科技馆“馆校结合”项目的开发与实践
——基于展项的科学课程设计
傅丽[1]
（山西省科学技术馆，太原，030000）
摘要 在“馆校结合”项目中，科普场馆如何利用自身的科普资源优势，针对不同年龄层的学生开发设计科学课程。本文以山西省科技馆创意工作室“DIY_手工作坊”的“年轮里的时间”科学课程为例，着重介绍了以低年龄段学生（5～7岁学生）为目标人群的科学课程的开发与设计思路。
关键词 低年龄段学生 科学课程 馆校结合
众所周知，探究式学习强调的是“做中学”，通过在实践中获得的有效经验，帮助学生自主建构知识，并最终达到融会贯通于生活，进行科技创新的目的，它强调的是“学习”“思考”“实践”三者的有机结合。而科技馆基于展项的科学课程，就是遵循“在活动、实践的基础上通过交往促进学生发展”这一基本思路，利用科普场馆特有的资源优势，让学生通过观察和实践获得直接经验，并据此对各种科学理论开展进一步的探究学习，进而获得多种知识的拓展和经验的累积。所以，在我国不断强调素质教育的今天，科学课程因其强调亲历探究和自主学习的特点，深受学生们的喜爱，其在科技馆“馆校结合”项目中的重要性也愈加彰显。
1 课程设计思路
科普场馆开发设计的科学课程体现的是“参与、合作、体验、探究”的发展性特点，多属于教师指导下的科学探究活动，是在问题的引导下开展的探究，过程的设计是让学生在观察和实践的同时，运用判断思维和逻辑思维对现有的科学知识做出多种可能的假设或解释的多侧面活动，同时，学生科学探究能力的培养、科学知识的学习及情感价值的提升贯穿于整个活动，由于其目标的实现需要学生合作共同完成，且学生选择课程的初衷多源于自身的兴趣，因此，科普场馆科学探究活动的目标人群多为知识技能水平相近的某一年龄段的学生。综合考虑到低年龄段学生的普遍知识结构，和其生长发育敏感期的阶段性特点，“年轮里的时间”科学课程选择以时间为主题，通过学生对“年轮”展项的深度观察和探究，引导其以数学思维的方式，深入理解“时间”概念，帮助他们“把科学知识与观察、推理和思维的技能结合起来”，进一步培养他们的时间观念，促进他们生活经验的拓展和累积。
2 目标人群和学情分析
目标人群：5～7岁学生，属于小学低年龄段学生，受众为10人/课时。
研究发现，该年龄段的学生属于对数学、动植物、科学实验、绘画等事物的学习关键期，尤其是对探索自然的兴趣非常强烈。为此，在“年轮里的时间”科学课程开展的过程中，学生们在仿真情境下，通过观察和操作“年轮”展项获得的“直接经验”，帮助其加深对已有知识的理解；在教师的引导下按照一定规则展开的思考和讨论，不仅帮助学生以数学的思维，把“年轮形成的原因”与“时间”概念融会贯通，也帮助他们把观察和思考后的经验、结果，按照一定的思路和逻辑清晰地描述、分享出来，并且让他们在倾听的过程中，建立起善待批评、反省自我、接纳互助等良好品格；动手做的过程，是学生理论联系实践展现技能的过程，也是其自主建构的知识重新表达的过程，同时，想象力也使其创新思维以艺术表现的方式在此过程中呈现；最后，学生们经由教师的引导，通过分享讨论、倾听反思、观摩比较等方式，开展的归纳总结和拓展，让其直观地认识到自己的优点与缺点，从而清晰地意识到方法对于结果的重要性。
3 课程实施策略
低年龄段学生的探究过程一般涉及观察、思考、讨论、实践、总结反思等步骤，而且在他们的经验里，“事物不是分门别类地呈现的”。为此，我们把“年轮里的时间”课程分为三个环节。60分钟的课程，以分段限时的方式开展，不仅满足了儿童天生具有的交谈或交流、探究或发现、制作或建造、艺术表现四种本能的基本需要，也于无形中培养了该年龄段学生的时间观念和团队规则意识。
图1 山西省科技馆儿童科学乐园“生命的智慧”展区
第一环节：课程导入。结合该展区以自然森林为主的空间设计，采用“情境+游戏”的方式，通过“角色扮演解决问题”，有效地激发了学生们的学习兴趣和好奇心。众所周知，“兴趣是最好的老师”，而以“角色扮演解决问题”的游戏方式带入课程，不仅增添了课程的互动性和趣味性，也更好地唤醒了低年龄段学生兴奋的学习情绪，激发了他们内在的学习动机，学生们遵循着一定的游戏规则，按照教师给出的线索，运用归纳与概括、比较与分类、分析与综合、讨论与交流等基本推理方法，寻找可以帮助他们解决问题的“年轮”展项的过程，也是他们启动已有知识，相互沟通、彼此借鉴的过程。通过课程可以发现，这一过程对于教师评价和掌握学生的知识储备，初步了解他们的性格特点有着重要的作用，而这也为教师在下一环节引导和启发学生更好地开展课程，较好地完成教学目标奠定了良好的基础。另外，“自然森林”的空间背景，以“沉浸式体验”的方式，让学生们仿若置身于真实的自然环境之中，这种身临其境的感觉，很轻松地就把科学思维和真实世界联系在一起，极好地激发了学生自主探究、持续学习的兴趣。
第二环节：开展深化。“开展深化”的过程就是理论与实践贯通融合的过程，它不仅是“理论”支撑“实践”的思考过程，也是“实践”验证“理论”的探究过程，而这也正是我们常说的“做中学”的核心体验。所以“年轮里的时间”科学课程采用的“做中学”，和大众普遍意义上认为的“在机械的技能操作中学习”大相径庭，它是世界著名教育家杜威所强调的，“作为学生情景脉络的‘做’”，不仅要动手，还要动脑，要反省思维，是“强调主体在与外部相互作用基础上的反思”，“是在探究的基础上自主建构知识”，是“探究中学”。[2]
图2 学生通过交流讨论自主探究“年轮”展项
在低年龄段学生的眼中，“事物不是以抽象概括的方式呈现出来的，而是以形象、生动、具体、个别的方式存在于自己的经验中”。为此，教师结合具体的“年轮”展项，以提问和建议的方式，引导、鼓励学生们积极思考、踊跃发言，条理清晰地解释说明自己观察、探究出的结果，有效地杜绝了该年龄段学生的盲目摸索，缩短了他们的学习时间，也在一定程度上帮助他们以形象思维和逻辑思维相结合的方式建构自己的学科知识体系，把抽象的定义和“年轮”具体的形象相统一。
图3 教师引导学生讨论学习“年轮”知识
另外，通过教师的引导，学生以开放的形式进行的交流讨论，不仅让他们学会倾听和思考借鉴其他同学的学习经验，学会相互接纳、审视自己的观点，还在一定程度上有效地启发了他们把“利用年轮推算树木年龄”和其所熟知的“时间概念”有机融合，把“观察年轮疏密度和颜色深浅”获取的“直接经验”与“辨别方向和气候”的“生活经验”密切联系，也就是说，通过探究活动和教师的引导，让学生找到了自己了解的日常社会生活经验和学科知识之间存在的真实、自然的关系，并把新的认知和自身已有的种种经验理智且清晰地联系起来。
图4 学生自己制作手表
儿童的探究多以“观察”为主，科学的探究却离不开“实验”的支撑。结合低年龄段学生“制作或建造”等本能的需要，学生通过“动手做”的方式，把之前获得的“直接经验”和“生活经验”有机联系起来，重新整合后，按照自己的理解，以制作手表的方式再次“表达”，并从艺术的角度创造自己的作品。在此过程中，学生们通过思考和制作，把“年轮”和“时间”结合在一起，把自己对于时间这一抽象概念的理解以“年轮手表”的方式呈现，可以说，这是学生在一定程度上把自己观察到的现象、学习到的知识和思考后的结果以一种具象的方式做出的解释，也是学生在整个探究活动过程中建立起的新理解，是学生深化和增长自身科学知识的体现。不仅如此，学生们的制作过程和制作成果也有助于教师客观地评价学生对于课程的接受程度，掌握整个课程的学习情况。
图5 学生们展示自己的实践成果——年轮手表
第三环节：归纳总结与拓展。在教师的引导下，让学生以亲历者的身份，讨论回顾整个探究活动的关键步骤，反思自己的探究过程，分享自己的活动心得和成功经验，帮助他们条理清晰地梳理总结整个探究活动中的目标任务和完成情况，并相互给出客观且中肯的评价，不仅让学生的思维更加灵活，所学的知识更加牢固，也使得他们的语言组织能力、逻辑思维能力、对事物的描述能力以及根据观察结果进行解释说明的能力得到提高。另外，在知识拓展部分，基于课程主题设计开展的“古诗词背诵”抢答游戏，让学生明白“时间”重要性的同时，也使其清晰地看到自己知识上的短板，对激励他们对获取成功的渴望也起到了积极的促进作用。
4 教学重点和难点
教学重点——以数学思维的模式，通过“年轮”推算树木的年龄，并使其与抽象的“时间”概念建立联系；通过“观察年轮疏密度和颜色深浅”来“辨别方向和气候”，并学会运用此知识解决生活中遇到的相关问题。
教学难点——以相互交流、讨论的方式，引导学生思维清晰且有条理地解释说明自己的探究结果和活动心得；带领学生在规定的时间内有效地完成阶段性任务，以确保整个探究活动的顺利开展和教学目标保质保量的完成。
5 结语
随着“馆校结合”项目的不断深入，找准各方需求之间的契合点，在教学目标、内容、形式上“合而不同”。要充分发挥科技馆的资源优势，利用其教育特征——基于实物的体验式学习、基于实践的探究式学习、形式多样化的学习并实现常态化、细分化、规模化、系统化。作为非正式学习环境的科普场馆利用自身的科普资源优势，在科学课程的开发和设计过程中，针对不同目标人群，对情境所做的恰当设置和组织安排，有效地确保了整个科学探究活动学习目标的明确性、学习过程的完整性和学习结果的良好性。各种各样的科学探究活动，不仅可以激发学习者的探究热情和兴趣，还可以提升他们的综合能力，培养其科学探究的品质和科技创新精神。通过科学探究活动，科技馆的科普展项“活”了起来，科普知识越来越生动有趣，社会大众争相走进科技馆，感受科学的魅力，其让科普场馆的社会教育功能愈加凸显的同时，也对提升全民科学素养起到了积极的助推作用。
参考文献
［1］任长松：《探究式学习——学生知识的自主建构》，教育科学出版社，2005。
[1] 傅丽，山西省科学技术馆，科员，展厅辅导员。
[2] 任长松：《探究式学习——学生知识的自主建构》，教育科学出版社，2005。