張祖興

從中美科學(xué)課程的差異談科技博物館科學(xué)教育的對(duì)策與思路

張祖興①

自2011年美國(guó)頒布《K－12科學(xué)教育框架》提出STEM教育以來(lái)，越來(lái)越多的科技博物館嘗試探索基于本館資源開(kāi)展STEM教育。隨著2017年1月《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的公布，我國(guó)在小學(xué)階段對(duì)于STEM教育有了自己的標(biāo)準(zhǔn)與參考。但應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)從定位到內(nèi)容都存在現(xiàn)實(shí)差異。本文試圖從比較中美課程的差異中解讀出不同的理念與方向，以尋求更適合在我國(guó)科技博物館開(kāi)展科學(xué)教育的新模式。

科學(xué)課程；差異；科技博物館；對(duì)策

一、中美科學(xué)課程的對(duì)比

自美國(guó)2013年公布《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》以來(lái)，STEM教育理念在中國(guó)越來(lái)越多地被提及，日漸成為討論科學(xué)教育發(fā)展的主流方向。隨著2017年1月中國(guó)《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)》)的公布，我國(guó)如何開(kāi)展STEM教育有了一個(gè)綱領(lǐng)性的方向。我們知道，新科學(xué)課標(biāo)的修改也借鑒了美國(guó)的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，我們通過(guò)解讀中國(guó)《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》與美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》來(lái)比對(duì)中美科學(xué)教育的差異。

(一)中國(guó)科學(xué)課標(biāo)的重要變化與解讀

2017年1月公布的《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》相較上一個(gè)版本(2001年頒布的《全日制義務(wù)教育科學(xué)(3～6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》，以下簡(jiǎn)稱《3～6科學(xué)課標(biāo)》)的標(biāo)準(zhǔn)，在框架與內(nèi)容編排上都有很大的變化，可以歸納為:三個(gè)增加，二個(gè)變化，一個(gè)明確。

三個(gè)增加:(1)把一、二年級(jí)學(xué)生列入科學(xué)教育的對(duì)象的范圍；(2)新增了技術(shù)與工程的內(nèi)容；(3)增加學(xué)生對(duì)社會(huì)與環(huán)境的責(zé)任，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)技術(shù)對(duì)倫理、環(huán)境、生活影響的思考。

二個(gè)變化:(1)科學(xué)課性質(zhì)的變化，由啟蒙課程轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)課程；(2)評(píng)價(jià)方式的多元化，從傳統(tǒng)的結(jié)果式考核轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)教育的過(guò)程式考核。

一個(gè)明確:強(qiáng)調(diào)了科學(xué)學(xué)習(xí)是以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式。

我們注意到:美國(guó)1996年頒布的第一個(gè)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中首次提出了“以探究為核心的科學(xué)教育”理念；中國(guó)2001年《3～6科學(xué)課標(biāo)》提出“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”的教育理念；中國(guó)2011年的《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》延續(xù)了上述理念；美國(guó)2013年推出的《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》教育理念轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎诳茖W(xué)與工程實(shí)踐的跨學(xué)科探究式學(xué)習(xí)”；[1]中國(guó)2017年《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》的核心詞匯依然是探究，“小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式”，“探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”①中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社，2017:3.。

我們還注意到:美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)“科學(xué)與工程實(shí)踐”“跨學(xué)科概念”“學(xué)科核心概念”是支撐科學(xué)教育的“三個(gè)維度”并居于核心的地位，而首次納入教育標(biāo)準(zhǔn)的STEM教育則是“三個(gè)維度”的載體。在中國(guó)的《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》中雖然也增加了“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的內(nèi)容，但其中對(duì)STEM教育的描述是“一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”。②中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社，2017:63.它作為一種“跨學(xué)科內(nèi)容”的“課程組織方式”，其表述層次被置于第四部分“實(shí)施建議”中“教學(xué)建議”下的“學(xué)科關(guān)聯(lián)建議”的第4項(xiàng)，相當(dāng)于四級(jí)子標(biāo)題的內(nèi)容。

綜上所述，我國(guó)的科學(xué)課標(biāo)在跟進(jìn)美國(guó)科學(xué)教育改革步伐的同時(shí)又沒(méi)有亦步亦趨，特別在對(duì)科學(xué)與工程實(shí)踐(STEM)與科學(xué)探究問(wèn)題的理解與定位上。也許有人會(huì)提出這樣的疑問(wèn)，為什么《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》在表述和要求上不直接與美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的“科學(xué)與工程實(shí)踐(STEM)”相對(duì)接?要解答這個(gè)問(wèn)題，首先要了解科學(xué)與工程實(shí)踐(STEM)[2]和科學(xué)探究[3]的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)之間有何關(guān)聯(lián):

從對(duì)比中我們可以看出，科學(xué)與工程實(shí)踐(STEM)是在科學(xué)探究的基礎(chǔ)上做出的實(shí)踐性的要求與設(shè)計(jì)，是科學(xué)探究的升級(jí)。我們不能說(shuō)在美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中強(qiáng)調(diào)了STEM就是弱化了科學(xué)探究；相反，我們須認(rèn)識(shí)到只有通過(guò)科學(xué)與工程的實(shí)踐才可真正培養(yǎng)起學(xué)生的科學(xué)探究技能與思維?？茖W(xué)教育在美國(guó)實(shí)施的基礎(chǔ)與條件遠(yuǎn)優(yōu)于中國(guó)，中國(guó)科學(xué)教育的水平與現(xiàn)狀提示我們:既要引進(jìn)最新教育理念，又不能盲目跟風(fēng)躍進(jìn)，更應(yīng)腳踏實(shí)地地把“探究”的基礎(chǔ)做好。所以，在中國(guó)《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》中強(qiáng)調(diào)探究式學(xué)習(xí)以主，倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的模式，筆者認(rèn)為是對(duì)實(shí)現(xiàn)科學(xué)與工程實(shí)踐的“分步走”。

(二)中美科學(xué)課程框架的異同

繼中美科學(xué)教育/課程標(biāo)準(zhǔn)公布之后，可以從科學(xué)課教材上具體感受到對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的不同解讀的差異。本文選取了得克薩斯州科學(xué)教材《Science Fusion》和加利福尼亞州科學(xué)教材《Science A Closer Look》兩套美國(guó)主流科學(xué)教材為比較藍(lán)本，與中國(guó)小學(xué)《科學(xué)》(2017年人民教育出版社的科學(xué)課教材)進(jìn)行比較。

1. 美國(guó)科學(xué)教材課程體系概述

在《Science A Closer Look》中可以看出，加州這套科學(xué)課程是按照《K－12科學(xué)教育框架》中核心概念的細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)在每個(gè)年級(jí)段按生命科學(xué)、地球科學(xué)和物理科學(xué)三個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，而工程設(shè)計(jì)融入每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容中，同時(shí)還突出數(shù)字模擬模型的在線資源輔助。

《Science Fusion》在課程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上更加突出了STEM課程的設(shè)計(jì)，其在生命科學(xué)、地球科學(xué)和物理科學(xué)三個(gè)部分之前獨(dú)立列出“科學(xué)本質(zhì)與STEM”(The Nature of Science and STEM)的單元，同時(shí)在生命科學(xué)、地球科學(xué)和物理科學(xué)三大部分中通過(guò)“探究掛圖”(Inquiry Flipchart)的形式把每個(gè)單元探究實(shí)驗(yàn)與STEM實(shí)驗(yàn)有機(jī)地串聯(lián)起來(lái)。

2. 中國(guó)科學(xué)教材課程體系概述

從2017年人教版的《科學(xué)》教材(1－6年級(jí))的目錄可以看出，新版的《科學(xué)》教程已按新科學(xué)課標(biāo)的科學(xué)知識(shí)分段目標(biāo)要求對(duì)課程進(jìn)行生命科學(xué)、地球科學(xué)、物理科學(xué)技術(shù)與工程四部分來(lái)劃分，但是課程的框架體系是按照整個(gè)小學(xué)階段來(lái)劃分的，如三年級(jí)上冊(cè)主要學(xué)習(xí)動(dòng)物，下冊(cè)主要學(xué)植物；四年級(jí)上冊(cè)是自然地理的綜合，下冊(cè)集中學(xué)習(xí)物理科學(xué)中的聲光電。

在新增設(shè)的一、二年級(jí)《科學(xué)》課本強(qiáng)調(diào)了“科技與生活”，圍繞著此主題讓學(xué)生對(duì)科學(xué)與社會(huì)、環(huán)境、生活的影響進(jìn)行思考。同時(shí)在六年級(jí)的教材中《系統(tǒng)組成的世界》和《相互聯(lián)系的世界》兩大主題則體現(xiàn)了對(duì)跨學(xué)科的綜合運(yùn)用。

個(gè)人認(rèn)為，在內(nèi)容框架的編排上，美國(guó)教材在每個(gè)年級(jí)段按三個(gè)學(xué)科維度的課程體系會(huì)更合理一些，符合青少年學(xué)生在不同年齡段對(duì)三個(gè)學(xué)科知識(shí)由淺至深的認(rèn)知與理解。而中國(guó)教材的框架中的學(xué)科劃分，在一定程度上易形成在某個(gè)年級(jí)段某類(lèi)型知識(shí)的堆積。由于《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》發(fā)布不到半年，能得到的新版本教材有限，希望能看到編排更加合理的教材版本。

3. 案例:中美教材中一堂科學(xué)課的差異比較

如果說(shuō)在中美教材課程框架分析對(duì)比中，看到對(duì)于專題課程單元的編排是整體劃分與分階段劃分上的不同，那么選取一節(jié)具體科學(xué)課程來(lái)比較的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)在探究培養(yǎng)形式與表達(dá)上有明顯的差距。課程案例選擇了《Science A Closer Look》二年級(jí)的“Where can snails live(蝸牛在哪里生活?)”與2017年人教版《科技與生活》二年級(jí)中“蝸牛天地”，從探索培養(yǎng)方面對(duì)二者進(jìn)行以下比較。

在《Science A Closer Look》的“Where can snails live(蝸牛在哪里生活?)”課程中(見(jiàn)圖1)，可見(jiàn)課程通過(guò)讓學(xué)生觀察花園與池塘兩種不同環(huán)境下的蝸牛的習(xí)性來(lái)完成一個(gè)“尋找蝸牛最?lèi)?ài)吃什么”的探究任務(wù)，一步一步地來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行關(guān)于蝸牛生活在哪里、吃什么的探究。學(xué)生在每一步探究過(guò)程中要使用什么樣的探究技能，如何使用圖表進(jìn)行分類(lèi)記錄，都有明確示例，如同數(shù)學(xué)課本中的例題，最后為學(xué)生總結(jié)出了一套科學(xué)探究方法(見(jiàn)圖2)。

圖1 蝸牛在哪里生活?

圖2 科學(xué)探究方法

《科技與生活》的“蝸牛天地”課程，通過(guò)抓一只蝸牛、為蝸牛布置一個(gè)“家”為任務(wù)引入，通過(guò)飼養(yǎng)蝸牛來(lái)觀察和記錄蝸牛的生活習(xí)性(見(jiàn)圖3)，以蝸牛的秘密為引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生列出研究的內(nèi)容與發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖4)。在這一過(guò)程中，沒(méi)有給學(xué)生具體的方向和例子，也沒(méi)有明確一個(gè)探究的流程和對(duì)探究技能的運(yùn)用，僅強(qiáng)調(diào)了人文關(guān)懷和愛(ài)護(hù)小動(dòng)物。

圖3 給蝸牛安一個(gè)家

圖4 蝸牛的秘密

兩相比較，從美國(guó)教材中我們可以看出，對(duì)于二年級(jí)小學(xué)生的科學(xué)探究過(guò)程已經(jīng)明確了方法與技能培養(yǎng)，同時(shí)試圖通過(guò)科學(xué)探究流程化來(lái)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究的意識(shí)。但在中國(guó)的科學(xué)教材中，探究還是一個(gè)籠統(tǒng)的過(guò)程，學(xué)生沒(méi)有得到明確方向與流程的指導(dǎo)，這可能需要教師大量的指導(dǎo)與幫助，弱化了探究模型化的培養(yǎng)，給并不諳熟探究式教學(xué)的中國(guó)教師提出了更大挑戰(zhàn)。

二、科技博物館科學(xué)教育活動(dòng)的定位與對(duì)策

科技博物館科學(xué)教育活動(dòng)的定位是直接影響到如何有效開(kāi)展館校之間合作的關(guān)鍵，因此可從對(duì)比中美的課程差異并結(jié)合科技博物館的資源特點(diǎn)，來(lái)尋求新的思路與切入點(diǎn)。

(一)從中美科學(xué)課程差異中找到科技博物館的課程定位

美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》和課程所提出的先進(jìn)理念反映了科學(xué)教育的發(fā)展方向，從中美科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的差異以及中美科學(xué)課程的側(cè)重中，可見(jiàn)我國(guó)科學(xué)教育的局限與不足。在中外科學(xué)教育理念的交融和差異化中，科技博物館可以起到相互銜接的作用:既可學(xué)習(xí)美國(guó)科學(xué)教育改革中的先進(jìn)理念，也須遵循《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》來(lái)設(shè)計(jì)教育活動(dòng)，以有利于科技博物館與校內(nèi)科學(xué)課程相結(jié)合。具體來(lái)說(shuō)就是，科技博物館的科學(xué)教育可以美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的“三個(gè)維度”(科學(xué)與工程實(shí)踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念)為框架來(lái)銜接中國(guó)《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》中的具體內(nèi)容要求，突出實(shí)踐性探究和跨學(xué)科拓展，這符合科技博物館的自身特點(diǎn)和展教要求。

1. 科技博物館基于科學(xué)探究實(shí)踐的展品是科學(xué)與工程實(shí)踐的完美結(jié)合

科技博物館那些以科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)考察、技術(shù)發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)ο鬄樵偷目萍颊蛊罚梢詾镾TEM教育課程提供了實(shí)踐條件與信息載體。[1]同時(shí)，許多科技博物館與企業(yè)合作的特色展區(qū)或技術(shù)展品都為科學(xué)與工程實(shí)踐的學(xué)習(xí)提供了優(yōu)質(zhì)的條件，有著科技博物館與生俱來(lái)的資源優(yōu)勢(shì)。

2. 科技博物館的主題式展覽設(shè)計(jì)模式適合開(kāi)展跨學(xué)科概念的學(xué)習(xí)

在綜合性科技博物館(如科技館)的常設(shè)展覽中常以“生命科學(xué)”“環(huán)境與資源”“信息技術(shù)”“數(shù)學(xué)”等來(lái)劃分展廳，臨時(shí)展覽也是如此；2016年全國(guó)自然科學(xué)博物館舉辦的臨時(shí)展覽中與科學(xué)相關(guān)的主題占了七類(lèi)中的五類(lèi)①中國(guó)自然科學(xué)博物館協(xié)會(huì).中國(guó)科普?qǐng)鲳^年鑒(2016卷)[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2017:63－71.，如“海洋與水生物”“天文、地球、地質(zhì)與礦產(chǎn)”“科學(xué)技術(shù)”等，這恰恰提供了跨學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

3. 科技博物館科學(xué)工作室鄰近展廳的地利優(yōu)勢(shì)，有利于開(kāi)展STEM教育

開(kāi)設(shè)于展廳的科學(xué)工作室是面向觀眾進(jìn)行科學(xué)教育的主要平臺(tái)，在便于利用展廳資源的同時(shí)，也很容易于讓學(xué)生有真實(shí)情境的代入感。同時(shí)，科學(xué)工作室原有的科學(xué)教育課程體系也便于向STEM教育轉(zhuǎn)化。

科技博物館應(yīng)該作為最新科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)科學(xué)教育理念的傳播者與倡導(dǎo)者，我們通過(guò)先進(jìn)理念與優(yōu)勢(shì)資源的整合，來(lái)為科學(xué)教育服務(wù)，取他山之石，為科技博物館的科學(xué)教育取長(zhǎng)補(bǔ)短。

(二)科技博物館如何進(jìn)行課程資源的開(kāi)發(fā)與建設(shè)

從中美科學(xué)教育的差異化給科技博物館帶來(lái)的機(jī)會(huì)與變化，將成為科技博物館提升科學(xué)教育層次與水平的突破點(diǎn)，但如何開(kāi)發(fā)適合于科技博物館的STEM教育，許多科技博物館可能都會(huì)遇到兩個(gè)問(wèn)題:一是課程資源如何開(kāi)發(fā)與運(yùn)用；二是專業(yè)人才隊(duì)伍的培養(yǎng)與建設(shè)。

1. 科學(xué)教育課程的STEM化

隨著《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》的公布，許多在《3～6科學(xué)課標(biāo)》體系上設(shè)計(jì)出來(lái)的科學(xué)課程都要面臨重新修訂與調(diào)整。當(dāng)然我們不需要全盤(pán)否定原有的探究模式，而是應(yīng)把“三個(gè)維度”的理念與內(nèi)容融入其中，這種修訂與調(diào)整的過(guò)程我們稱之“STEM化”。STEM化就是為了實(shí)施“基于科學(xué)與工程實(shí)踐的跨學(xué)科探究式學(xué)習(xí)”，科技博物館可以更好地發(fā)揮自身教育的特征與資源優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于我國(guó)學(xué)校在資源、理念、方法等方面的制約，目前的科學(xué)課一時(shí)難以完成STEM化。相信對(duì)原有科學(xué)課程進(jìn)行STEM化，在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)與STEM課程共存，這也成為科技博物館與學(xué)校的科學(xué)教育資源互補(bǔ)的結(jié)合點(diǎn)。同時(shí)，科技博物館可以根據(jù)展品、展區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)不同類(lèi)型的科學(xué)課程進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。

(1)選擇與STEM契合度高的展品，開(kāi)發(fā)完整的STEM課程。在科技博物館中挑選出對(duì)“跨學(xué)科概念”和“科學(xué)與工程實(shí)踐”有天然“親和度”的展品，按照“三個(gè)維度”的框架與思路去設(shè)計(jì)，不僅有真實(shí)情境還原和原理展示，還可以有具體操作體驗(yàn)的實(shí)踐，如污水處理廠的污水處理模型展品，可以從“節(jié)約用水”或“水的凈化”方面進(jìn)行STEM課程的設(shè)計(jì)。

(2)對(duì)于科學(xué)工作室或工作坊中原有的科學(xué)課程，可以通過(guò)引入“跨學(xué)科概念”和“科學(xué)與工程實(shí)踐”，設(shè)計(jì)出循序漸進(jìn)的主題系列化課程，進(jìn)行STEM化的改良。如《葉問(wèn)》系列課程(在后面的案例中將分析和剖釋)，筆者認(rèn)為這是中美科學(xué)課程差異化過(guò)程中的一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品，是科學(xué)教育新舊框架、理念轉(zhuǎn)變中的一種嘗試。

(3)以STEM教育課程為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)符合STEM理念的展覽、展品。我國(guó)的許多科技博物館都是先有展覽的規(guī)劃建設(shè)和展品設(shè)計(jì)，再圍繞著展覽、展品來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)相應(yīng)的教育活動(dòng)，這樣的流程大大地制約了科學(xué)教育開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的空間。隨著新一輪科技博物館展覽、展品更新改造的展開(kāi)和STEM教育的興起，轉(zhuǎn)變展覽、展品的設(shè)計(jì)模式，以“展教同步設(shè)計(jì)”的方式，以具體的STEM教育課程為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)研發(fā)符合STEM理念的展覽、展品，將成為科技博物館與展覽展品企業(yè)共同努力的方向。

2. 建立“校－館－?！毙履Ｊ脚c機(jī)制的嘗試

從美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的公布及實(shí)施情況來(lái)看，STEM教育對(duì)教師與硬件的要求之高，各學(xué)校教育資源的不均衡，特別是對(duì)科學(xué)教師知識(shí)儲(chǔ)備與跨學(xué)科設(shè)計(jì)能力的要求，使優(yōu)質(zhì)的STEM課程難以獲得。[5]在中國(guó)，《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》要求從一年級(jí)開(kāi)始開(kāi)設(shè)科學(xué)課程，對(duì)學(xué)校最直接的影響恐怕就是科學(xué)課教師的不足，同時(shí)現(xiàn)在師范院校對(duì)科學(xué)課師資培養(yǎng)短缺，可以預(yù)見(jiàn)到未來(lái)科學(xué)教育專業(yè)人才的缺口將是STEM教育發(fā)展的一個(gè)瓶頸，科技博物館應(yīng)該利用自身的資源條件與實(shí)際需求積極參與到其中。

在科技博物館的館校結(jié)合資源建設(shè)中，國(guó)內(nèi)許多科技博物館進(jìn)行了有益嘗試。如遼寧科技館、上海自然博物館、重慶科技館、北京自然博物館、紹興科技館等均以館方自主開(kāi)發(fā)“館校結(jié)合”課程為主，并由館方教育人員和志愿者為學(xué)校團(tuán)體提供授課服務(wù)。這種“館－?！蹦Ｊ?，無(wú)論是在《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》的影響下，還是在科技博物館科學(xué)教育重新定位的情況下，可能都面臨對(duì)場(chǎng)館教育人員和志愿者教師進(jìn)行重新定位與培訓(xùn)的問(wèn)題。為了培養(yǎng)能適應(yīng)STEM教育活動(dòng)的人才，需要從機(jī)制和資源上進(jìn)行一些全新的探索。

廣西科技館同樣也遇到了中小學(xué)教師開(kāi)發(fā)館校結(jié)合項(xiàng)目能力不足的問(wèn)題，于是嘗試轉(zhuǎn)變。2015年，廣西科技館的合作對(duì)象從中小學(xué)校轉(zhuǎn)向高校，與廣西教育學(xué)院合作，在其小學(xué)教育、地理教育等專業(yè)下開(kāi)設(shè)了《科學(xué)教育與實(shí)踐》課程，教授基于科技博物館資源開(kāi)展科學(xué)教育實(shí)踐活動(dòng)的案例與思路，用于培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)師范生開(kāi)發(fā)科技博物館科學(xué)教育活動(dòng)的能力。這一嘗試最早是用來(lái)解決專業(yè)人員不足的問(wèn)題，卻逐漸形成了以“高校培養(yǎng)師資－科技博物館培訓(xùn)與資源支持－學(xué)?？茖W(xué)實(shí)踐”一個(gè)三位一體的“校－館－校”資源合作相通、共享發(fā)展的新模式，提供了一種新的拓展方向和轉(zhuǎn)型的可能。

科技博物館的STEM教育對(duì)專業(yè)人才的高要求，需要從培養(yǎng)人才機(jī)制上進(jìn)行創(chuàng)新與改變，有條件的科技博物館可能需要更早地布局人才培養(yǎng)與成長(zhǎng)的機(jī)制。

3. 案例:廣西科技館科學(xué)工作室《葉問(wèn)》系列課程探究與設(shè)計(jì)思路

《葉問(wèn)》系列課程是基于青少年科學(xué)工作室平臺(tái)開(kāi)發(fā)的STEM化課程，課程以葉為題材細(xì)化出葉子的色、形、脈、序等切入點(diǎn)，結(jié)合《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》中生命科學(xué)分階段對(duì)植物的不同認(rèn)識(shí)，試圖設(shè)計(jì)出從探究到STEM的主題式系列化課程(見(jiàn)表2)。

表2 《葉問(wèn)》課程結(jié)構(gòu)表

課程首先結(jié)合課標(biāo)從教材中找到切入點(diǎn)。以2017年人教版的《科學(xué)》教材為例，從一年級(jí)的“周?chē)闹参铩?、三年?jí)的“植物和我們”到四年級(jí)的“認(rèn)識(shí)更多的植物”三節(jié)關(guān)于葉子的課程來(lái)歸納出共同點(diǎn)，作為選定主題的依據(jù)。在單純生物學(xué)中的葉子探究課程基礎(chǔ)上加入了跨學(xué)科的元素。其次，參考了《Science Fusion》中相關(guān)植物課程中對(duì)葉子的探究方法的模型[6]，為學(xué)生認(rèn)識(shí)葉子細(xì)化關(guān)于探究過(guò)程的每個(gè)步驟。

《葉問(wèn)》課程不能算是完全意義的STEM課程，而是在原有的科學(xué)工作室課程基礎(chǔ)上進(jìn)行STEM化的嘗試。對(duì)原有的科學(xué)課程進(jìn)行改良與調(diào)整，符合許多科技博物館課程的現(xiàn)狀，同時(shí)也為我們開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)這一類(lèi)課程提供思路與啟示:

(1)尋找課程的切入點(diǎn)。在科學(xué)工作室原有課程與科學(xué)教材課程之中尋找共同點(diǎn)、銜接點(diǎn)，使課程內(nèi)容符合課標(biāo)的要求，有利于拓展出有別于學(xué)校教材的新課程。

(2)明確探究過(guò)程，強(qiáng)調(diào)探究技能。在中美教材的科學(xué)課案例對(duì)比中我們知道，探究流程化模型不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)、明確探究過(guò)程，也利于學(xué)生進(jìn)行工程技術(shù)實(shí)踐中指令化和程序化的培養(yǎng)?？茖W(xué)探究作為新《科學(xué)課標(biāo)》的核心，是銜接STEM的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)階段科學(xué)課堂上的薄弱環(huán)節(jié)，這是我們課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)打造的突出部分。

(3)按照“三個(gè)維度”來(lái)拓展課程?！叭齻€(gè)維度”理念運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)中的直接效果就是把課程跨學(xué)科化與工程化?？鐚W(xué)科化結(jié)合《小學(xué)科學(xué)課標(biāo)》中“學(xué)科關(guān)聯(lián)建議”的內(nèi)容，數(shù)學(xué)是最容易相關(guān)聯(lián)的學(xué)科，如探究中需要量化的結(jié)果通過(guò)數(shù)學(xué)來(lái)表達(dá)，同時(shí)從記錄數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，比如在葉序與葉形的課程中涉及到了黃金分割系數(shù)與正態(tài)分布函數(shù)。其實(shí)，不是每節(jié)科學(xué)課程都一定要和跨學(xué)科或者和工程技術(shù)扯上關(guān)系，我們?cè)谕诰蚺c主題相關(guān)的內(nèi)涵與外延時(shí)，應(yīng)該“順其自然”。

(4)需要構(gòu)建情境。STEM教育強(qiáng)調(diào)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，這既可以是真實(shí)的任務(wù)情境和問(wèn)題情境，也可以是真實(shí)的生活情境。在《葉問(wèn)》課程中運(yùn)用最多的是通過(guò)提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想生活中的環(huán)境和現(xiàn)象，進(jìn)而去重新觀察身邊的植物葉子。營(yíng)造情境的核心，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入探究的實(shí)踐。

(5)STEM課程的系列化與獨(dú)立性。目前所了解到的STEM課程，大都是就一個(gè)主題開(kāi)發(fā)的系列課程，如東南大學(xué)漢博教育本土化的《橋世界》作為STEM課程的典型案例，但其課程結(jié)構(gòu)更有利于在學(xué)校開(kāi)展。這是因?yàn)橄盗谢n程周期長(zhǎng)而且課程之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，這恰是科技博物館教育活動(dòng)的短板。如何把系列化、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的課程轉(zhuǎn)化成相對(duì)獨(dú)立性的課程，以滿足科技博物館教育活動(dòng)的實(shí)際情況，是科技博物館STEM課程面臨的問(wèn)題，也是努力的方向。

[1]朱幼文.基于科學(xué)與工程實(shí)踐的跨學(xué)科探究式學(xué)習(xí)[J].自然科學(xué)博物館研究，2017(1):6－13. [2]葉兆寧.美國(guó)新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)概要[EB/ OL].[2013.09.23]http://blog.sina.com.cn/s/ blog＿538c514e0101co1h.html.

[3]羅星凱.科學(xué)探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:科學(xué)普及出版社，2006:17－30.

[4]李秀菊.美國(guó)落實(shí)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的理念與實(shí)踐[J].中國(guó)科技教育，2017(3):6－7.

[5]安妮塔·克里施納穆希.加強(qiáng)合作，在課外活動(dòng)提供高質(zhì)量STEM教育[J].《維度》中文版，2016(4):18－22.

[6]Michael A.DiSpezio Marjorie Frank.Science Fusion [M].Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company 2012:135－173.

Some Thoughts and Countermeasures on Science Education in Science and Technology Museums Based on Differences between China and the United States towards Science Curriculum Standards

Zhang Zuxing

Since the United States enacted the“K－12 science education framework”and proposed the STEM education in 2011，more and more museums have focused and tried to explore the STEM education based on their own resources.As China announced the“primary school science curriculum standards”in January 2017，the primary schools of China have their own standards and references on the STEM education.However，we should be aware that the role and content of science curriculum standards are different between China and US due to their unique education system.This paper tried to compare the different concepts and orientation from the science curriculums of China and US to seek new patterns of science education which are suitable in science and technology museums.

science curriculum，difference，science and technology museum，countermeasure

①?gòu)堊媾d:廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)館講師；研究方向:青少年科學(xué)教育；通訊地址:廣西南寧市民族大道20號(hào)；郵編:530022；郵箱:47621323＠qq.com。

①摘選2015年12月張逸中博士《STEM教育與創(chuàng)客教育》PPT中的STEM教育部分內(nèi)容。