王子楠

從2009年至今，全國科技館輔導員大賽已經舉辦了五屆。其中展品輔導賽的變化耐人尋味。在第一、二、三屆大賽中，“展品輔導”基本為“展品講解”，其近似于“演講”的風格曾受到部分業(yè)界內外人士的詬?。哼@種灌輸式的講解是否符合科技館“探究式學習”的理念？2015年的第四屆和2017年的第五屆大賽，比賽規(guī)則和選手們的輔導方式發(fā)生了顯著變化，逐漸由灌輸式的講解轉變?yōu)橐龑в^眾進行體驗和探究。作為這兩屆大賽的參賽選手，筆者對此有切身感受。而且這一變化，與科技館基于展品的教育活動所發(fā)生的變革是同步的。在此，筆者結合參賽的體會和日常展品輔導中的實踐，對展品探究式輔導的特性進行深入探討。

一、展品探究式輔導的特征

根據《現(xiàn)代漢語詞典》中的解釋，“探究”就是“探索研究，探尋追究”；“探索”就是“多方尋求答案，解決疑問”；“研究”則是“探求事物的真相、性質、規(guī)律等”。根據教育部2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》的解釋，“科學探究是人們探索和了解自然、獲取科學知識的重要方法”，“探究式學習是指在教師的指導、組織和支持下，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究的過程，以獲取科學知識、領悟科學思想、學習科學方法為目的的學習方式”。[1]

而根據美國1996年《國家科學教育標準》中的定義，“科學探究指的是科學家們用以研究自然界并基于此種研究提出種種解釋的多種不同途徑。探究也指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然所用的方法而進行的各種活動?！辈⑦M一步解釋說：“完整的探究學習過程包括提出問題、設計研究方案、收集數據、構造問題的答案、交流探究過程和探究結果五個階段。”[2]

從上述定義不難看出，探究式學習的核心是自主性的活動，而學生作為探究的主體之一，他們獲取知識的場所大部分集中在學校。然而，學校教育大部分是基于教材的授受式教學，教學形式以課堂為主，能夠通過實驗等形式自行探究的機會相對較少。此時，科技館應當成為學校教育的有力補充，借助科技館的展覽展品，進行基于實物的體驗式學習和基于實踐的探究式學習，觀眾通過操作體驗展品獲得直接經驗。同時，科技館借助多樣化的活動形式(如小實驗、小制作)和多樣化的情境、多樣化的感官體驗(包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等)來幫助觀眾獲得認知，將發(fā)源于學校教學中的情境學習、體驗式學習和多感官學習與展品結合，與輔導結合，與實驗、制作結合，彼此融為一體，開創(chuàng)不同于學校教學、具有科技館自身特點的教學形式。筆者認為科技館基于展品的探究式輔導應當具有如下特征：

(一)基于展品的探究，通過探究獲得直接經驗

輔導過程是觀眾基于展品的體驗式探究式的學習，是多樣化的學習，不是簡單的展品展示+灌輸式講解，而是將展品化身為實驗器材和教具，在輔導過程中，引導觀眾通過體驗展品，參與輔助實驗、觀察演示現(xiàn)象，獲得直接經驗，從而實現(xiàn)認知。甚至可以模擬當初的科學家們通過觀察體驗(包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多感官體驗)展品原型的標本、實驗裝置等發(fā)生的現(xiàn)象(包括形態(tài)、成分、反應、運動狀態(tài)等)獲得了直接經驗，從而實現(xiàn)認知，并歸納為如今教科書中的原理和知識。這其中，“科技實踐”是條件和情境，“自主探究”是方法和過程，“直接經驗”是學習效果和目標。

(二)教學法的廣泛應用，啟發(fā)引導式的輔導方式

輔導方式上不是簡單的描述現(xiàn)象、講述歷史和直接告訴觀眾展品所體現(xiàn)的科學原理和方法；而是積極借助各種小實驗小制作，以及成熟的教學方法，如情境學習、體驗式學習、多感官學習等，在展品教育活動中，引導觀眾通過體驗展品及輔助實驗、觀察演示的現(xiàn)象，獲得直接經驗，從而實現(xiàn)對現(xiàn)象背后的科學原理的認知。某種程度上就像帶領觀眾進行了一場科學研究與觀察、勞動生產的“科技實踐”，輔導員創(chuàng)造了進行“探究式學習”的情境，使觀眾獲得關于科技內涵的“直接經驗”，這也正是輔導員在開展教育活動時的價值所在。

(三)形式靈活多變，技術手段廣泛應用

既可以在相關的展品邊，借助展品作為實驗道具和現(xiàn)象呈現(xiàn)裝置開展，也可以利用PPT、音頻、視頻、多媒體等手段，還可以借助小實驗小制作來演示展品展項所不能演示的部分，借此將展品展項所要表達的科學原理分步驟演示，讓觀眾在觀察、對比、模擬中自主探究，為獲取直接經驗創(chuàng)設條件。

二、如何開展展品的探究式輔導

(一)深入研究展品是開展探究式輔導的基礎

展品是科技館最大、最有特色的教育資源，也是科技館實施展覽教育的主要載體，深入研究展品是開展探究式輔導的基礎?？萍拣^之所以區(qū)別于其它傳播和教育機構的重要原因，是因為擁有展品這一最主要、最有代表性的傳播/教育資源。正如嚴建強教授所說：“無論是博物館的科學研究工作，還是博物館的陳列教育工作，一旦離開了實物藏品，就成了無源之水，無本之木”。[3]

目前，科技館的展品主要有三類：一是動物、植物、礦物、化石等自然標本類展品，二是機械設備、工業(yè)產品的實物或模型等工業(yè)技術類展品，三是以科學儀器、科學實驗、科學考察、技術發(fā)明對象為原型的基礎科學類展品。

雖然科技館展品類型眾多，但要想讓觀眾能夠發(fā)揮自己的主觀能動性，進行深入探究，這就要求我們開展基于展品的探究式輔導。因此必須研究透展品，充分了解其所展示的科學原理，并深入了解與展品相關的所有信息，挖掘展品背后所蘊含的科學方法和科學精神。具體說來，對于展品的研究可以分為三個層次：

第一層次：了解展品包含哪些科學概念，明確其中的核心概念是什么，以及核心概念與其他科學概念的關系是什么？在此基礎上思考：在進行本件展品的探究式輔導時，是否需要分解探究，對于核心概念和其他科學概念，認識上是否有前后的順序。以展品“離心現(xiàn)象”為例，它包含的科學概念為：什么是離心現(xiàn)象，即要使物體進行圓周運動必須為其提供足夠的向心力，如果向心力不足，物體就不能維持圓周運動，會遠離圓心而去。而物體向心力的大小與物體質量、旋轉速度和旋轉半徑有關。據此應該思考，為了更好地探究離心現(xiàn)象，以及向心力與物體質量、旋轉速度和半徑的關系時，是否需要進行分解，若需要分解應該怎么分解；

第二層次：總結展品呈現(xiàn)了哪些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象與上述科學概念(特別是核心概念)有什么關系？通過這些現(xiàn)象對于觀眾借此得出科學結論有多大作用？哪個現(xiàn)象最有利于觀眾通過觀察、體驗實現(xiàn)對科學概念(特別是核心概念)的認知？仍以展品“離心現(xiàn)象”為例，觀眾按照說明牌轉動手柄驅動兩支管子繞共同的軸心旋轉。當達到一定轉速后，會發(fā)現(xiàn)原本沉在底部的金屬球會上升到頂部，而原本浮在頂部的塑料球反而會下沉到底部。該展品的演示效果表示：金屬球靜止時金屬球沉在底部，金屬小球的重力大于受到的浮力；旋轉中金屬球的離心傾向較大，趨向于遠離旋轉的軸心而被甩到管子的頂部；塑料球靜止時浮在頂部，塑料小球的重力小于受到的浮力，旋轉起來時水的離心傾向較大，小球被擠到管子的底部。為觀眾展示了離心現(xiàn)象與物體受力的關系，但是科學概念中離心現(xiàn)象與半徑和速度的關系并沒有清晰地表示，需要進行第三個層次的探究。

第三層次：如果展品本身的現(xiàn)象不足以讓觀眾實現(xiàn)“體驗-認知”，是否可通過其它輔助小實驗、小道具等幫助觀眾實現(xiàn)“體驗-認知”？仍以展品“離心現(xiàn)象”為例，為了展示離心現(xiàn)象與半徑和速度的關系，就需要借助相應的小實驗和小制作來進行補充。如離心現(xiàn)象與半徑的關系，我們可以制作長繩末端系住重物，可以讓觀眾拿住繩子的一端和拿住繩子的一半位置，以相同的速度轉動，感受手上的力度；而離心現(xiàn)象與速度關系時，我們仍然利用這條綁有重物的繩子，拿住繩子的一端，以不同的速度轉動，觀眾可以在體驗中，通過感受手上的力度，清楚知道他們之間的關系，實現(xiàn)了“體驗-認知”。[4]

當經過這三個層次的認識后，我們明確了展品和輔導所要傳遞的核心科學內涵和擴展科學內涵，并且設計了為了利于觀眾實現(xiàn)“體驗-認知”的小實驗小制作，而且當觀眾開始以上的過程時，就類似于科學實驗或科學考察一樣，進行了基于展品的探究式學習過程。

(二)教學法的設計

科技館教育活動與學校教育活動類似，都是通過教育活動為受眾傳播知識和方法。學校教育是基于教材的授受式教學，為了提高學習效率，教育界對相應的教育教學方法有著歷史悠久和卓有成效的研究，總結出來包括：建構主義學習理論、多元智能學習理論、探究式學習、體驗式學習等理論和教學法。這對于科技館開展教育活動同樣具有指導性的作用，所以在開展基于展品的教育活動時，也應積極借鑒相應的教育理念和教學方法。

在科技館中最具代表性的參與體驗型展品，是由科學實驗儀器、生產工具、自然和生活中的科學現(xiàn)象發(fā)展而來，某種程度上再現(xiàn)了科學研究與觀察、勞動生產的“科技實踐”，相較學校教育，科技館的展品先天具備進行體驗式學習和探究式學習的優(yōu)勢。

因此，在開展基于展品的探究式輔導時，應該在引導觀眾觀察現(xiàn)象、體驗認知的基礎上，思考最適于采用哪種教學法，如探究式學習、做中學、多感官學習、體驗式學習、發(fā)現(xiàn)式教學、情境學習(Situated Learning)、情境教學(Situational Approach)、基于問題的學習(PBL)等強化輔導的效果。

此時，我們既可以某一種教學法為主，也可以是幾種教學法的綜合運用，總之是以最有利于引導觀眾實現(xiàn)“體驗-認知”為出發(fā)點。如2017年第五屆全國科技館輔導員大賽中山西科技館輔導員張哲橋在展品“多普勒效應”的輔導中就應用了多種教學法，包括探究式學習、多感官學習、體驗式學習、情境學習等多種教學法：在輔導之初，通過模擬救護車的聲音，強化了聽覺的體驗，觀眾耳朵首先聽到了聲音的高低變化，隨后觀察展品可以發(fā)出聲音的旋轉發(fā)生器，又通過視覺觀察發(fā)生器遠離-靠近-遠離的位置變化，同時聽到發(fā)生器聲音隨著距離的變化也隨之變化，進一步強化了聽覺和視覺的聯(lián)系，探究到聲音的變化與距離有關系，距離靠近聲音尖銳，距離遠離聲音變得相對低沉。通過應用多種教學法的巧妙設計勝過輔導員枯燥無味的原理講解，潛移默化中加深了公眾對多普勒效應的理解。

(三)趣味性創(chuàng)意設計

在深入研究了展品、了解了核心概念、加入教學法的應用、強化了輔導效果后，第三步可以采用如講故事、造懸念、做游戲、猜謎語、破疑案……等形式讓輔導活動充滿趣味性，激發(fā)觀眾參與的興趣。但需要注意的是這些趣味性的情節(jié)、環(huán)節(jié)、要素，應與展品要傳遞的科學概念、擬采用的教學法融為一體，防止“兩張皮”或“三張皮”。如展品“穿墻而過”所要表達的核心概念是光的偏振，表現(xiàn)形式是小球穿過玻璃管中的“黑墻”。在2017年第五屆全國科技館輔導員大賽總決賽中有3名參賽輔導員在這件展品的輔導時，分別以嶗山道士、孫悟空、魔術師穿墻而過的故事作為導入情境。雖然這三個故事表面上看都是“穿墻而過”，但均與偏振光的科學問題無關，前兩個神話傳說也引不起觀眾對科學原理探索的欲望。這三個故事沒有產生通過設置教學情境和問題引導觀眾探究的學習效果，失去了科學性的趣味性創(chuàng)意就變得毫無意義。

趣味性創(chuàng)意的核心目的是引導觀眾更有興味、更專注地進入探究式學習。比如，懸念要把欲傳遞的科學概念轉化為懸疑，其過程就是基于問題的學習；故事、懸念、游戲等所營造的情境，就是情境學習、情境教學的情境；破疑案的過程，就是做中學、探究式學習、基于問題的學習的過程。如筆者在第五屆輔導員大賽東部預賽關于展品“球吸”的輔導中，開場就營造懸疑的氛圍，第一句便問在場的人：“朋友們，1911年發(fā)生了一件冤案，你們知道嗎？”第一句話便將觀眾的注意力和好奇心調動起來，緊接著通過故事，為大家創(chuàng)設情境“豪克號的船長被抓起來了，但是船長是被冤枉的“！然后，帶領觀眾一起，借助展品，進行模擬實驗，在實驗中、在探究中一步一步了解相關的科學原理，最終一起得出為什么說船長是被冤枉的科學原因。這樣基于問題學習有關展品核心概念的科學問題，使觀眾產生強烈的探索欲望。這既是情境教學，也是基于問題的學習。這其中的情境、問題等，是引導探究的手段，也是為引導探究而創(chuàng)設的條件，將情境教學、基于問題的學習與探究式學習統(tǒng)一了起來。

三、總結

科技館的主要教育目的是讓觀眾通過與展品的互動，了解科學的本質，建立科學的世界觀。科技館教育的目的決定了科技館的教育方式不是演講、不是背書、不是獨角戲、不是學校課堂講課，也不是傳統(tǒng)博物館灌輸式的講解，而是開展基于展品的探究式輔導教育活動，讓觀眾成為活動的主角，讓觀眾自己動腦、動手操作，依托展品進行探究式學習，從而使觀眾獲得直接經驗，培養(yǎng)、引導觀眾建立科學思想和科學方法。在此過程中就要求輔導員能夠在深入分析展品的基礎上，了解展品科學原理與展示現(xiàn)象，通過多種教學法的設計引導觀眾探究以及趣味性的創(chuàng)意來激發(fā)觀眾的探究熱情，讓觀眾在觀察現(xiàn)象，自主體驗探究中獲得科學知識、科學方法和科學精神。