专题｜基于《课标》的馆校结合探究式学习单的设计实践

【摘要】 科技馆展览学习单是引导观众参观和自我学习的资料，运用在馆校结合中，是协助教师指导学生参观和学习的有效工具。馆校结合中适用的学习单既要有科技馆的特点，又要满足学校的需求，因此，基于展品引导探究并对接中小学《课程标准》，是馆校结合学习单的显著特征。本文从科技馆教育的特点出发，论述了馆校结合中，开发基于中小学《课程标准》的探究式学习单的必要性，用对比的方法，分析了这类学习单的特征。同时，在学习单的设计上，本文着重介绍了“分解展品，逐步引导­”“还原故事，探索重现”“知识升级，层层递进”三种设计思路。

【 关键词 】 科技馆；学习单；探究；课标

一、馆校结合中学习单开发的必要性及现状分析

对于学校教育来说，科技馆是丰富学校科技教育，开展“第二课堂”的优良场所。学校组织学生来到科技馆参观，是目前科技馆中最常见，也是运用最多的馆校结合方式。学校组织参观通常要考虑时间和人数的安排，学校需要在一段不长的时间内安排所有学生参观，因此，单次的参观人数通常较多。以吉林省科技馆为例，一次性来馆的学校学生团体一般为 2~3 个年级， 20~30 个班级，人数约为 1000~2000 人。参观时，由于学校参观时间的限制，一个班级在一个展厅通常只停留 5 分钟左右，经常是上一个班级还没走，下一个班级已经进入展厅。带队教师忙于维持秩序和组织学生，展厅辅导员在嘈杂的环境下，面对 60~70 人的学生团队，辅导效果不理想，而学生的参观也变得匆匆忙忙，走马观花。科技馆展品是科技馆最大的教育资源，观众通过与展品的互动、观看展品演示，观察现象获得“直接经验”。但在科技馆参观的实际情况是：很多学生在展品操作时会出现“不会”“错误”“暴力”等现象。如果不能引导观众正确操作展品，就很难将展品蕴含的科学内容传播出去，教育效果会大打折扣 。

对于科技馆而言，展品是其最大的特色。科技馆展品的展示内容较为丰富，包括的学科众多，通常是一个展品对应一个知识点。这些单件展品通常配有操作方法说明和知识图文，如果说明和图文到位，就不难满足学生的参观需求。但学生在参观时除了获取知识外，还应体验到获取知识的过程，甚至是一些深层次的科学概念，这往往需要将多个展品按照某一顺序串联在一起，通过学习单加以组织和引导 。

部分学校和科技馆会在学生参观时发放学习单，这种方式目前在学校教育和校外教育中应用较多。学习单一方面能使参观带有一定目的性，同时也为班级团体提供了结构化的参观引导，有助于提升参观效果 。但是，目前国内许多科技馆的学习单更像“考卷”，学习单上提出的问题繁多，经常可以看到学生拎着学习单到处跑。填好答案意味着任务完成，令学生们把大部分注意力集中在回答问题上。学生在参观时只关注展品说明牌、展品视频等，却忽略了对展品本身的观察、操作和体验。有些学习单的提问甚至与展品脱节，上网搜索便能得到答案，这显然削弱了学习单自身的优势，退化为知识的灌输，与从书本上获取的“间接经验”无异。

下面列出的“奇妙的力学世界”学习单就是典型的“考卷”式学习单（见表 1 ），涉及的展品数量虽多，但每一件展品都缺乏操作引导，需要学生完成的部分多为结果和答案，没有体现探究式学习。此外，这张学习单没有明确指出适用对象，问题的设置也缺乏科学方法、科学思想等元素，没有对接中小学《科学课程标准》，内容缺乏引导性和趣味性。

此外，科技馆学习单的设计与学生的知识储备和认知水平不适应，有时太难，有时过于简单，多数时候像“考卷”等，是目前科技馆学习单普遍存在的问题。究其原因，就是未能与中小学《科学课程标准》进行良好对接。近年来，中小学《科学课程标准》中，“探究”一词被频繁提及， 2017 年发布的《小学科学课程标准》中就倡导了探究式学习，还提出科学课是一门“实践性课程”和“综合性课程”，这也是为了改变长期以来学校教育以知识灌输为主的教学方式。同时，美国 2011 年《 K12 科学教育框架》中，提出了“学习进阶”的理念，这一理念强调学习的连贯性与渐进性 。我国中小学《科学课程标准》在科学知识学段目标中，在同一领域面对不同年级的学生，就设置了不同难度的内容，这也充分体现出科学学习是一个循序渐进、不断深入的长期过程。因此，对接中小学《科学课程标准》，开发基于实践的探究式学习单，对馆校结合来说尤为重要。

二、馆校结合学习单应具备的特征

（一）基于展品设计学习路径，引导探究过程的发生

展品是科技馆最大的教育资源，教育活动是科技馆实现教育功能的重要载体。与课堂教学相比，参与体验型展品为观众创设了学习情境，提供了探究式学习工具。因此，科技馆在引导探究式学习方面具备更好的硬件条件。学生获得知识的方式有两种：一是通过课本获得的间接经验，二是通过实践得来的直接经验。科技馆开发基于展品的探究式学习单，就是要引导学生通过一步步的实践，获得直接经验，具体表现为：将展品中蕴含的科学原理、演示过程或操作方式进行分解，将分解后的每一部分，设置成引导其认知体验的路线和探究式学习环节，使学生在跟随学习单体验展品的过程中获得直接经验，达到探究式教学的目的。

下面以吉林省科技馆为“气浮小球”展品设计的学习单（见表 2 ）为例进行分析。

“空气的力量”学习单在问题的设计上与展品结合得比较紧密。同时，学习单将展品的操作方法进行了分解，一步一步引领学生去操作展品，引导学生观察到展品的关键现象 。例如展品“气浮小球”，学生通常会将小球放到吹风口处，使小球悬浮，但很难进一步想到，去摇晃一下吹风管，看看小球是否会跟着走。这一步骤就需要用学习单去引导，让学生更深刻地感受到空气的力量。此外，一些展品的操作方法中就蕴含着对比体验环节，但由于学生操作展品时未必会按照展品设计者的思路去做，所以把展品的正确体验顺序写进学习单，会让学生更好地感受到对比体验的过程。探究式学习单把展品的内涵融入实践，大部分问题都注重对现象与过程的提问，学生需亲自操作展品才能够得出答案。整个过程集实践性和知识性于一体，是获取直接经验的有效方法 。

（二）学习内容对接课程标准，促进馆校学习的衔接

2017 年《小学科学课程标准》中，课程的设计思路充分考虑了小学生的年龄特点与认知规律，把小学六年学习时间划分为三个学段，每个学段的学习领域是相同的，即物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域，并设置了 18 个重要科学概念，面对不同的学段设定了不同难易程度的科学知识目标。《小学科学课程标准》中还明确提出：小学科学课程实施的主要形式是探究活动。并且，除了前面提到的科学知识目标外，在“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会、环境”各个方面也都有着明确的具体目标，推动学生通过体验科学探究的基本过程培养良好的学习习惯，发展科学探究能力；发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力，以及用科学语言与他人交流和沟通的能力；形成尊重事实、乐于探究、与他人合作的科学态度；了解科学、技术、社会和环境的关系，具有创新意识、保护环境的意识和社会责任感。因此，对接中小学《科学课程标准》，有助于科技馆在设计展品学习单时准确把握方向。

下面结合由吉林省科技馆 4 件展品“振动的舞蹈”“看得见的声波”“乐音与噪音”“传声管”构成的学习单“声音的世界”（见表 3 ），分析对接课标的学习单应当具备的特点。

这份学习单的适用对象是 3~4 年级的学生，这个阶段学生需要掌握的关于声音方面的知识，在《小学科学课程标准》中已经明确提出。这一阶段的学习目标是：能够说明声音因物体的振动而产生，知道声音有高低和强弱之分，知道振动的变化会使声音的高低强弱发生改变，以及噪声的危害和防治，科技馆的展品可以对应这些知识点。通过学习单的引导，学生可以正确有序地操作展品，亲身经历每一个实践过程，亲身获得每一项结果。与此同时，学习单在体验活动之后也留下了问题，需要学生在生活中继续探索。这个过程可以激发学生的科学兴趣，引导学生主动探究，积累生活经验，对应《小学科学课程标准》中保护学生好奇心和求知欲的要求。

三、基于展品和“课标”的探究式学习单设计思路

科技馆在馆校结合学习单的设计方面，要充分考虑学生的需求，对接课标，避免做“考卷”式学习单。学习单不仅要引导参观，也要指导学生逐步操作展品，逐步揭示科学原理，真正做到探究式学习。笔者总结以往吉林省科技馆观众参观和馆校结合的经验发现，学习单在引导操作方面的作用较弱，因此在设计学习单时，要密切联系科技馆展品。学习单上的问题来源于展品，答案也来源于展品，学生拿到学习单后不应急着回答问题，而要先进行体验。同时，笔者对吉林省科技馆展厅内展品的分布特点和知识构成进行分析后发现，有些展品的操作方法可以分解为几个步骤，某些展品之间可以建立联系，还有一些展品在展示内容和空间布局上可以构成一条完整的路线。根据展品的这些特点，可以设计多种形式的学习单，同时结合中小学《科学课标》，把握学习单设计的难易程度和适用范围。综上所述，笔者提出三种学习单设计思路。

（一）分解展品，逐步引导

根据学生的认知结构和相应学段的课程目标，将展品的原理、操作、体验过程等进行分解，使分解后的知识点或操作、体验方式适应特定年龄段的认知特点，逐步揭示展品的内涵。以表 2 “空气的力量”学习单中的“气浮小球”部分为例：这份学习单对展品涉及的知识点进行分解，得到“对比空气流速”和“空气流速与空气压力的关系”两部分，对应《小学科学课程标准》中物质科学方面的课程目标。学习单问题的引导，可以帮助学生准确观察、描述物体的特征和运动，认识空气可以对其他物体施加力的作用。除了将展品知识化整为零、进行分解外，学习单内容中还增加了多感官的认知体验，如在“看”的基础上，增加了用手“触摸”的过程，让探究过程更加有趣，并且有助于信息的有效获取，最终帮助学生了解这种科学探究的方法。学习单在问题设计上应围绕展品进行体验和思考，引导学生基于事实和推理回答问题，培养实事求是的科学态度。

吉林省科技馆力学展厅展品“科里奥利力”，是一件通过观察直线运动的小球在旋转体系中运动变化的展品。这件展品展示的现象时间较短，有时观众还没来得及看清现象，演示就已经结束。在设计该展品的学习单时，可以采取操作或过程分解法。这件展品的体验过程可以分解为三个部分。

1. 当圆盘不转时，小球离开直线轨道后的轨迹；

2. 当圆盘向右转时，小球离开直线轨道后的轨迹；

3. 当圆盘向左旋转时，小球离开直线轨道后的轨迹。