁先打，谁殿后，次序都通过“锤子剪刀布”解决。只要把对方的纸板儿打翻个面，就赢得了对方的这个纸板。
科技趣象
如果是纸板薄折，击打纸板的周边，击地后所产生的风力冲击波极易将纸板掀翻。若纸板太厚，只要击打纸板的正面，由于厚纸板弹性大，弹向空中的高度就高，被掀翻的概率就大。
文化样态
风筝又被称为纸鸢，在我国已有两千多年的历史，相传墨子以木头制成木鸟，经过三年时间研制，这是人类最早的风筝。风筝是中华传统文化得以传承、发扬的载体之一。我国的山东潍坊在每年的4月20日至25日还会举办潍坊国际风筝节，在风筝节期间，有来自全球很多国家和地区的代表团前来参赛。
科技趣象
风筝表面呈流线型，似飞机的机翼，由于上下表面气流流速差，产生气压差，这种气压差就是使飞机上升的升力。
文化样态
滚铁圈是一种中国乡村儿童游戏，又名滚铁环。二十世纪七八十年代，滚铁圈在男孩子当中极为流行。滚铁圈主要是用铁钩推动铁圈向前滚动，同时用铁钩控铁圈的前进方向。那时候在乡村的小路上、谷场里，经常会有一群穿着破旧、满脸泥花花的小男孩，滚着铁圈互相追逐、比赛。
科技趣象
铁圈钩一定要与铁圈吻合，铁圈钩通过摩擦力和压力控制铁圈滚动的方向；钩子起到了轴承的作用，使铁圈具有滚动力矩。铁圈的运动是一种平动和转动的叠加运动。
五、乡村美食主题
中国是一个名副其实的美食之国，中央电视台播出的系列纪录片《舌尖上的中国》就充分展现了我国乡村饮食文化的博大精深。源远流长的中华美食文化集中体现了我国各民族的生活智慧，具有强烈的时代性、丰富的民族性、特定的地域性、历史的传承性，是一种独特的文化现象。
文化样态
吹糖这种古老的传统手艺相传在我国唐代就已经出现了。当时的制糖人做的糖带有一种香味，因此吹糖小贩都以“香印”作为叫卖声。到了宋朝，因“印”与“胤”同音，为了避宋太祖赵匡胤的名讳，吹糖人选择以打小铜锣来代替吆喝。因此，打铜锣就成了吹糖这个行当的标志。
科技趣象
用手指挤压气囊将气体鼓入柔软的糖体中，糖体在压强的作用下产生膨胀，然后进行艺术造型。糖艺常使用蔗糖加入葡萄糖熬制，调色后颜色丰富亮丽，而且增强了硬度。
文化样态
棉花糖的制作是我国传统的手工艺，起源于何地、何人发明，现无定论，我国最迟清朝时就出现了。旁边免不了会围着一群小孩，口水吧嗒地盯着棉花糖，好像闻着的空气也是甜丝丝的。
科技趣象
棉花糖的制作用到了旋转离心力和快速凝固原理。棉花糖制作机的中心部位是一个温度很高的加热腔，将糖变成了糖浆。甩出的丝状液态物质遇冷凝固，糖浆马上就凝结成固态的糖丝。
文化样态
爆米花古称“孛娄”，是一种膨化食品，其最早可追溯到宋朝。为什么把爆米花叫作“孛娄”呢？因为当地的方言把打雷的声音叫作“孛辘”。炸爆米花这一传统制作工艺正逐渐走向世界，外国朋友对中国人的这一神奇创造啧啧称赞。
科技趣象
加热时罐内的温度不断升高，压强变大，米粒中的水分蒸发，使已变软的米粒膨胀成小气球。勐地打开盖子，罐内的气体就会急速泻出，米粒瞬间急剧膨胀，爆开成蓬松的爆米花。
六、乡村建筑主题
在世界建筑体系中，中华建筑风格和特色独树一帜。我国的建筑体系在多年前的殷商时期就已初步形成，其风格优雅，结构灵巧。不同时期的中国乡村建筑表现出不同的建筑流行元素。乡村建筑体系具有极高的艺术价值、历史价值和文化价值。
文化样态
吊脚楼是苗族、壮族、布依族、侗族、水族、土家族等少数民族的传统民居形式，多依山靠河而建。吊脚楼属于干栏式建筑，但与一般所指干栏又有所不同，干栏应该全部都是悬空的，所以称吊脚楼为半干栏式建筑。吊脚楼上层通风性好、干燥，用来住人，下层多用来堆放杂物或饲养家禽牲口。
科技趣象
吊脚楼是在传统的干栏式建筑原理的基础上创建的穿斗式木质结构住宅。它以柱、枋为基本受力构件，通过穿斗构成完整空间。房子框架全用榫卯衔接，柱、枋、梁还有檩，都两两垂直相交。
文化样态
蒙古包是我国蒙古族牧民所居住的房子，又称为“毡包”。蒙古包呈圆形尖顶，顶上和四周覆盖一至两层厚毡。蒙古包的大小不一，建造和搬迁非常方便，适于游牧生活以及牧业生产活动，此外，蒙古包十分结实，每年冬春两季，蒙古高原常有大风，蒙古包在大风中能屹立不倒。
科技趣象
蒙古包耗材少，不容易变形，呈圆形，使得面积、空间大。蒙古包的建造充分利用了力学知识，支撑的架木把屋顶的压力都分担了。
文化样态
木拱桥指的是中国传统的木构桥梁。木拱桥的技术含量很高，其构造复杂精巧，在世界桥梁史上独树一帜。木拱桥主要分布在中国的浙江、福建等省。北宋着名画家张择端在《清明上河图》中描绘了横跨汴河两岸的虹桥，此桥即是木拱桥，据一些桥梁专家推算，画中的木拱桥跨度约为20米，宽约为8米。
科技趣象
木拱桥两端固定，桥能承受很大的荷载。很多木拱桥都采用了廊桥这种形式，即在桥上建廊，以增加稳定性。结构不用钉铆，只需用相同规格的杆件搭接即可，纵梁和横梁相互挤压。
七、乡村杂艺主题
我国幅员辽阔，乡村民族众多，生态多样，风俗迥异。在长期的历史发展过程中积淀而成的复杂的文化板块，使乡村杂艺异彩纷呈。古往今来，这些民间杂艺颇受民众的喜爱，我们从中既可以看出不同时代、不同人群的审美情趣、生活方式，也可以探究各个时代人们的生活乐趣和乡风民情。
文化样态
打铁是一种原始的乡村锻造工艺，其所需设备相对简单：一个带风箱的大火炉，一个铁墩子，几个大小铁锤和一把夹钳。打铁时先拉动风箱，将火炉中的温度升高，再将要锻打的铁器置于火炉中烧红，然后移到大铁墩上，由师傅掌主锤，徒弟握大锤，师徒二人交替进行锻打。
科技趣象
金属的强度与温度有关，在高温下，铁容易变形。打铁时将烧红的铁块放入冷水中，铁器变硬，会听到“嗤”的一声，水面上冒出一股白烟，这是水先遇热汽化，再在空气中遇冷液化的缘故。
文化样态
弹棉花是中国传统的手工艺之一。其历史悠久，早在我国元代就已出现。20世纪七八十年代，农村很多家庭的棉被都是用买来的或自家种的棉花请人弹制的，以前没有机械，全靠师傅手工完成整个过程，制作一床棉被需要几天时间。
科技趣象
弹弓贴近棉花，用木榔头敲击弦，棉花在拉力与摩擦力的作用下就会渐渐变得疏松。弹棉花是使棉纤维变得蓬松均匀，增加透气性。将表面压实则是为了使棉被能形成隔热层，从而起到保暖的作用。
文化样态
皮影戏始于汉、兴于唐、盛于清，千百年来经久不衰。皮影戏主要是指利用灯光照射兽皮或纸板雕刻成的人物剪影以表演故事的戏剧形式。皮影主要以牛皮、驴皮、羊皮等动物皮为主要材质，多采用阳刻手法。皮影戏因其道具小，不受场地限制，加之其具有深厚的乡土气息，深受古人的喜爱。但随着社会的发展，人们生活水平的提升，皮影戏也在逐渐消失。年，皮影经国务院批准列入第一批国家级非物质文化遗产名录。
科技趣象
表演皮影戏时，要用灯光把剪影照在银幕上。其运用了光的直线传播和影的形成原理。有道具挡着，光透不过去，就产生了影子。道具移动，影子也随之移动。
文化一旦有形有效地彰显出来，足以激发众多的个体共鸣。兴趣是广大群众尤其是青少年学习的原动力，中国乡村传统科技文化主题教育普及不仅有实物或模具、更有彩色动画阅读方式和中英文对照解析，使平面读物立体化、动画化，对广大群众尤其青少年（含国外朋友）学习科技知识与创新思维发展具有激趣、启智、益慧之功效。守正促进创新，行稳方能致远。为了乡村振兴，让我们在科技创新教育和中国传统文化推广实践工作中一路扎实向前！
李湘黔，湖南师范大学附属中学特级教师，湖南师大硕士研究生导师，湖南省青少年STEM教育科普基地项目负责人（湖南科技厅授牌），长期致力于中国传统科技文化传承与STEM教育研究。/年教育部选派赴香港指导教育教学及文化交流，教育部课程中心STEM教育项目课题主持人，获教育部优秀交流课题，教育部优秀课题，中国发明协会中小学创造教育分会STEM教育名师工作室首席名师，湖南师大STEM教师行动研究基地首席专家，湖南省青少年科技教育协会STEM专委会主委。荣获教育部“优秀指导教师”、香港教育局“感谢状”“湖南青年五四奖章”“湖南省创先争优优秀共产党员”“湖湘创新70年”湖南科技创新致敬大会科普育人致敬人物，两次获湖南省人民政府记一等功，湖南科学技术进步奖。着作《中国民间文化与物理趣味》获科技部全国优秀科普作品、国家新闻出版广电总局“全国农家书屋重点图书推荐书目”等奖项，着作《国学品读与家风传承》入选教育部全国高校主题出版项目，着作《中国传统科技文化与STEM教育》《中国乡村传统科技文化趣象》《中国传统民间文化与科技趣味》入选湖南省科学技术创新引导项目。
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