葉兆寧

專題研討:科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與館校結(jié)合

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科技博物館科學(xué)教育的啟示

葉兆寧①

本文通過分析，提出近年來科學(xué)教育的兩個(gè)重要進(jìn)展，一是對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)與過程的重新認(rèn)識(shí)；二是STEM教育的異軍突起。在進(jìn)一步分析2013年美國(guó)頒布的《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》和我國(guó)剛剛頒布的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)目前科學(xué)教育變革應(yīng)對(duì)的具體表現(xiàn)之后，對(duì)科技博物館教育活動(dòng)的設(shè)計(jì)提出三點(diǎn)啟示:一是科技博物館教育活動(dòng)應(yīng)該成為學(xué)生開展科學(xué)與工程實(shí)踐的重要場(chǎng)所；二是科技博物館教育活動(dòng)設(shè)計(jì)需要考慮大概念和兒童學(xué)習(xí)的進(jìn)程，開發(fā)適合不同年齡層次兒童需求的有結(jié)構(gòu)的探索活動(dòng)；三是結(jié)合STEM教育與創(chuàng)客教育，需要大力發(fā)展跨學(xué)科綜合類學(xué)習(xí)活動(dòng)。

科學(xué)教育；課程標(biāo)準(zhǔn)；科技博物館；教育活動(dòng)

一、近年來科學(xué)教育的重要進(jìn)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，創(chuàng)新人才成為社會(huì)前進(jìn)的有力推進(jìn)器。教育學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)教育學(xué)等也因科技進(jìn)步的推動(dòng)而得以迅速發(fā)展，科學(xué)教育作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，在近十年內(nèi)取得了顯著的進(jìn)展。

(一)進(jìn)展之一:對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)與過程的重新認(rèn)識(shí)

最重要的進(jìn)展來自于對(duì)科學(xué)教育目標(biāo)與過程的重新認(rèn)識(shí)。國(guó)際科學(xué)院聯(lián)盟2010年的《科學(xué)教育的原則與大概念》指出科學(xué)教育的主要目的應(yīng)該是為了使每個(gè)人能夠參與有依據(jù)的決策和采取適當(dāng)?shù)男袨?，這對(duì)保證他們個(gè)人、社會(huì)以及環(huán)境的健康和協(xié)調(diào)發(fā)展是重要的。[1]緊接著的《以大概念的理念進(jìn)行科學(xué)教育》更加明確地指出科學(xué)教育的目的是培養(yǎng)知情的決策者，使學(xué)生具有進(jìn)行正確決策的知識(shí)基礎(chǔ)和能力。[2]可見，學(xué)習(xí)的目的已經(jīng)很鮮明地由記憶一大堆羅列的事實(shí)和知識(shí)轉(zhuǎn)向幫助學(xué)生掌握和運(yùn)用學(xué)科的核心概念；對(duì)學(xué)習(xí)過程的理解由單一的書本學(xué)習(xí)改變?yōu)橹R(shí)與實(shí)踐結(jié)合的產(chǎn)物，即不再把學(xué)習(xí)和實(shí)踐割裂開來，而是在學(xué)習(xí)的過程中將學(xué)、做、思有機(jī)地結(jié)合在一起；而其中所提之“實(shí)踐”，并非普通意義上的做，而是一種有意義的學(xué)科活動(dòng)，須作為學(xué)生學(xué)習(xí)的必要方法，實(shí)踐的過程是學(xué)習(xí)者主動(dòng)參與建構(gòu)、完善和運(yùn)用學(xué)科知識(shí)去解釋世界的過程，是個(gè)人融會(huì)貫通的過程，而不是一個(gè)生搬硬套的程序和單純的技巧和方法訓(xùn)練。對(duì)學(xué)習(xí)的目標(biāo)與過程的重新認(rèn)識(shí)，改變著教育的方向，也改變著教育的理念與方法。

(二)進(jìn)展之二:STEM教育的異軍突起

根據(jù)新的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的需要，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求越來越顯著。這推動(dòng)了科學(xué)教育領(lǐng)域另一個(gè)重要的進(jìn)展，即越來越強(qiáng)調(diào)在科技教育中整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，在K－12年級(jí)的學(xué)習(xí)中更廣泛地推進(jìn)以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)的跨學(xué)科STEM課程。這與前一個(gè)進(jìn)展中的教育目標(biāo)不謀而合。STEM教育的本質(zhì)是在眾多孤立的學(xué)科中建立一座新的橋梁，從而為學(xué)生提供整體認(rèn)識(shí)世界的機(jī)會(huì)，通過把這四個(gè)領(lǐng)域?qū)W科知識(shí)和技能的教學(xué)整合到一種教學(xué)范式中，使學(xué)生學(xué)習(xí)的零碎知識(shí)變成一個(gè)相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的整體，從而消除傳統(tǒng)教學(xué)中各學(xué)科知識(shí)割裂、不利于學(xué)生綜合解決問題的障礙，形成一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。[3]這一進(jìn)展不僅帶來了科學(xué)教育與其他學(xué)科教育的整合，尤其是工程與技術(shù)教育的整合，也帶來了教學(xué)方法與學(xué)習(xí)過程的整合，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的變革，甚至將導(dǎo)致學(xué)校重新考慮運(yùn)行的機(jī)制。以上兩點(diǎn)進(jìn)展被鮮明地體現(xiàn)在2013年美國(guó)頒布的《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(簡(jiǎn)稱NGSS)和今年初我國(guó)教育部頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》)中。足以說明它們正在逐步影響教育的理念、本質(zhì)和實(shí)施。

二、NGSS和我國(guó)《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》對(duì)科學(xué)教育變革應(yīng)對(duì)的具體表現(xiàn)

課程標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定某一學(xué)科的課程性質(zhì)、理念、目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)施建議的教學(xué)指導(dǎo)性文件，是課程編寫、教學(xué)和評(píng)價(jià)的依據(jù)。

與美國(guó)第一個(gè)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)類似，NGSS的誕生也是建立在十多年期間對(duì)科學(xué)教育開展的眾多實(shí)證研究的基礎(chǔ)之上，是對(duì)第一個(gè)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的繼承與發(fā)展。NGSS和其指導(dǎo)性文件《K－12科學(xué)教育框架》給出K－12年級(jí)科學(xué)教育的兩個(gè)主要目標(biāo):(1)為所有學(xué)生提供科學(xué)與工程教育；(2)為那些會(huì)成為未來科學(xué)家、工程師和技術(shù)專家的學(xué)生提供基礎(chǔ)知識(shí)。即到12年級(jí)結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)獲得足夠的關(guān)于科學(xué)與工程實(shí)踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念的知識(shí)。通過學(xué)習(xí)和參與科學(xué)與工程實(shí)踐而獲得的洞察力和激發(fā)出的興趣，有助于他們參與有關(guān)問題的公共討論，批判地吸收與他們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的科學(xué)信息，并能終生學(xué)習(xí)科學(xué)。[4]標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)科學(xué)與工程的實(shí)踐(Science and Engineering Practices)、跨學(xué)科概念(Crosscutting Concepts)、學(xué)科核心概念(Disciplinary Core Ideas)是NGSS的三個(gè)維度，也是教學(xué)圍繞的三個(gè)維度，它們之間相互促進(jìn)、互為補(bǔ)充且更具連貫性。NGSS是國(guó)際上首次將技術(shù)與工程全方位整合進(jìn)科學(xué)教育的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件，包括三個(gè)維度的每一個(gè)方面。它的頒布意味著在科學(xué)教育中開展跨學(xué)科整合的STEM教育成為必然。同時(shí)，通過核心概念的提出，給學(xué)生提供一個(gè)獲取新知識(shí)的組織結(jié)構(gòu)，使得NGSS不僅關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入理解，也關(guān)注對(duì)內(nèi)容運(yùn)用的深入了解。而理解這些核心概念并進(jìn)行科學(xué)與工程實(shí)踐將有助于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)中培養(yǎng)其更廣泛的認(rèn)識(shí)和能力。

與美國(guó)不同，我國(guó)的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在不同年段呈現(xiàn)也有所不同，幼兒園階段與小學(xué)階段的綜合、初高中階段的分科設(shè)置使我國(guó)的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)都需要相互連接。2017年初發(fā)布的《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》是近年來唯一發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)，它與NGSS具有相近的教育理念與觀點(diǎn):(1)以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并為他們繼續(xù)學(xué)習(xí)、成為合格公民和終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)為宗旨；(2)以“科學(xué)知識(shí)”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度”“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境”為課程的目標(biāo)；(3)在課程內(nèi)容中增設(shè)技術(shù)與工程的具體內(nèi)容。[5]

三、對(duì)科技博物館教育活動(dòng)設(shè)計(jì)的啟示

科技博物館承載著“教育、研究、收藏”三大功能，其中“教育”功能居于核心位置，且其作為非正規(guī)教育的作用越來越顯著。[6]科技博物館從誕生至今始終在研究與學(xué)校教育的對(duì)接問題，包括如何與K－12的正規(guī)課程銜接緊密；如何開展校外教學(xué)、到校服務(wù)、資源出借、課程開發(fā)和教師培訓(xùn)等。自上世紀(jì)基于科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的課程教育改革以來，科技博物館界就開始發(fā)生了令人關(guān)注的動(dòng)向，例如展示教育的關(guān)注點(diǎn)由展品及其所承載的科技知識(shí)轉(zhuǎn)為更為深刻的科學(xué)文化內(nèi)涵、更多樣化的教育形式等。很多博物館在針對(duì)學(xué)校開展教育時(shí)明確提出:可以為學(xué)校學(xué)生提供一個(gè)積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時(shí)滿足國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)教育和社會(huì)科學(xué)框架的需要。[7]

為了實(shí)現(xiàn)與中小學(xué)校教育的對(duì)接，挖掘兩者合作的最大潛力，美國(guó)博物館的教育人員通過深入研究從幼兒園到高中學(xué)生的教科書，詳細(xì)了解課程目標(biāo)，明確教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求及教學(xué)目的，全面地把握學(xué)校課程教學(xué)進(jìn)度和各個(gè)年級(jí)教學(xué)要求以及學(xué)生年齡特點(diǎn)，根據(jù)博物館擁有的資源與課程目標(biāo)相結(jié)合之處，精心制定有針對(duì)性的、廣泛的、詳細(xì)的學(xué)校計(jì)劃，包括網(wǎng)站和教科書，以有效地補(bǔ)充和說明各個(gè)層次學(xué)校的課程，促使絕大多數(shù)的教育者對(duì)于組織和安排連續(xù)的、系統(tǒng)的合作感興趣。[7]

歐亞戈在對(duì)美國(guó)科技博物館近年的發(fā)展態(tài)勢(shì)的分析中提出:在近十年里，K－12科學(xué)教育的變革更是深刻地影響著科技博物館教育的發(fā)展，呈現(xiàn)出五個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展態(tài)勢(shì)，其中首要的態(tài)勢(shì)即為科技博物館教育與美國(guó)正規(guī)教育的緊密結(jié)合。具體表現(xiàn)在一方面各個(gè)場(chǎng)館開展的學(xué)習(xí)單、參觀訪問、動(dòng)手課程、科技競(jìng)賽、野外考察等教育活動(dòng)與各州的課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)；另一方面表現(xiàn)在美國(guó)的科技博物館與各類STEM項(xiàng)目結(jié)合起來，在其中承擔(dān)重要角色。[6]這使得科技博物館教育作為非正規(guī)教育的重要形式和內(nèi)容，已成為美國(guó)推廣與實(shí)施國(guó)家教育標(biāo)準(zhǔn)不可或缺的環(huán)節(jié)。

由此，在新的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)為課內(nèi)教育帶來新變革的大背景下，如何開展科技博物館的教育活動(dòng)是一個(gè)值得科技博物館行業(yè)進(jìn)行深入研究的課題。在此，筆者拋磚引玉，提出以下粗淺觀點(diǎn):

(一)科技博物館教育活動(dòng)應(yīng)該成為學(xué)生開展科學(xué)與工程實(shí)踐的重要場(chǎng)所

無論是NGSS還是我國(guó)最新的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)都將技術(shù)與工程引入了科學(xué)教育的領(lǐng)域，尤其是引入了基礎(chǔ)教育的研究視野。然而科學(xué)與工程有聯(lián)系也有區(qū)別，通過科學(xué)與工程教育實(shí)現(xiàn)的教育價(jià)值和意義也截然不同。但它們都需要實(shí)踐，都需要通過經(jīng)歷實(shí)踐的過程來建構(gòu)理解。而工程實(shí)踐具有一定的復(fù)雜性，需要有設(shè)備、場(chǎng)地、專業(yè)人員的支持，這對(duì)學(xué)校是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。尤其是基礎(chǔ)教育的學(xué)校，很難在學(xué)校內(nèi)擁有一批既懂理論又會(huì)技術(shù)的專業(yè)教師，也很難在學(xué)校中還原工程實(shí)踐的真實(shí)場(chǎng)景。這一挑戰(zhàn)給科技博物館的教育帶來了發(fā)展機(jī)遇，即通過科技博物館給學(xué)生營(yíng)造出能真實(shí)開展科學(xué)與工程實(shí)踐的環(huán)境、提供真實(shí)情境下的技術(shù)與資源支持。

同時(shí)促使在不久的將來會(huì)形成學(xué)校、社區(qū)、科技博物館共同服務(wù)于科學(xué)教育的有利局面?？萍疾┪镳^的教育活動(dòng)不僅將成為課內(nèi)與課外科學(xué)教育結(jié)合的首選，也將成為所有人終身學(xué)習(xí)科學(xué)的必然場(chǎng)所。

(二)科技博物館教育活動(dòng)設(shè)計(jì)需要考慮大概念和兒童學(xué)習(xí)的進(jìn)程，開發(fā)適合不同年齡層次兒童需求的有結(jié)構(gòu)的探索活動(dòng)

科技博物館本身就是為了促進(jìn)公眾理解科學(xué)、了解物質(zhì)世界和自然世界而設(shè)計(jì)的，是科學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)生的重要場(chǎng)所。但相對(duì)于學(xué)校而言，發(fā)生在博物館環(huán)境中的學(xué)習(xí)和經(jīng)歷是一種非正式的學(xué)習(xí)方式，其學(xué)習(xí)是通過個(gè)體與環(huán)境、個(gè)體與展品、個(gè)體與個(gè)體之間的交互進(jìn)行的。[8]

由新的課程標(biāo)準(zhǔn)不難看出，科學(xué)教育對(duì)學(xué)生思維能力的發(fā)展，對(duì)學(xué)生運(yùn)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)能力的要求越來越高。這使得科技博物館的活動(dòng)不能僅僅停留在看一看、讀一讀、按一按、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單交互層面上，而是需要能切實(shí)引起兒童的思考和探索，依據(jù)兒童科學(xué)概念和能力建構(gòu)的軌跡(即學(xué)習(xí)進(jìn)程，Learning Progression)來設(shè)計(jì)展品與教育活動(dòng)，幫助其建構(gòu)正確的概念或糾正錯(cuò)誤的概念?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提供的是大概念，這指兒童需要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容、掌握哪些技能；而學(xué)習(xí)進(jìn)程提供的是兒童學(xué)習(xí)的路徑，它告訴我們?cè)谑裁措A段學(xué)習(xí)什么內(nèi)容，以及怎樣學(xué)習(xí)，建立怎樣的模型將直接影響其決策判斷能力、創(chuàng)新能力。

科技博物館的教育活動(dòng)不同于課堂里的教學(xué)活動(dòng)，其形式多樣，時(shí)間靈活，對(duì)象基礎(chǔ)復(fù)雜。正是如此，則更需要在活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮學(xué)習(xí)者的已有經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，考慮課程標(biāo)準(zhǔn)所提供的大概念和學(xué)習(xí)進(jìn)程，開展有針對(duì)性的教育活動(dòng)，開發(fā)適合不用年齡層次兒童需求的有結(jié)構(gòu)的探索活動(dòng)，以真正達(dá)成激發(fā)學(xué)習(xí)者興趣、促進(jìn)其高階思維發(fā)展的教育目標(biāo)。

(三)結(jié)合STEM教育與創(chuàng)客教育，需要大力發(fā)展跨學(xué)科綜合類學(xué)習(xí)活動(dòng)

STEM教育與創(chuàng)客教育的興起，是社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才需求的體現(xiàn)，也是一種以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)和綜合能力為導(dǎo)向的跨學(xué)科綜合類學(xué)習(xí)活動(dòng)。近五年來，隨著學(xué)校教育對(duì)STEM需求的發(fā)展，越來越多的科技博物館正在設(shè)法把創(chuàng)客教育和STEM教育整合到自己的教育內(nèi)容和體系中。其實(shí)，科技博物館引入創(chuàng)客教育帶來的不止是物理空間上的變化，也是對(duì)科技博物館學(xué)習(xí)的再一次思考。它與原有的場(chǎng)館學(xué)習(xí)或課堂學(xué)習(xí)有很大的不同，它不是看上去漫無目的的參觀和敲敲打打，而是切實(shí)地經(jīng)歷一次產(chǎn)生成果的嘗試、探索和創(chuàng)新過程。鮑賢清提出要促進(jìn)科技博物館中創(chuàng)客式學(xué)習(xí)的發(fā)生，需要對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)和安排，并建議在科技博物館的創(chuàng)客教育中注意:[9]

(1)把科學(xué)概念、技能作為手段而不是目的；

(2)把設(shè)計(jì)和制作作為一種學(xué)習(xí)方式；

(3)提供具有啟發(fā)性的工具與資源；

(4)提供多種途徑，給予充分的體驗(yàn)時(shí)間；

(5)注重合作與分享。

STEM教育具有跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等特點(diǎn)。[10]仔細(xì)思考上述關(guān)注點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)其中每一項(xiàng)都體現(xiàn)出科技博物館的教育活動(dòng)要結(jié)合STEM教育與創(chuàng)客教育，就需要適應(yīng)和體現(xiàn)STEM教育的特點(diǎn)。而開展以工程設(shè)計(jì)、問題解決為主線的實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親歷調(diào)研、設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、改進(jìn)、交流的工程設(shè)計(jì)和問題解決過程，自然而然地形成跨學(xué)科綜合類的學(xué)習(xí)過程，這才是對(duì)學(xué)生跨學(xué)科綜合能力培養(yǎng)的有效途徑。

四、實(shí)例分析

美國(guó)舊金山探索館是美國(guó)乃至全世界知名的科技博物館，該館設(shè)有一個(gè)科學(xué)探究研究所，參與了美國(guó)1996年第一個(gè)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的起草制訂工作，并在此后主持編寫了《探究——小學(xué)科學(xué)教學(xué)的思想、觀點(diǎn)與策略》一書①該書由廣西師范大學(xué)羅星凱教授等人翻譯，2003年由人民教育出版社出版。，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)中小學(xué)及校外教育處(ESIE)與研究、評(píng)價(jià)及交流處(REC)聯(lián)合出版推廣，用以指導(dǎo)美國(guó)小學(xué)科學(xué)老師學(xué)習(xí)掌握探究式教學(xué)的理念和方法。在探索館官網(wǎng)(www.exploratorium.edu)的主頁上寫道:“基于探究的學(xué)習(xí)是探索館的核心。我們邀請(qǐng)人們?yōu)榱死斫馐澜缡侨绾芜\(yùn)作的而提出問題、質(zhì)疑答案、探索發(fā)現(xiàn)?！眲?dòng)手實(shí)踐成為探索館教育活動(dòng)不可或缺的特征，如今探索館中不僅有針對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的各類探索活動(dòng)，還為合作教師和學(xué)校提供豐富的專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目。

“Science Snacks”是探索館中一項(xiàng)可以使用日常、廉價(jià)且易得材料開展的動(dòng)手做微型互動(dòng)活動(dòng)，不僅適用于場(chǎng)館，也適用于學(xué)校和家庭。探索館為搭建“Science Snacks”的教師提供了豐富的資源，包括活動(dòng)流程、教學(xué)資源、材料清單等，活動(dòng)內(nèi)容涉及天文、生物、化學(xué)、地球、物理、數(shù)學(xué)、環(huán)境、工程與技術(shù)等十多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域、百余項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。其內(nèi)容、形式和要求都體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的獨(dú)特匠心，同時(shí)展示出開展基于課程標(biāo)準(zhǔn)的探究式學(xué)習(xí)的教育理念。

“Hand Battery”(手蓄電池)是這百余項(xiàng)內(nèi)容中的一個(gè)，也是科技博物館的常見展品。該活動(dòng)涉及生物、化學(xué)和物理科學(xué)，“Science Snacks”將傳統(tǒng)展品不可見的內(nèi)部用互動(dòng)活動(dòng)的方式呈現(xiàn)出來(如圖1給出的實(shí)驗(yàn)材料)。同時(shí)指導(dǎo)參與者進(jìn)行線路鏈接和探索，表1中給出這兩部分的指導(dǎo)語。

圖1 “Hand Battery”的工具與材料

表1 “Hand Battery”的指導(dǎo)語

表1中的指導(dǎo)語是寫給教師看的，以幫助教師引導(dǎo)學(xué)生思考和開展更多的科學(xué)探索?；顒?dòng)的選取緊緊圍繞NGSS中有關(guān)電路、導(dǎo)體與絕緣體、導(dǎo)體材料的特征、如何改變導(dǎo)電性等學(xué)習(xí)內(nèi)容開展。

為了更好地指導(dǎo)教師開展“Science Snacks”的活動(dòng)，開發(fā)者為教師提供了一個(gè)有力的工具，名為“NGSS Planning Tool”。該工具將幫助教師在NGSS的基礎(chǔ)上修改和整合“Science Snacks”的活動(dòng)，以符合各類的需求。該工具要求教師仔細(xì)考慮表2中的所有問題。

表2 NGSS Planning Tool中的問題列表

這些問題非常有效地起到了將教學(xué)和課程標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的作用，讓使用“Science Snacks”的教師能仔細(xì)地思考學(xué)生學(xué)習(xí)的過程、教學(xué)的策略以及標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)現(xiàn)階段學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。表2中的問題是有一定層次的，在教師了解了活動(dòng)要求學(xué)生做什么之后，首先需要教師能使用課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)科核心概念和進(jìn)程來解釋活動(dòng)現(xiàn)象，明白現(xiàn)象背后的科學(xué)原理和知識(shí)；再讓教師能站在學(xué)生的角度，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中的“科學(xué)與工程實(shí)踐”來琢磨學(xué)生的思維方法和實(shí)際做法，以明白如何引導(dǎo)和幫助學(xué)生；最后教師還需要結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的所有維度對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析，并以學(xué)生的視角模擬學(xué)生認(rèn)知建構(gòu)的過程，這幫助教師理解學(xué)生學(xué)習(xí)的完整過程和課程標(biāo)準(zhǔn)是如何相呼應(yīng)，以及教學(xué)該給予學(xué)生怎樣的支持和幫助。因此，當(dāng)教師對(duì)表2中的問題都做到胸有成竹的時(shí)候，探究式科學(xué)教學(xué)的過程也就能水到渠成、游刃有余了。

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The Inspiration of Science Curriculum Standards to the Educational Activities in Science and Technology Museum

Ye Zhaoning

This paper analyses and describes two important advances in science education in recent years.The first is a new understanding of objectives and process for science learning；the second is the booming of the unique STEM Education.After conducted the further analysis on the Next Generation Science Standards(NGSS)enacted by American in 2013 and Science Curriculum Standard for Chinese Primary School released by MOE of China just now about the specific performance of science education reform，we draw 3 inspirations from the design for educational activities in science and technology museums:first of all，the educational activities of science and technology museums should become an important place for students to carry out the Science and Engineering Practice；secondly，the design for the educational activities needs to think about the big idea and the process of children learning and develop the structured exploration activities for children of different ages；thirdly，we need to develop crosscutting comprehensive learning activities aiming of combining STEM education with Maker Education.

Science Standard，Curriculum Standard，Science and Technology Museum，educational activities

①葉兆寧:南京東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院副教授；研究方向:學(xué)習(xí)科學(xué)，科學(xué)教育；通訊地址:江蘇省南京市玄武區(qū)四牌樓2號(hào)南京東南大學(xué)李文正樓3樓；郵編:210096；Email:yezhaoning＠seu.edu.cn。