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[专题]将科学概念融入科普研学活动的设计与开发——以青岛科技馆“海洋偷师记”研学活动为例

文_洪施懿 林 曦 魏子涵/青岛科技馆

2024-03/总第336期

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近年来,为了更好地实施素质教育,全国各地纷纷采取措施,加强对青少年研学活动的支持,但目前科技馆仍对科普研学活动缺乏清晰认知,科普研学活动侧重于动手益智的教育活动,体验性与探索性不强,“低幼化”现象严重[1]。本文以青岛科技馆“海洋偷师记”科普研学活动设计为例,探讨将科学概念融入科普研学活动的重要性,以及如何将科学概念更好地融入科普研学活动设计中。


科普场馆研学是培养学生科学素养的重要途径

研学旅行是综合实践育人较为有效的途径之一,是教育部门和学校有计划、有组织的安排,通过集体旅行、集中食宿方式开展的研究性学习和旅行体验相结合的校外教育活动,是学校教育和校外教育衔接的创新形式,同样也是教育教学的重要内容[2]。场馆科普研学是一种以科技馆、场馆等为基础,旨在通过教育和启发提升人们的知识水平和能力的场所,由学校组织学生进行相关研学活动,对培养中小学生的科学与文化素养发挥重要作用。

场馆研学的教学环境区别于传统学校教学 场馆研学多将科技馆等传播科学知识的大型公共机构作为科学教育的大课堂,场馆环境和展品等被视为实施科学课程的有效资源。学生自主选择感兴趣的展厅进行学习,整体学习环境充分体现自主性,学习氛围比较轻松。相比之下,学校教学有严格的教学计划和课堂规章制度,学习环境中目的性比较强,学习氛围相对严肃。

场馆研学的知识获取途径区别于传统学校教学 区别于学校教育通过间接获取知识而言,场馆研学是基于建构主义学习理念,借助丰富的展品为学生提供实物观察、沉浸式体验等直接经验学习的机会,通过与展品的互动,让学生积极探索科学知识,从而更好地掌握和运用所学的知识[2]。


融合科学概念对科学教育的意义

中国工程院院士韦钰认为,科学概念是经过科学研究得到的知识,包括科学现象、科学定律和科学理论,它必须经过实证,并且在科学研究活动中不断修正和深化。《科学教育的原则和大概念》一书对大概念的界定是:用来帮助学生理解生活中的一些事件与现象的核心概念与进展过程,其中包括14个大概念,其中10个是科学概念,4个是关于科学的概念[3]

小学科学学科的核心概念是近年来的研究热点,美国《新一代科学教育标准》涉及物质科学、生命科学、地球与空间科学、工程技术与科学应用4个领域共12个学科核心概念。我国颁布的《义务教育科学课程标准(2022年版)》围绕物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程领域13个学科核心概念建构内容体系,要求学生通过学科核心概念的学习,理解物质与能量、结构与功能、系统和模型、稳定与变化4个跨学科概念。

在新的科学教育标准体系下,科学概念被认为是构建一个完善的科学教育体系的关键因素,正在成为科学教育的发展方向。


科普场馆研学主题与科学核心概念结合的实践与思考

青岛科技馆展区展品结构

青岛科技馆是海洋主题综合类科技馆,其主要教育形式为科普展览。通过科普展览可以将科学原理、知识点及有趣的方式融入到一起,让学生在参与中体验到科学的魅力,同时也能够激发学生的创新思维,让学生在实践中获得更多知识,从而推广科学的价值观。由表1可知,青岛科技馆的展品资源十分丰富,涉及的学科领域很广,包含各种各样的科学知识及科学原理,为辅助教学提供了丰富的科普教育资源,弥补了小学科学教学资源与教学器材的匮乏,有利于促进学生的全面发展。

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●  相关性 将义务教育小学科学课程标准与青岛科技馆的展品资源相结合,青岛科技馆共有96个有直接关联的展品,数量占所有展品资源的49.74%;从知识内容的对应性看,科技馆展品可以满足不同学科领域的需求,包括物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个方面,为教学案例和研学活动提供了丰富的资源,从而更好地满足学习者的需求;通过观察、制作和实验等多种形式的展品资源,能够在馆校之间建立有效的合作关系,推广科普教育。

●  差异性 由于缺乏内容与学段的系统联系,使得在馆校合作的情况下,小学科普研究和实践活动的开展受到了限制,但这些资源仍然是小学科学课程的重要补充;科技馆里有很多超出小学生理解和接受范围的展品,这些展品并不适合用于馆际和校际合作的科普教育项目;由于无法通过小组合作探究的方式开展活动,因此这类展品无法作为馆校合作科普研学活动的有效资源,但它们仍然是小学科学课程的重要组成部分。

综上所述,通过设计具有较高相关性的观察、制作、实验探究等展品,以满足小学生的认知发展需求,使其更加轻松地操作和学习,这些展品还应与学生的能力基础保持一致,以便更好地融入不同的学段,并且这些展品还应具有学段衔接性与内容系统性,以便更好地支持馆校合作,共同推进科普研学活动的开展。

基于场馆资源,融合科学概念的青岛科技馆研学主题开发

以青岛科技馆科普场馆研学一日营系列活动为例,活动设计立足青岛本地特色,以青岛科技馆为核心,以丰富的海洋活动体验为链接,通过游戏化的仿真模拟场景、有趣的角色扮演体验、沉浸式的原创舞台、室内/户外体能挑战,整合跨学科方法,为孩子创造认识世界、探索科学的学习场景。研学活动设计基于场馆资源,融合科学概念,根据学生发展认知水平及学情分析开发了5条特色主题路线(详见表2)。


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