陳奕喆　嚴(yán)曉梅　王鳳英

[摘? ?要] 在加強(qiáng)面向青少年的科學(xué)教育背景下，構(gòu)建基于大概念理論的場館課程設(shè)計(jì)框架能為落實(shí)館校結(jié)合的場館課程設(shè)計(jì)提供支持。一是目標(biāo)維度，館?？茖W(xué)教育均可統(tǒng)一于理解科學(xué)大概念，即能被靈活遷移運(yùn)用的學(xué)科核心知識；二是內(nèi)容維度，大概念層級框架可以定位館校各自的特色，有助于充分發(fā)揮所長。本研究通過開展小學(xué)生植物園課程設(shè)計(jì)與實(shí)施，檢驗(yàn)了該模式的應(yīng)用。圍繞葉子的環(huán)境適應(yīng)性主題，研究發(fā)現(xiàn)學(xué)校情境更多聚焦小概念和抽象核心概念理解，因此場館情境可以側(cè)重關(guān)聯(lián)豐富具體現(xiàn)象和小概念歸納。課程實(shí)施的效果研究發(fā)現(xiàn)，基于大概念設(shè)計(jì)的場館課程可以促進(jìn)學(xué)生達(dá)成更具關(guān)聯(lián)性、抽象性、遷移性的概念理解，進(jìn)而與其學(xué)校經(jīng)驗(yàn)相補(bǔ)充。為此，大概念理論可以助力我國場館充分發(fā)揮教育效能，使場館課程關(guān)注具體科學(xué)現(xiàn)象感知，以大概念為主線串聯(lián)各環(huán)節(jié)，整合場館資源。從而實(shí)現(xiàn)館校深度融合、協(xié)同發(fā)展、各展所長。

[關(guān)鍵詞]大概念? ?場館課程設(shè)計(jì)? ?館校結(jié)合? ?科學(xué)教育

[中圖分類號] N4；G459 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [ DOI ] 10.19293/j.cnki.1673-8357.2023.04.011

基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育關(guān)乎科技強(qiáng)國建設(shè)。習(xí)近平總書記指出，要在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法[1]。校外活動(dòng)場所，如科技館、博物館、植物園等，為激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲，提供了重要的機(jī)會(huì)[2-3]?！度窨茖W(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021—2035年）》將“建立校內(nèi)外科學(xué)教育資源有效銜接機(jī)制”[4]作為青少年科學(xué)素質(zhì)提升行動(dòng)的重要一環(huán)?，F(xiàn)有研究圍繞館校結(jié)合的探索，在理念層面明確了教育學(xué)理論對場館課程理念的指導(dǎo)價(jià)值[5]，立足建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀發(fā)掘場館相較學(xué)校情境在真實(shí)性、自主性和探究性上具備的諸多優(yōu)勢[6-7]；在實(shí)踐維度將核心素養(yǎng)作為場館課程開發(fā)的方向、內(nèi)容與方法遵循[8]。在此基礎(chǔ)上，實(shí)踐落地的挑戰(zhàn)得到關(guān)注，例如，場館與學(xué)校合作開展的教育項(xiàng)目隨意性強(qiáng)，難以系統(tǒng)融入學(xué)校教學(xué)計(jì)劃；場館活動(dòng)與校內(nèi)活動(dòng)趨同，未充分發(fā)揮場館優(yōu)勢[9]。場館課程資源建設(shè)缺乏系統(tǒng)化，導(dǎo)致校外科學(xué)教育在供需之間存在制度性脫節(jié)[10]。為此，本研究基于大概念理論，搭建了場館與校內(nèi)科學(xué)教育目標(biāo)統(tǒng)一、形式互補(bǔ)，進(jìn)而指導(dǎo)課程實(shí)踐的課程模式框架，探索館?？茖W(xué)教育深度融合的新路徑。

1應(yīng)然分析：大概念理論及其作為場館課程設(shè)計(jì)框架的潛力

英國學(xué)者溫·哈倫（Wynne Harlen）曾指出，科學(xué)教育應(yīng)作為一個(gè)趨向于理解核心概念的進(jìn)程[11]7，改變對碎片化知識的記憶和重復(fù)，而轉(zhuǎn)向在真實(shí)情境中遷移并解決問題。大概念理論（Big Idea）由美國學(xué)者格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麥克泰格（Jay McTighe）系統(tǒng)提出，從兩個(gè)維度為素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)教育提供了實(shí)現(xiàn)路徑，一方面，大概念指向?qū)W科中的核心概念，反映了學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)和基本思想，能強(qiáng)有力地解釋現(xiàn)象[12]35，能夠成為制定課程框架的核心觀念[13]。另一方面，大概念具備遷移價(jià)值。正如布蘭思福特（John Bransford）所強(qiáng)調(diào)的， “對基礎(chǔ)性原則和觀點(diǎn)的理解是培養(yǎng)遷移能力的主要途徑”[14]。大概念使碎片化的知識系統(tǒng)化、連貫化、結(jié)構(gòu)化[15]，連接不同的知識片段，使學(xué)生具備應(yīng)用和遷移的能力[12]20。

在落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)中，大概念扮演著重要角色[16]， 當(dāng)前已以核心概念（Core Concept）、跨領(lǐng)域概念（Cross-cutting Concept）等不同措辭見諸中國、美國、加拿大、澳大利亞、新加坡等國家或地方課程標(biāo)準(zhǔn)[17-18]，也為場館和學(xué)校合作、共同指向科學(xué)核心素養(yǎng)培育提供了實(shí)踐錨點(diǎn)?；诖耍蟾拍钊诤蠄鲳^與校內(nèi)科學(xué)教育的應(yīng)然性可從目標(biāo)一致、形式互補(bǔ)和實(shí)踐構(gòu)想維度進(jìn)行厘清。

1.1 以大概念統(tǒng)一館校教育目標(biāo)

大概念追求學(xué)科核心理解和遷移運(yùn)用的雙重面向使其貼合校內(nèi)和場館科學(xué)教育目標(biāo)。對校內(nèi)情境而言，《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課標(biāo)》）以大概念統(tǒng)整科學(xué)教學(xué)，強(qiáng)調(diào)“聚焦核心概念，精選課程內(nèi)容”[18]2，幫助學(xué)生達(dá)成對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深層次理解。對校外情境而言，場館教育目標(biāo)與大概念理念也具備內(nèi)在吻合。科學(xué)場館將知識蘊(yùn)藏于實(shí)物、環(huán)境和活動(dòng)中，為學(xué)生提供了重要的科學(xué)實(shí)踐和知識運(yùn)用場域?？傮w而言，校內(nèi)和場館科學(xué)教育在目標(biāo)維度均將理解科學(xué)大概念作為科學(xué)核心素養(yǎng)培育的重要落腳點(diǎn)，為館校相互銜接、相互補(bǔ)充的課程開發(fā)創(chuàng)造了契機(jī)。

1.2 以大概念定位館校互補(bǔ)切口

大概念處于一種層級性的體系框架中，能統(tǒng)攝下位的小概念和具體現(xiàn)象。溫·哈倫等學(xué)者根據(jù)抽象程度和解釋力范圍差異區(qū)分了大概念和小概念[11]13。大概念基于小概念歸納，小概念抽象程度更弱，并隨著大概念的運(yùn)用被不斷激活[17]。小概念又關(guān)聯(lián)著諸多具體現(xiàn)象，由此形成了“大概念—小概念—具體現(xiàn)象”的層級劃分。

圍繞“理解大概念”這一共同目標(biāo)，校內(nèi)科學(xué)課堂和校外科學(xué)場館在層級側(cè)重點(diǎn)上有所差異。促成更具核心性和抽象性的概念理解是校內(nèi)科學(xué)教育的優(yōu)勢所在。與此相對，場館教育更聚焦學(xué)生對具體現(xiàn)象的具身感知和小概念建構(gòu)。彼得·洛克斯利（Peter Loxley）指出，非正式科學(xué)情境所能提供的場景、經(jīng)歷、現(xiàn)象、刺激遠(yuǎn)遠(yuǎn)比教室更廣泛、更生動(dòng)，支持有深度的概念理解[19]6。我國學(xué)者劉晟同樣強(qiáng)調(diào)場館中的大概念學(xué)習(xí)重在將參觀者情緒和感官體驗(yàn)與具體的科學(xué)現(xiàn)象聯(lián)系起來[20]，通過提供情境化的科學(xué)知識，鼓勵(lì)參與式科學(xué)探索，讓學(xué)生看見學(xué)科知識與現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)聯(lián)，以求得真實(shí)性的問題解決[21-22]。

1.3 以大概念指導(dǎo)場館課程開展

大概念為場館科學(xué)課程的內(nèi)容組織提供了可遵循框架。課程標(biāo)準(zhǔn)凝聚著最精要的知識結(jié)構(gòu)，是提取大概念的重要來源[23]，科學(xué)場館可對課程標(biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)有學(xué)科大概念進(jìn)行降維分級，抽離出表達(dá)不同維度的觀點(diǎn)語句，隨后尋找支撐這一觀點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容[24]，進(jìn)而搭建課程內(nèi)容框架。大概念指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)在國外場館教育實(shí)踐中已得到運(yùn)用，如英國科學(xué)博物館集團(tuán)（Science Museum Group）下屬的倫敦科學(xué)博物館等五大場館均將課程標(biāo)準(zhǔn)深度融入教育項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施中，以課程標(biāo)準(zhǔn)為銜接學(xué)校和場館的橋梁[25]。

基于此，本研究構(gòu)建了基于大概念理論的場館課程設(shè)計(jì)框架（見圖1）。在左側(cè)設(shè)計(jì)過程維度，框架的運(yùn)用“自上而下”，始于確定校內(nèi)外科學(xué)教育所共同關(guān)注的科學(xué)大概念內(nèi)容。隨后運(yùn)用大概念層級結(jié)構(gòu)作為分析館校情境特征的工具，定位館?；パa(bǔ)切口。最后開展課程設(shè)計(jì)與實(shí)施。而課程設(shè)計(jì)產(chǎn)出的結(jié)果在邏輯結(jié)構(gòu)上形似右側(cè)雙螺旋狀“自下而上”，場館與學(xué)校科學(xué)課程在最下位的教學(xué)內(nèi)容、教育方式等維度各具特色。而這種差異的內(nèi)在邏輯是館?；パa(bǔ)的教育情境特征，兩者立足自身優(yōu)勢，在大概念框架的不同層級上各有側(cè)重，并共同指向一致的教育目標(biāo)，即促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)大概念。

2實(shí)然探索：基于大概念的場館課程設(shè)計(jì)實(shí)踐

研究者以植物園課程設(shè)計(jì)與實(shí)施為例，對上述課程設(shè)計(jì)框架開展實(shí)際運(yùn)用和檢驗(yàn)。課程以小學(xué)生為對象，這一群體處于儲備科學(xué)知識、激發(fā)科學(xué)興趣、培育科學(xué)素質(zhì)的奠基階段，也是科學(xué)場館學(xué)習(xí)的重要受眾。課程設(shè)計(jì)遵循圖1所示的3個(gè)主要步驟。 首先定位核心概念，統(tǒng)一培養(yǎng)目標(biāo)。《課標(biāo)》明確了“物質(zhì)與能量”“系統(tǒng)與模型”“結(jié)構(gòu)與功能”“穩(wěn)定與變化”4項(xiàng)學(xué)科核心概念[18]16。其中“結(jié)構(gòu)與功能”是生物學(xué)的基本觀點(diǎn)[26]，在自然界的眾多生命現(xiàn)象中有所體現(xiàn)，亦貼合植物園情境特征，因此被選定為本研究的大概念主題。隨后，研究者以上海市“空中課堂”教學(xué)錄像為校內(nèi)課堂情境樣本，以大概念層級框架分析其實(shí)踐特征，關(guān)注課堂教學(xué)內(nèi)容在不同層級上的分布，從而尋找場館科學(xué)教育有機(jī)互補(bǔ)的著力點(diǎn)。最后，立足場館優(yōu)勢，開展課程設(shè)計(jì)。

2.1基于層級框架，分析校內(nèi)科學(xué)課堂特征

本研究運(yùn)用MAXQDA Analytics Pro 2020軟件，從學(xué)科核心概念、小概念和具體現(xiàn)象3個(gè)層級對校內(nèi)科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容開展編碼分析。作為編碼標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)科核心概念被界定為有組織、有結(jié)構(gòu)的科學(xué)知識和模型，處于科學(xué)學(xué)科的中心位置[27]?！墩n標(biāo)》中與“結(jié)構(gòu)與功能”相關(guān)的共有4條生物學(xué)核心概念，分別為生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次、生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)、生物與環(huán)境的相互關(guān)系、生命的延續(xù)與進(jìn)化。除此之外，小概念被界定為對學(xué)科事實(shí)的抽象表達(dá)，對特定范圍的學(xué)科現(xiàn)象具有解釋力，而具體現(xiàn)象指圍繞學(xué)科主題的現(xiàn)象、特征和表現(xiàn)。

2.1.1校內(nèi)課程的概念層級分布特征

對校內(nèi)科學(xué)教育特征分析的樣本來源于上海市“空中課堂”平臺，該平臺是上海智慧教育平臺的重要組成部分，包含小學(xué)一線教師錄制的全學(xué)段科學(xué)課堂視頻微課，課程由上海市教育局組織本地中青年骨干教師，經(jīng)過專家共同研課形成，具備一定的規(guī)范性和代表性。

根據(jù) “結(jié)構(gòu)與功能”這一大概念主題，4個(gè)年段共計(jì)21個(gè)課程視頻被納入分析，并以“年級（y）-單元（u）-課程序號（c）”作為命名代號。每個(gè)編碼單元為完整的意義片段，即從授課內(nèi)容開始涉及相應(yīng)的概念類型起，直到該部分內(nèi)容講解完畢為止，該時(shí)間段即被記為編碼一次。編碼過程由兩名研究者獨(dú)立開展，在開始編碼前，研究者對編碼框架進(jìn)行討論并達(dá)成共識，編碼完成后計(jì)算評分者一致性達(dá)88%，一致性良好。在數(shù)據(jù)分析后，研究者提取已編碼課堂視頻片段的時(shí)長在其所屬課程總時(shí)長中的占比，并采用加權(quán)平均數(shù)方式計(jì)算各概念類型在單一課程中的平均時(shí)長占比，最后按照年級匯總（見圖2）。

結(jié)果顯示，概念層級的年級分布存在差異。學(xué)科核心概念隨年級上升在課堂教學(xué)中的比重增加，在一年級課堂中占比僅有1.27%，在五年級課堂中已增長至7.33%。核心概念在課堂中以教師總結(jié)歸納為主要形式，如教師在課程最后指出，“今天我們了解了生物能夠適應(yīng)環(huán)境，在不同的環(huán)境如草原和森林中，生物均具備適應(yīng)環(huán)境的生理特征”（y3-u4-c1）。小概念總體占比的年級分布較為穩(wěn)定，主要呈現(xiàn)方式是“教師提問—學(xué)生作答”，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納現(xiàn)象之間的共同特征和規(guī)律，從而生成更具解釋力和概括力的科學(xué)理解，如“通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)在自然界除了種子植物還有孢子植物，用孢子繁殖后代”（y5-u3-c1）。與此相對，具體現(xiàn)象的比重呈減少趨勢，一年級課堂中占比最多，達(dá)10.33%，而在二、三年級有明顯下降，五年級課堂的內(nèi)容抽象程度更高，未出現(xiàn)具體現(xiàn)象。

2.1.2校內(nèi)課程針對具體現(xiàn)象的教學(xué)方式特征

作為館?；パa(bǔ)的切口，校內(nèi)課程對“具體現(xiàn)象”的呈現(xiàn)方式得到重點(diǎn)關(guān)注，編碼識別了“科學(xué)觀察”“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“舉例”3類內(nèi)容，分別占比23%、22%和55%?！翱茖W(xué)觀察”與“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”是“探究實(shí)踐”這一《課標(biāo)》核心素養(yǎng)的重要組成[18]7。 “科學(xué)觀察”體現(xiàn)為教師通過演示幫助學(xué)生掌握有目的、有順序、全面細(xì)致的觀察方法，如教師邀請學(xué)生總結(jié)“我們可以用眼睛看葉子的形狀和大小，用放大鏡觀察葉緣和葉脈，用鼻子聞葉的氣味，用手觸摸葉片表面”（y1-u4-c3）?！翱茖W(xué)實(shí)驗(yàn)”則體現(xiàn)為教師對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和方法的講解，并鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)方式開展科學(xué)探究，如教師在課堂中播放“將一枝白色的花的莖剖開并分別插在兩杯不同顏色的水中”的實(shí)驗(yàn)演示視頻，并總結(jié)“植物的莖具有傳輸水分的作用”（y2-u6-c3）。而“舉例”指課堂中以案例形式出現(xiàn)的事物與現(xiàn)象，其細(xì)節(jié)與特征往往未得到詳細(xì)介紹，僅向?qū)W生做簡單羅列，如教師以圖片形式向?qū)W生列舉了傳統(tǒng)漫灌、噴灌、滴灌、水培等植物灌溉培植方法（y2-u6-c2），而對不同灌溉方式中水分進(jìn)入植物根系的作用機(jī)制未進(jìn)行深入講解。

2.1.3校內(nèi)課程特征總結(jié)與互補(bǔ)需求定位

從總體上看，抽象化和結(jié)構(gòu)化的科學(xué)知識體系依然是校內(nèi)課堂重點(diǎn)關(guān)注的部分。在具體現(xiàn)象的呈現(xiàn)方式和豐富程度上依然存在較大的可完善空間。有研究指出，科學(xué)大概念體系符合知識金字塔結(jié)構(gòu)，自下而上分別為科學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象、小概念和大概念，數(shù)量逐漸精減，內(nèi)容逐步抽象，課程設(shè)計(jì)可遵循這一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階[28-29]。而當(dāng)前學(xué)校課堂的內(nèi)容分布整體呈現(xiàn)“上下窄，中間寬”的“棗核形”，學(xué)生對豐富科學(xué)現(xiàn)象的探索和體驗(yàn)不夠充分，課程對核心概念的觸及也較為有限，而大量存在的是相對零散且較為抽象的小概念。追求大概念理解意味著實(shí)現(xiàn)具體與抽象的“協(xié)同思維”[30]，具體現(xiàn)象是理解大概念的重要基礎(chǔ)，支撐大概念具備較強(qiáng)可遷移性[31]40。

在課時(shí)量和教學(xué)方式制約下，“舉例”內(nèi)容的大量存在即反映課堂容納科學(xué)現(xiàn)象的能力有限，教師不得不對科學(xué)具體現(xiàn)象進(jìn)行壓縮以保障核心知識點(diǎn)的講解，在“多而淺”的現(xiàn)象列舉之上，由教師主導(dǎo)直接總結(jié)出相應(yīng)的小概念。而學(xué)生探究、試錯(cuò)和歸納的過程則往往不夠充分，難以使學(xué)生主動(dòng)發(fā)掘現(xiàn)象背后的原理和機(jī)制。類似的，課堂中的“科學(xué)觀察”和“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”大都以教師示證或播放視頻的方式向?qū)W生傳授，將操作性技能轉(zhuǎn)化為記憶性知識，弱化了學(xué)生親自發(fā)現(xiàn)與感知科學(xué)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

而場館科學(xué)教育能為此提供有針對性的補(bǔ)充?？茖W(xué)場館等非正式科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境融合了多感官刺激和豐富的現(xiàn)象，為學(xué)生提供了主動(dòng)選擇、主動(dòng)參與、具身體驗(yàn)的機(jī)會(huì)[32]。從大概念的核心價(jià)值維度為學(xué)生充分感知、探索多元的科學(xué)現(xiàn)象創(chuàng)造時(shí)空條件，從而使建構(gòu)科學(xué)大概念理解具備著力點(diǎn)；從遷移價(jià)值維度幫助學(xué)生在科學(xué)理解和日常生活經(jīng)驗(yàn)之間建立起聯(lián)系[33]，使抽象科學(xué)原理更具備情境性，從而容易在面對新問題時(shí)靈活調(diào)用。

2.2立足場館優(yōu)勢，開展大概念課程設(shè)計(jì)

對校內(nèi)科學(xué)課程的特征分析明晰了場館情境的獨(dú)特優(yōu)勢。本研究遵循格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格提出的圍繞大概念的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)原則（Backward Design）開展課程設(shè)計(jì)，第一環(huán)節(jié)為明確預(yù)期結(jié)果，即理解大概念；第二環(huán)節(jié)為確定評估證據(jù)，采取多元評估手段收集大概念理解證據(jù)；第三環(huán)節(jié)為設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，包含各教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)組合[12]14。

2.2.1 構(gòu)建概念層級，定位具體現(xiàn)象

課程設(shè)計(jì)選定植物的葉為內(nèi)容主題。葉子是植物體中相對外顯的功能器官，為在不同環(huán)境中發(fā)揮功能，其形態(tài)結(jié)構(gòu)存在非常多元的變化[34]，為展現(xiàn)豐富具體現(xiàn)象并幫助學(xué)生探索小概念和學(xué)科大概念奠定基礎(chǔ)。對應(yīng)植物園情境，“結(jié)構(gòu)與功能”大概念被具體化為“植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)往往與其生存的環(huán)境相適應(yīng)”，并基于課標(biāo)提煉了“大概念—小概念—具體現(xiàn)象”的概念層級框架（見表1）。課程概念主要對應(yīng)小學(xué)三至四年級課標(biāo)內(nèi)容要求。

2.2.2 確定評估手段，明確學(xué)習(xí)成果

對大概念理解情況的評估從兩個(gè)維度展開。其一為概念理解，即學(xué)生在課程學(xué)習(xí)后掌握的大概念、小概念和具體現(xiàn)象情況；其二為概念遷移，即學(xué)生運(yùn)用所學(xué)概念解決真實(shí)問題的表現(xiàn)。圖示化評估工具“個(gè)人意涵圖” （Personal Meaning Mapping，PMM）被用作評估工具。學(xué)習(xí)者可自由使用單詞、短語和繪畫表達(dá)對特定主題的想法[35]。在課程引入環(huán)節(jié)，研究者下發(fā)包含個(gè)人意涵圖繪制指導(dǎo)語和繪制案例的學(xué)習(xí)單（見圖3、圖4），由學(xué)生用藍(lán)色水筆圍繞中心詞“葉子與環(huán)境”完成意涵圖繪制。在課程總結(jié)環(huán)節(jié)，學(xué)生使用黑色水筆對原有內(nèi)容進(jìn)行修改，同時(shí)補(bǔ)充新的知識理解。隨后每位學(xué)生意涵圖被轉(zhuǎn)錄提取其中的概念理解，并對照課程概念框架考察其層級分布。

除此之外，課程活動(dòng)包含表現(xiàn)性任務(wù)以考察概念遷移，并輔以對應(yīng)的學(xué)習(xí)單（見圖5），研究者對表現(xiàn)性任務(wù)全過程進(jìn)行視頻錄制并開展視頻分析，以評估學(xué)生問題解決過程，從而檢驗(yàn)學(xué)生對課程概念的遷移運(yùn)用情況。

2.2.3 開展活動(dòng)設(shè)計(jì)，融入具身現(xiàn)象

自格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格提出大概念理論以來，圍繞大概念的課程活動(dòng)設(shè)計(jì)模式得到學(xué)界廣泛探索。我國學(xué)者劉徽構(gòu)建的“準(zhǔn)備—建構(gòu)—應(yīng)用—反思”四要素模式[31]232，既融合了諸多研究者的理論成果，又具備較好的本土適應(yīng)性，被選定為課程活動(dòng)設(shè)計(jì)框架。課程共計(jì)5個(gè)環(huán)節(jié)（見表2），大概念內(nèi)容框架貫穿其中，通過趣味性、探索性學(xué)習(xí)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)大概念。

2.2.4 招募參與學(xué)生，開展課程實(shí)施

研究立足上海市某綜合性植物園，該園擁有數(shù)量龐大且相對穩(wěn)定的受眾家庭。課程招募信息通過官方微信公眾號平臺發(fā)布，結(jié)合課程內(nèi)容與課標(biāo)對應(yīng)情況，參與者被限定為小學(xué)三至四年級學(xué)生，課程的研究性質(zhì)和知情同意條款被清晰標(biāo)注，最終有9名小學(xué)生參與本研究課程（見表3）。

2.2.5 基于表現(xiàn)性任務(wù)的概念遷移情況

在課程實(shí)施中，學(xué)生以2～3人小組為單位完成任務(wù)，過程中會(huì)產(chǎn)生豐富的交流討論、判斷推理等信息，研究者收集了4個(gè)小組總計(jì)70分鐘的視頻資料，并運(yùn)用MAXQDA Analytics Pro 2020軟件，采用視頻分析法（Video Analysis），構(gòu)建編碼框架對視頻資料開展編碼分析。格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格提出了評價(jià)大概念理解的6個(gè)側(cè)面，即解釋、闡明、應(yīng)用、洞察、神入和自知[12]152。課程表現(xiàn)性任務(wù)涉及其中的3個(gè)側(cè)面，即解釋、闡明和應(yīng)用。其中，解釋要求學(xué)生能避免常見的誤解和簡單膚淺的見解，能提供有力證據(jù)來證明觀點(diǎn)；闡明要求學(xué)生提供有力的推理和敘述，能有效地觀察并解讀數(shù)據(jù)和情境；應(yīng)用要求學(xué)生在情境中運(yùn)用已有的知識，在行動(dòng)時(shí)能夠有效地進(jìn)行自我調(diào)整[12]153。對上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分解后，本研究搭建了學(xué)生行為表現(xiàn)視頻分析編碼框架（見表4），共包含5類表現(xiàn)行為。對照各行為表現(xiàn)的具體內(nèi)容，研究者標(biāo)注了學(xué)生在行為過程中主要調(diào)用的概念層級。

從編碼結(jié)果來看（見圖6），參與課程的學(xué)生在概念遷移維度能開展信息收集和比較，進(jìn)行循證推理并及時(shí)糾正誤解，進(jìn)而理解不同情境所共享的大概念本質(zhì)。具體而言，“信息收集”和“區(qū)分比較”行為的出現(xiàn)頻次和人數(shù)均較多，反映了參與學(xué)生能很好地掌握具體現(xiàn)象。面對陌生的沙生植物葉子和沙生植物館，絕大部分學(xué)生能綜合運(yùn)用視覺、觸覺、嗅覺手段開展科學(xué)觀察，有目的地收集葉子的特征結(jié)構(gòu)信息，并持續(xù)開展現(xiàn)象間的共性提取和差異區(qū)分。與此同時(shí)，參與學(xué)生在小概念維度也有充分的理解，超過一半的學(xué)生展現(xiàn)出“自我調(diào)整”和“循證推理”行為。其中，“循證推理”出現(xiàn)頻次較高，學(xué)生在對葉子的歸屬做出猜測或判斷的同時(shí)，能夠以葉子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、其對環(huán)境的適應(yīng)等相關(guān)證據(jù)佐證觀點(diǎn)。面對過程中的誤判，參與學(xué)生能夠在持續(xù)的信息收集和區(qū)分比較中察覺錯(cuò)誤并及時(shí)修正。在此基礎(chǔ)上，有兩名學(xué)生能夠用大概念解釋不同葉子結(jié)構(gòu)特征背后的環(huán)境適應(yīng)性這一共同本質(zhì)，表達(dá)出對大概念的遷移運(yùn)用。

2.2.6 基于個(gè)人意涵圖的概念理解情況

個(gè)人意涵圖展現(xiàn)了學(xué)生在課程前后的概念理解變化。研究者對照表1的課程概念內(nèi)容框架，區(qū)分了參與者的概念理解在課程學(xué)習(xí)前后在大概念、小概念和具體現(xiàn)象層級的分布（見圖7）。

從總體上看，參與者通過課程學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出更具關(guān)聯(lián)性的具體現(xiàn)象和小概念理解，以及更具抽象性的大概念理解。具體而言，大部分參與者在課程中所掌握概念的抽象程度和上位性上有所提升，B2、G5、G6和G7 4名學(xué)生在課程前均僅表現(xiàn)出具體現(xiàn)象和小概念理解，而在課程后能較精準(zhǔn)地表達(dá)科學(xué)大概念，如G6寫道“葉片的大小和厚度與他（它）生存的陽光和溫度有密切關(guān)系，是他（它）適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果”。而G1、G3和G4 3名學(xué)生能從僅掌握零散的具體現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變?yōu)闅w納現(xiàn)象背后潛藏的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)小概念理解。如G4寫道“不同環(huán)境的葉子樣子不同，光照多的葉片大，光照少的葉片小”。除此之外，B1和G2兩名學(xué)生盡管在課后學(xué)生概念理解的抽象程度并未進(jìn)一步提升，但能將新掌握的具體現(xiàn)象與已有小概念之間形成關(guān)聯(lián)，如B1在課后將“仙人掌在炎熱環(huán)境，葉子是尖刺”與課前所寫的“葉子和環(huán)境的關(guān)系很密切”連在一起。課程學(xué)習(xí)幫助學(xué)生在不同層級的概念之間建立了關(guān)聯(lián)，形成更具體系化的知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為知識的遷移運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

3經(jīng)驗(yàn)啟示：以大概念為錨點(diǎn)創(chuàng)新場館科學(xué)教育

本研究探索了以館校深度融合為目標(biāo)的場館課程創(chuàng)新實(shí)踐路徑，構(gòu)建了基于科學(xué)大概念的統(tǒng)一教育目標(biāo)，厘清了互補(bǔ)優(yōu)勢，進(jìn)而開展場館課程設(shè)計(jì)的新模式，并對這一模式開展實(shí)踐檢驗(yàn)。以理解科學(xué)大概念為共同目標(biāo)，在與學(xué)校教育情境的銜接和比對中，將能充分發(fā)揮場館科學(xué)教育的獨(dú)特價(jià)值。

3.1 以具體現(xiàn)象為切入點(diǎn)，重構(gòu)場館課程內(nèi)容

基于大概念框架對校內(nèi)課堂情境的分析，指出了校內(nèi)教育在學(xué)生科學(xué)大概念建構(gòu)的過程中仍有局限，進(jìn)而定位了場館課程的需求。研究發(fā)現(xiàn)并明確了 “具體現(xiàn)象”體驗(yàn)在其中的欠缺。學(xué)生往往需要直接記憶更具抽象性的小概念和科學(xué)大概念。已有研究指出，以記憶性信息的形式教授科學(xué)難以激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心[36]，以這種方式習(xí)得的大概念也難以被靈活運(yùn)用，獲得的僅僅是沒有被理解的惰性知識。而場館科學(xué)教育是感知具體現(xiàn)象的重要場域。在場館中，學(xué)習(xí)者擁有時(shí)間的自由、空間的開放和內(nèi)容的生動(dòng)，可以主動(dòng)投入與科學(xué)現(xiàn)象的深度互動(dòng)之中。諸多在學(xué)校課堂中無法呈現(xiàn)的資源，可以通過科學(xué)場館這一渠道開放給學(xué)生，讓他們可以自由探索。

基于大概念框架的學(xué)習(xí)分析可以明晰學(xué)校和場館的各自特色，既避免了場館課程學(xué)?；恼`區(qū)，又定位了協(xié)同發(fā)展的契合點(diǎn)。對我國科學(xué)場館而言，可以在場館課程中給學(xué)生創(chuàng)造深度體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，融入多感官體驗(yàn)、實(shí)物制作、模擬操作、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，同時(shí)精選典型性、代表性的科學(xué)現(xiàn)象，使學(xué)生能對有價(jià)值的科學(xué)信息開展深入探索。

3.2 以大概念為邏輯，創(chuàng)新課程實(shí)施路徑

大概念為場館課程的具體設(shè)計(jì)提供了具有指導(dǎo)意義的框架，有助于場館教育者“檢查在一個(gè)課程框架中哪些知識方面有所欠缺，進(jìn)而補(bǔ)充完整知識體系”[37]?；诖蟾拍畹慕虒W(xué)設(shè)計(jì)框架可以幫助串聯(lián)場館豐富的“具體現(xiàn)象”，為場館課程開發(fā)提供了一條可以依托的主線，有效避免了各教學(xué)單元零散而割裂的問題。例如，本研究設(shè)計(jì)的課程各部分環(huán)環(huán)相扣，圍繞一致的大概念展開，有意識地引導(dǎo)學(xué)生從具體現(xiàn)象歸納小概念，從小概念提取大概念，從而讓每一教學(xué)環(huán)節(jié)均指向共同的大概念理解目標(biāo)。大概念的引入同樣對教學(xué)具體實(shí)施提出新要求。相較于常見的導(dǎo)賞游覽中龐雜而淺層的現(xiàn)象展示，已有學(xué)者指出場館課程應(yīng)關(guān)注實(shí)踐性，在場館學(xué)習(xí)過程中采取“手腦并用、學(xué)思結(jié)合和知行合一”等具有實(shí)踐形式的學(xué)習(xí)方式[38]。在本研究所設(shè)計(jì)的課程中，導(dǎo)向大概念構(gòu)建的學(xué)習(xí)活動(dòng)可以讓學(xué)生在不同教學(xué)環(huán)節(jié)均有深入細(xì)致地聚焦葉子結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)開展觀察的機(jī)會(huì)，進(jìn)而讓學(xué)生在陌生的情境中也能靈活地開展科學(xué)觀察，提取有效信息。

綜合來看，我國科學(xué)場館可在深入研究課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，立足場館特色和教育資源，在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)即確定大概念主題，以大概念作為內(nèi)涵，系統(tǒng)化整合各類零散的科學(xué)現(xiàn)象，呈現(xiàn)現(xiàn)象之間的內(nèi)在規(guī)律和關(guān)聯(lián)，并引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)解釋；調(diào)動(dòng)場館中的探索性設(shè)施與資源，使學(xué)生聚焦特定大概念開展豐富的科學(xué)觀察、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究而最終指向科學(xué)大概念理解。以大概念為指導(dǎo)，場館科學(xué)教育能更好地實(shí)現(xiàn)與學(xué)校教育的交錯(cuò)發(fā)展，真正具備與學(xué)校教育互補(bǔ)的能力。

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