洪施懿　林曦　魏子涵

近年來(lái)，為了更好地實(shí)施素質(zhì)教育，全國(guó)各地紛紛采取措施，加強(qiáng)對(duì)青少年研學(xué)活動(dòng)的支持，但目前科技館仍對(duì)科普研學(xué)活動(dòng)缺乏清晰認(rèn)知，科普研學(xué)活動(dòng)側(cè)重于動(dòng)手益智的教育活動(dòng)，體驗(yàn)性與探索性不強(qiáng)，“低幼化”現(xiàn)象嚴(yán)重[1]。本文以青島科技館“海洋偷師記”科普研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)為例，探討將科學(xué)概念融入科普研學(xué)活動(dòng)的重要性，以及如何將科學(xué)概念更好地融入科普研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)中。

科普?qǐng)鲳^研學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑

研學(xué)旅行是綜合實(shí)踐育人較為有效的途徑之一，是教育部門(mén)和學(xué)校有計(jì)劃、有組織的安排，通過(guò)集體旅行、集中食宿方式開(kāi)展的研究性學(xué)習(xí)和旅行體驗(yàn)相結(jié)合的校外教育活動(dòng)，是學(xué)校教育和校外教育銜接的創(chuàng)新形式，同樣也是教育教學(xué)的重要內(nèi)容[2]。場(chǎng)館科普研學(xué)是一種以科技館、場(chǎng)館等為基礎(chǔ)，旨在通過(guò)教育和啟發(fā)提升人們的知識(shí)水平和能力的場(chǎng)所，由學(xué)校組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)研學(xué)活動(dòng)，對(duì)培養(yǎng)中小學(xué)生的科學(xué)與文化素養(yǎng)發(fā)揮重要作用。

場(chǎng)館研學(xué)的教學(xué)環(huán)境區(qū)別于傳統(tǒng)學(xué)校教學(xué)

場(chǎng)館研學(xué)多將科技館等傳播科學(xué)知識(shí)的大型公共機(jī)構(gòu)作為科學(xué)教育的大課堂，場(chǎng)館環(huán)境和展品等被視為實(shí)施科學(xué)課程的有效資源。學(xué)生自主選擇感興趣的展廳進(jìn)行學(xué)習(xí)，整體學(xué)習(xí)環(huán)境充分體現(xiàn)自主性，學(xué)習(xí)氛圍比較輕松。相比之下，學(xué)校教學(xué)有嚴(yán)格的教學(xué)計(jì)劃和課堂規(guī)章制度，學(xué)習(xí)環(huán)境中目的性比較強(qiáng)，學(xué)習(xí)氛圍相對(duì)嚴(yán)肅。

場(chǎng)館研學(xué)的知識(shí)獲取途徑區(qū)別于傳統(tǒng)學(xué)校教學(xué)

區(qū)別于學(xué)校教育通過(guò)間接獲取知識(shí)而言，場(chǎng)館研學(xué)是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理念，借助豐富的展品為學(xué)生提供實(shí)物觀察、沉浸式體驗(yàn)等直接經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，通過(guò)與展品的互動(dòng)，讓學(xué)生積極探索科學(xué)知識(shí)，從而更好地掌握和運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)[2]。

融合科學(xué)概念對(duì)科學(xué)教育的意義

中國(guó)工程院院士韋鈺認(rèn)為，科學(xué)概念是經(jīng)過(guò)科學(xué)研究得到的知識(shí)，包括科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)定律和科學(xué)理論，它必須經(jīng)過(guò)實(shí)證，并且在科學(xué)研究活動(dòng)中不斷修正和深化?！犊茖W(xué)教育的原則和大概念》一書(shū)對(duì)大概念的界定是：用來(lái)幫助學(xué)生理解生活中的一些事件與現(xiàn)象的核心概念與進(jìn)展過(guò)程，其中包括14 個(gè)大概念，其中10 個(gè)是科學(xué)概念，4 個(gè)是關(guān)于科學(xué)的概念[3]。

小學(xué)科學(xué)學(xué)科的核心概念是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》涉及物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)、工程技術(shù)與科學(xué)應(yīng)用4 個(gè)領(lǐng)域共12 個(gè)學(xué)科核心概念。我國(guó)頒布的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》圍繞物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域13 個(gè)學(xué)科核心概念建構(gòu)內(nèi)容體系，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)，理解物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)和模型、穩(wěn)定與變化4 個(gè)跨學(xué)科概念。

在新的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)體系下，科學(xué)概念被認(rèn)為是構(gòu)建一個(gè)完善的科學(xué)教育體系的關(guān)鍵因素，正在成為科學(xué)教育的發(fā)展方向。

科普?qǐng)鲳^研學(xué)主題與科學(xué)核心概念結(jié)合的實(shí)踐與思考

青島科技館展區(qū)展品結(jié)構(gòu)

青島科技館是海洋主題綜合類(lèi)科技館，其主要教育形式為科普展覽。通過(guò)科普展覽可以將科學(xué)原理、知識(shí)點(diǎn)及有趣的方式融入到一起，讓學(xué)生在參與中體驗(yàn)到科學(xué)的魅力，同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在實(shí)踐中獲得更多知識(shí)，從而推廣科學(xué)的價(jià)值觀。由表1 可知，青島科技館的展品資源十分豐富，涉及的學(xué)科領(lǐng)域很廣，包含各種各樣的科學(xué)知識(shí)及科學(xué)原理，為輔助教學(xué)提供了豐富的科普教育資源，彌補(bǔ)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源與教學(xué)器材的匱乏，有利于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

相關(guān)性

將義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與青島科技館的展品資源相結(jié)合，青島科技館共有96 個(gè)有直接關(guān)聯(lián)的展品，數(shù)量占所有展品資源的49.74%；從知識(shí)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)性看，科技館展品可以滿足不同學(xué)科領(lǐng)域的需求，包括物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化4 個(gè)方面，為教學(xué)案例和研學(xué)活動(dòng)提供了豐富的資源，從而更好地滿足學(xué)習(xí)者的需求；通過(guò)觀察、制作和實(shí)驗(yàn)等多種形式的展品資源，能夠在館校之間建立有效的合作關(guān)系，推廣科普教育。

差異性

由于缺乏內(nèi)容與學(xué)段的系統(tǒng)聯(lián)系，使得在館校合作的情況下，小學(xué)科普研究和實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展受到了限制，但這些資源仍然是小學(xué)科學(xué)課程的重要補(bǔ)充；科技館里有很多超出小學(xué)生理解和接受范圍的展品，這些展品并不適合用于館際和校際合作的科普教育項(xiàng)目；由于無(wú)法通過(guò)小組合作探究的方式開(kāi)展活動(dòng)，因此這類(lèi)展品無(wú)法作為館校合作科普研學(xué)活動(dòng)的有效資源，但它們?nèi)匀皇切W(xué)科學(xué)課程的重要組成部分。

“海洋偷師記”活動(dòng)流程

青島科技館“海洋偷師記”科普研學(xué)活動(dòng)針對(duì)5—6 年級(jí)的學(xué)生，以設(shè)計(jì)仿生機(jī)器魚(yú)任務(wù)為導(dǎo)向，綜合利用海洋仿生學(xué)應(yīng)用展區(qū)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，串聯(lián)體驗(yàn)展品“尋找海洋仿生導(dǎo)師”“仿生學(xué)發(fā)展史”“仿生機(jī)器魚(yú)”開(kāi)展啟發(fā)式學(xué)習(xí)，結(jié)合科技小實(shí)驗(yàn)“魚(yú)鰾潛水艇”“仿生機(jī)器魚(yú)”制作，開(kāi)啟海洋仿生學(xué)探究。通過(guò)此次研學(xué)活動(dòng)學(xué)生能理解發(fā)明會(huì)用到一定的科學(xué)原理，很多發(fā)明可以在自然界找到原型，并完成仿生魚(yú)設(shè)計(jì)的工程任務(wù)。

融入科學(xué)概念進(jìn)行科普研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

研學(xué)活動(dòng)之前，學(xué)生的腦中存在著一些前概念，前概念來(lái)源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，有些是正確的，可以成為科學(xué)概念；有些是錯(cuò)誤的，屬于錯(cuò)誤概念。日常生活中學(xué)生對(duì)于仿生學(xué)的了解缺少直接經(jīng)驗(yàn)，原有概念較為迷糊甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤?？茖W(xué)概念的教學(xué)是一個(gè)從具體到抽象、從簡(jiǎn)單到系統(tǒng)的過(guò)程，應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，喚醒原有概念，通過(guò)實(shí)際操作和觀察展品，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)概念。“海洋偷師記”科普研學(xué)活動(dòng)融入了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》“技術(shù)與工程”領(lǐng)域中的科學(xué)概念，具體的科學(xué)概念分析如表3 所示。

綜上所述，通過(guò)設(shè)計(jì)具有較高相關(guān)性的觀察、制作、實(shí)驗(yàn)探究等展品，以滿足小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展需求，使其更加輕松地操作和學(xué)習(xí)，這些展品還應(yīng)與學(xué)生的能力基礎(chǔ)保持一致，以便更好地融入不同的學(xué)段，并且這些展品還應(yīng)具有學(xué)段銜接性與內(nèi)容系統(tǒng)性，以便更好地支持館校合作，共同推進(jìn)科普研學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。

基于場(chǎng)館資源，融合科學(xué)概念的青島科技館研學(xué)主題開(kāi)發(fā)

以青島科技館科普?qǐng)鲳^研學(xué)一日營(yíng)系列活動(dòng)為例，活動(dòng)設(shè)計(jì)立足青島本地特色，以青島科技館為核心，以豐富的海洋活動(dòng)體驗(yàn)為鏈接，通過(guò)游戲化的仿真模擬場(chǎng)景、有趣的角色扮演體驗(yàn)、沉浸式的原創(chuàng)舞臺(tái)、室內(nèi)／戶外體能挑戰(zhàn)，整合跨學(xué)科方法，為孩子創(chuàng)造認(rèn)識(shí)世界、探索科學(xué)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)基于場(chǎng)館資源，融合科學(xué)概念，根據(jù)學(xué)生發(fā)展認(rèn)知水平及學(xué)情分析開(kāi)發(fā)了5 條特色主題路線（詳見(jiàn)表2）。

案例分析——以“海洋偷師記”研學(xué)活動(dòng)為例

科普研學(xué)活動(dòng)借鑒學(xué)校教育的形式，融入科學(xué)概念進(jìn)行研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，借助一定的教學(xué)方法和多樣化的活動(dòng)形式，使科技館的展品資源與展區(qū)環(huán)境資源系統(tǒng)化、可持續(xù)化，從而很好地彌補(bǔ)研學(xué)過(guò)程中參觀行為的單向性等不足?？破?qǐng)鲳^研學(xué)活動(dòng)圍繞科學(xué)概念設(shè)計(jì)，能夠使教學(xué)目標(biāo)更加明確，且科技館內(nèi)豐富的藏品和展區(qū)環(huán)境有助于拓展科普研學(xué)活動(dòng)的廣度和深度。

科學(xué)概念融入科普?qǐng)鲳^研學(xué)的策略思考

通過(guò)對(duì)接新課標(biāo)，踐行新理念，探索新模式下和而不同的科普?qǐng)鲳^研學(xué)課程，可以在保持與科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)一致的同時(shí)，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式形成鮮明的對(duì)比，從而更好地滿足學(xué)生的需求[4]?！梆^校結(jié)合”既要緊密結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，又要充分利用科技館的資源，突出其獨(dú)特的教學(xué)方式和方法，與傳統(tǒng)的學(xué)校教學(xué)形成鮮明的對(duì)比。通過(guò)對(duì)實(shí)際案例的研究，我們總結(jié)出基于科學(xué)概念的館校融合的活動(dòng)開(kāi)發(fā)策略，旨在更好地滿足教育需求，提升教育質(zhì)量。

逐步分解核心概念，融合課標(biāo)明確內(nèi)容

以“對(duì)接課標(biāo)又區(qū)別于課堂”的設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，將小學(xué)科學(xué)教學(xué)的核心概念進(jìn)行了細(xì)致的分解，深入挖掘其內(nèi)涵，并將其與相關(guān)學(xué)科的事實(shí)性知識(shí)結(jié)合起來(lái)?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》與美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》都針對(duì)不同的學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平，提供了詳細(xì)的解釋?zhuān)员阕寣W(xué)生能夠更好地理解和掌握科學(xué)的基本概念，并且可以在課程中自由地將其分解成不同的部分[5]。因此，在研學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)不同地域使用的教材，精心挑選出最適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境、最具特色、最能滿足學(xué)生需求的活動(dòng)，以便更好地滿足學(xué)科概念的基本邏輯和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需要，并通過(guò)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。

聯(lián)系展品資源，分層挖掘信息以確定使用

挑選科技館展品時(shí)，要對(duì)應(yīng)學(xué)科核心概念的分解內(nèi)容，有聯(lián)系地確定一個(gè)或一組展品，進(jìn)而按照挖掘展品信息的3 個(gè)層次（研究展覽中所蘊(yùn)藏的科學(xué)概念和原則；探究科學(xué)家在探索這一領(lǐng)域的進(jìn)程，采用了什么方法，在何種條件下發(fā)現(xiàn)了展品中的科學(xué)原理；展品中的科學(xué)發(fā)現(xiàn)對(duì)當(dāng)時(shí)的科技、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)產(chǎn)生了什么樣的影響），梳理既注重科學(xué)核心概念、學(xué)科領(lǐng)域的概念性知識(shí)間的關(guān)系與內(nèi)涵，又分析清楚展品與科學(xué)的關(guān)聯(lián)性，將二者進(jìn)行有意義的串聯(lián)，才能更好地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念的同時(shí)，探索科學(xué)家的研究歷程，體驗(yàn)科學(xué)給人類(lèi)、社會(huì)帶來(lái)的影響。

構(gòu)建概念間的脈絡(luò)關(guān)系，結(jié)合場(chǎng)館資源整體設(shè)計(jì)

在研學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)遵循奧蘇貝爾（DavidP. Ausubel）的認(rèn)知同化過(guò)程，除了關(guān)注核心概念的分解，還要考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力。通過(guò)有條理地重新組織概念與展品資源的聯(lián)系，將核心概念與展品中的科學(xué)原理和本質(zhì)結(jié)合，有序地組織使用，以實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)。在確定活動(dòng)主題與過(guò)程時(shí)，可以基于搭建的框架，形成連續(xù)具有邏輯性的教學(xué)序列。教學(xué)可以采用常用的教學(xué)模式，如“5E”教學(xué)模式、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)或任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，或綜合運(yùn)用多種教學(xué)模式。在這個(gè)過(guò)程中，重點(diǎn)是將核心概念融入整個(gè)課堂環(huán)節(jié)，突出其在課堂中的重要作用，從概念構(gòu)想到展品制作和課程內(nèi)容設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多步驟的目標(biāo)。

綜合學(xué)生的實(shí)際水平，調(diào)整研學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容

活動(dòng)方案形成初步框架后，可基于活動(dòng)主題與教學(xué)序列，并參考科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的四維目標(biāo)逐步確定活動(dòng)目標(biāo)。制訂詳細(xì)的活動(dòng)方案時(shí)，需要以概念內(nèi)部的邏輯關(guān)系為核心，并從學(xué)生角度出發(fā)對(duì)活動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合評(píng)估，以制訂符合學(xué)生需求的方案。同時(shí)，活動(dòng)目標(biāo)與內(nèi)容應(yīng)靈活調(diào)整，并隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)展，以達(dá)到最佳效果。

創(chuàng)設(shè)情境，豐富內(nèi)容，發(fā)揮學(xué)生的主體性

情境化教學(xué)是館校合作的重要組成部分。通過(guò)創(chuàng)設(shè)活動(dòng)教學(xué)情境，學(xué)生可以將學(xué)科概念轉(zhuǎn)化為具體、生動(dòng)的形式，更好地理解和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。在活動(dòng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)選用適合學(xué)生的教學(xué)方法和策略，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有益的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)內(nèi)在潛能。同時(shí)要注意關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)與體驗(yàn)，并進(jìn)行靈活的教學(xué)調(diào)整，以幫助他們深入理解概念。

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