王子楠

從2009年至今，全國(guó)科技館輔導(dǎo)員大賽已經(jīng)舉辦了五屆。其中展品輔導(dǎo)賽的變化耐人尋味。在第一、二、三屆大賽中，“展品輔導(dǎo)”基本為“展品講解”，其近似于“演講”的風(fēng)格曾受到部分業(yè)界內(nèi)外人士的詬病：這種灌輸式的講解是否符合科技館“探究式學(xué)習(xí)”的理念？2015年的第四屆和2017年的第五屆大賽，比賽規(guī)則和選手們的輔導(dǎo)方式發(fā)生了顯著變化，逐漸由灌輸式的講解轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)觀眾進(jìn)行體驗(yàn)和探究。作為這兩屆大賽的參賽選手，筆者對(duì)此有切身感受。而且這一變化，與科技館基于展品的教育活動(dòng)所發(fā)生的變革是同步的。在此，筆者結(jié)合參賽的體會(huì)和日常展品輔導(dǎo)中的實(shí)踐，對(duì)展品探究式輔導(dǎo)的特性進(jìn)行深入探討。

一、展品探究式輔導(dǎo)的特征

根據(jù)《現(xiàn)代漢語詞典》中的解釋，“探究”就是“探索研究，探尋追究”；“探索”就是“多方尋求答案，解決疑問”；“研究”則是“探求事物的真相、性質(zhì)、規(guī)律等”。根據(jù)教育部2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的解釋，“科學(xué)探究是人們探索和了解自然、獲取科學(xué)知識(shí)的重要方法”，“探究式學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以獲取科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的的學(xué)習(xí)方式”。[1]

而根據(jù)美國(guó)1996年《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的定義，“科學(xué)探究指的是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究提出種種解釋的多種不同途徑。探究也指的是學(xué)生們用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)?！辈⑦M(jìn)一步解釋說：“完整的探究學(xué)習(xí)過程包括提出問題、設(shè)計(jì)研究方案、收集數(shù)據(jù)、構(gòu)造問題的答案、交流探究過程和探究結(jié)果五個(gè)階段?！盵2]

從上述定義不難看出，探究式學(xué)習(xí)的核心是自主性的活動(dòng)，而學(xué)生作為探究的主體之一，他們獲取知識(shí)的場(chǎng)所大部分集中在學(xué)校。然而，學(xué)校教育大部分是基于教材的授受式教學(xué)，教學(xué)形式以課堂為主，能夠通過實(shí)驗(yàn)等形式自行探究的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。此時(shí)，科技館應(yīng)當(dāng)成為學(xué)校教育的有力補(bǔ)充，借助科技館的展覽展品，進(jìn)行基于實(shí)物的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)和基于實(shí)踐的探究式學(xué)習(xí)，觀眾通過操作體驗(yàn)展品獲得直接經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，科技館借助多樣化的活動(dòng)形式(如小實(shí)驗(yàn)、小制作)和多樣化的情境、多樣化的感官體驗(yàn)(包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等)來幫助觀眾獲得認(rèn)知，將發(fā)源于學(xué)校教學(xué)中的情境學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)和多感官學(xué)習(xí)與展品結(jié)合，與輔導(dǎo)結(jié)合，與實(shí)驗(yàn)、制作結(jié)合，彼此融為一體，開創(chuàng)不同于學(xué)校教學(xué)、具有科技館自身特點(diǎn)的教學(xué)形式。筆者認(rèn)為科技館基于展品的探究式輔導(dǎo)應(yīng)當(dāng)具有如下特征：

(一)基于展品的探究，通過探究獲得直接經(jīng)驗(yàn)

輔導(dǎo)過程是觀眾基于展品的體驗(yàn)式探究式的學(xué)習(xí)，是多樣化的學(xué)習(xí)，不是簡(jiǎn)單的展品展示+灌輸式講解，而是將展品化身為實(shí)驗(yàn)器材和教具，在輔導(dǎo)過程中，引導(dǎo)觀眾通過體驗(yàn)展品，參與輔助實(shí)驗(yàn)、觀察演示現(xiàn)象，獲得直接經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知。甚至可以模擬當(dāng)初的科學(xué)家們通過觀察體驗(yàn)(包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多感官體驗(yàn))展品原型的標(biāo)本、實(shí)驗(yàn)裝置等發(fā)生的現(xiàn)象(包括形態(tài)、成分、反應(yīng)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等)獲得了直接經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知，并歸納為如今教科書中的原理和知識(shí)。這其中，“科技實(shí)踐”是條件和情境，“自主探究”是方法和過程，“直接經(jīng)驗(yàn)”是學(xué)習(xí)效果和目標(biāo)。

(二)教學(xué)法的廣泛應(yīng)用，啟發(fā)引導(dǎo)式的輔導(dǎo)方式

輔導(dǎo)方式上不是簡(jiǎn)單的描述現(xiàn)象、講述歷史和直接告訴觀眾展品所體現(xiàn)的科學(xué)原理和方法；而是積極借助各種小實(shí)驗(yàn)小制作，以及成熟的教學(xué)方法，如情境學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、多感官學(xué)習(xí)等，在展品教育活動(dòng)中，引導(dǎo)觀眾通過體驗(yàn)展品及輔助實(shí)驗(yàn)、觀察演示的現(xiàn)象，獲得直接經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)象背后的科學(xué)原理的認(rèn)知。某種程度上就像帶領(lǐng)觀眾進(jìn)行了一場(chǎng)科學(xué)研究與觀察、勞動(dòng)生產(chǎn)的“科技實(shí)踐”，輔導(dǎo)員創(chuàng)造了進(jìn)行“探究式學(xué)習(xí)”的情境，使觀眾獲得關(guān)于科技內(nèi)涵的“直接經(jīng)驗(yàn)”，這也正是輔導(dǎo)員在開展教育活動(dòng)時(shí)的價(jià)值所在。

(三)形式靈活多變，技術(shù)手段廣泛應(yīng)用

既可以在相關(guān)的展品邊，借助展品作為實(shí)驗(yàn)道具和現(xiàn)象呈現(xiàn)裝置開展，也可以利用PPT、音頻、視頻、多媒體等手段，還可以借助小實(shí)驗(yàn)小制作來演示展品展項(xiàng)所不能演示的部分，借此將展品展項(xiàng)所要表達(dá)的科學(xué)原理分步驟演示，讓觀眾在觀察、對(duì)比、模擬中自主探究，為獲取直接經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)條件。

二、如何開展展品的探究式輔導(dǎo)

(一)深入研究展品是開展探究式輔導(dǎo)的基礎(chǔ)

展品是科技館最大、最有特色的教育資源，也是科技館實(shí)施展覽教育的主要載體，深入研究展品是開展探究式輔導(dǎo)的基礎(chǔ)?？萍拣^之所以區(qū)別于其它傳播和教育機(jī)構(gòu)的重要原因，是因?yàn)閾碛姓蛊愤@一最主要、最有代表性的傳播/教育資源。正如嚴(yán)建強(qiáng)教授所說：“無論是博物館的科學(xué)研究工作，還是博物館的陳列教育工作，一旦離開了實(shí)物藏品，就成了無源之水，無本之木”。[3]

目前，科技館的展品主要有三類：一是動(dòng)物、植物、礦物、化石等自然標(biāo)本類展品，二是機(jī)械設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品的實(shí)物或模型等工業(yè)技術(shù)類展品，三是以科學(xué)儀器、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)考察、技術(shù)發(fā)明對(duì)象為原型的基礎(chǔ)科學(xué)類展品。

雖然科技館展品類型眾多，但要想讓觀眾能夠發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，進(jìn)行深入探究，這就要求我們開展基于展品的探究式輔導(dǎo)。因此必須研究透展品，充分了解其所展示的科學(xué)原理，并深入了解與展品相關(guān)的所有信息，挖掘展品背后所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)精神。具體說來，對(duì)于展品的研究可以分為三個(gè)層次：

第一層次：了解展品包含哪些科學(xué)概念，明確其中的核心概念是什么，以及核心概念與其他科學(xué)概念的關(guān)系是什么？在此基礎(chǔ)上思考：在進(jìn)行本件展品的探究式輔導(dǎo)時(shí)，是否需要分解探究，對(duì)于核心概念和其他科學(xué)概念，認(rèn)識(shí)上是否有前后的順序。以展品“離心現(xiàn)象”為例，它包含的科學(xué)概念為：什么是離心現(xiàn)象，即要使物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)必須為其提供足夠的向心力，如果向心力不足，物體就不能維持圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)遠(yuǎn)離圓心而去。而物體向心力的大小與物體質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)半徑有關(guān)。據(jù)此應(yīng)該思考，為了更好地探究離心現(xiàn)象，以及向心力與物體質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)速度和半徑的關(guān)系時(shí)，是否需要進(jìn)行分解，若需要分解應(yīng)該怎么分解；

第二層次：總結(jié)展品呈現(xiàn)了哪些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象與上述科學(xué)概念(特別是核心概念)有什么關(guān)系？通過這些現(xiàn)象對(duì)于觀眾借此得出科學(xué)結(jié)論有多大作用？哪個(gè)現(xiàn)象最有利于觀眾通過觀察、體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)概念(特別是核心概念)的認(rèn)知？仍以展品“離心現(xiàn)象”為例，觀眾按照說明牌轉(zhuǎn)動(dòng)手柄驅(qū)動(dòng)兩支管子繞共同的軸心旋轉(zhuǎn)。當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，會(huì)發(fā)現(xiàn)原本沉在底部的金屬球會(huì)上升到頂部，而原本浮在頂部的塑料球反而會(huì)下沉到底部。該展品的演示效果表示：金屬球靜止時(shí)金屬球沉在底部，金屬小球的重力大于受到的浮力；旋轉(zhuǎn)中金屬球的離心傾向較大，趨向于遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)的軸心而被甩到管子的頂部；塑料球靜止時(shí)浮在頂部，塑料小球的重力小于受到的浮力，旋轉(zhuǎn)起來時(shí)水的離心傾向較大，小球被擠到管子的底部。為觀眾展示了離心現(xiàn)象與物體受力的關(guān)系，但是科學(xué)概念中離心現(xiàn)象與半徑和速度的關(guān)系并沒有清晰地表示，需要進(jìn)行第三個(gè)層次的探究。

第三層次：如果展品本身的現(xiàn)象不足以讓觀眾實(shí)現(xiàn)“體驗(yàn)-認(rèn)知”，是否可通過其它輔助小實(shí)驗(yàn)、小道具等幫助觀眾實(shí)現(xiàn)“體驗(yàn)-認(rèn)知”？仍以展品“離心現(xiàn)象”為例，為了展示離心現(xiàn)象與半徑和速度的關(guān)系，就需要借助相應(yīng)的小實(shí)驗(yàn)和小制作來進(jìn)行補(bǔ)充。如離心現(xiàn)象與半徑的關(guān)系，我們可以制作長(zhǎng)繩末端系住重物，可以讓觀眾拿住繩子的一端和拿住繩子的一半位置，以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，感受手上的力度；而離心現(xiàn)象與速度關(guān)系時(shí)，我們?nèi)匀焕眠@條綁有重物的繩子，拿住繩子的一端，以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，觀眾可以在體驗(yàn)中，通過感受手上的力度，清楚知道他們之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了“體驗(yàn)-認(rèn)知”。[4]

當(dāng)經(jīng)過這三個(gè)層次的認(rèn)識(shí)后，我們明確了展品和輔導(dǎo)所要傳遞的核心科學(xué)內(nèi)涵和擴(kuò)展科學(xué)內(nèi)涵，并且設(shè)計(jì)了為了利于觀眾實(shí)現(xiàn)“體驗(yàn)-認(rèn)知”的小實(shí)驗(yàn)小制作，而且當(dāng)觀眾開始以上的過程時(shí)，就類似于科學(xué)實(shí)驗(yàn)或科學(xué)考察一樣，進(jìn)行了基于展品的探究式學(xué)習(xí)過程。

(二)教學(xué)法的設(shè)計(jì)

科技館教育活動(dòng)與學(xué)校教育活動(dòng)類似，都是通過教育活動(dòng)為受眾傳播知識(shí)和方法。學(xué)校教育是基于教材的授受式教學(xué)，為了提高學(xué)習(xí)效率，教育界對(duì)相應(yīng)的教育教學(xué)方法有著歷史悠久和卓有成效的研究，總結(jié)出來包括：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、多元智能學(xué)習(xí)理論、探究式學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)等理論和教學(xué)法。這對(duì)于科技館開展教育活動(dòng)同樣具有指導(dǎo)性的作用，所以在開展基于展品的教育活動(dòng)時(shí)，也應(yīng)積極借鑒相應(yīng)的教育理念和教學(xué)方法。

在科技館中最具代表性的參與體驗(yàn)型展品，是由科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、生產(chǎn)工具、自然和生活中的科學(xué)現(xiàn)象發(fā)展而來，某種程度上再現(xiàn)了科學(xué)研究與觀察、勞動(dòng)生產(chǎn)的“科技實(shí)踐”，相較學(xué)校教育，科技館的展品先天具備進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)。

因此，在開展基于展品的探究式輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)該在引導(dǎo)觀眾觀察現(xiàn)象、體驗(yàn)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，思考最適于采用哪種教學(xué)法，如探究式學(xué)習(xí)、做中學(xué)、多感官學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、情境學(xué)習(xí)(Situated Learning)、情境教學(xué)(Situational Approach)、基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)等強(qiáng)化輔導(dǎo)的效果。

此時(shí)，我們既可以某一種教學(xué)法為主，也可以是幾種教學(xué)法的綜合運(yùn)用，總之是以最有利于引導(dǎo)觀眾實(shí)現(xiàn)“體驗(yàn)-認(rèn)知”為出發(fā)點(diǎn)。如2017年第五屆全國(guó)科技館輔導(dǎo)員大賽中山西科技館輔導(dǎo)員張哲橋在展品“多普勒效應(yīng)”的輔導(dǎo)中就應(yīng)用了多種教學(xué)法，包括探究式學(xué)習(xí)、多感官學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、情境學(xué)習(xí)等多種教學(xué)法：在輔導(dǎo)之初，通過模擬救護(hù)車的聲音，強(qiáng)化了聽覺的體驗(yàn)，觀眾耳朵首先聽到了聲音的高低變化，隨后觀察展品可以發(fā)出聲音的旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，又通過視覺觀察發(fā)生器遠(yuǎn)離-靠近-遠(yuǎn)離的位置變化，同時(shí)聽到發(fā)生器聲音隨著距離的變化也隨之變化，進(jìn)一步強(qiáng)化了聽覺和視覺的聯(lián)系，探究到聲音的變化與距離有關(guān)系，距離靠近聲音尖銳，距離遠(yuǎn)離聲音變得相對(duì)低沉。通過應(yīng)用多種教學(xué)法的巧妙設(shè)計(jì)勝過輔導(dǎo)員枯燥無味的原理講解，潛移默化中加深了公眾對(duì)多普勒效應(yīng)的理解。

(三)趣味性創(chuàng)意設(shè)計(jì)

在深入研究了展品、了解了核心概念、加入教學(xué)法的應(yīng)用、強(qiáng)化了輔導(dǎo)效果后，第三步可以采用如講故事、造懸念、做游戲、猜謎語、破疑案……等形式讓輔導(dǎo)活動(dòng)充滿趣味性，激發(fā)觀眾參與的興趣。但需要注意的是這些趣味性的情節(jié)、環(huán)節(jié)、要素，應(yīng)與展品要傳遞的科學(xué)概念、擬采用的教學(xué)法融為一體，防止“兩張皮”或“三張皮”。如展品“穿墻而過”所要表達(dá)的核心概念是光的偏振，表現(xiàn)形式是小球穿過玻璃管中的“黑墻”。在2017年第五屆全國(guó)科技館輔導(dǎo)員大賽總決賽中有3名參賽輔導(dǎo)員在這件展品的輔導(dǎo)時(shí)，分別以嶗山道士、孫悟空、魔術(shù)師穿墻而過的故事作為導(dǎo)入情境。雖然這三個(gè)故事表面上看都是“穿墻而過”，但均與偏振光的科學(xué)問題無關(guān)，前兩個(gè)神話傳說也引不起觀眾對(duì)科學(xué)原理探索的欲望。這三個(gè)故事沒有產(chǎn)生通過設(shè)置教學(xué)情境和問題引導(dǎo)觀眾探究的學(xué)習(xí)效果，失去了科學(xué)性的趣味性創(chuàng)意就變得毫無意義。

趣味性創(chuàng)意的核心目的是引導(dǎo)觀眾更有興味、更專注地進(jìn)入探究式學(xué)習(xí)。比如，懸念要把欲傳遞的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為懸疑，其過程就是基于問題的學(xué)習(xí)；故事、懸念、游戲等所營(yíng)造的情境，就是情境學(xué)習(xí)、情境教學(xué)的情境；破疑案的過程，就是做中學(xué)、探究式學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)的過程。如筆者在第五屆輔導(dǎo)員大賽東部預(yù)賽關(guān)于展品“球吸”的輔導(dǎo)中，開場(chǎng)就營(yíng)造懸疑的氛圍，第一句便問在場(chǎng)的人：“朋友們，1911年發(fā)生了一件冤案，你們知道嗎？”第一句話便將觀眾的注意力和好奇心調(diào)動(dòng)起來，緊接著通過故事，為大家創(chuàng)設(shè)情境“豪克號(hào)的船長(zhǎng)被抓起來了，但是船長(zhǎng)是被冤枉的“！然后，帶領(lǐng)觀眾一起，借助展品，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中、在探究中一步一步了解相關(guān)的科學(xué)原理，最終一起得出為什么說船長(zhǎng)是被冤枉的科學(xué)原因。這樣基于問題學(xué)習(xí)有關(guān)展品核心概念的科學(xué)問題，使觀眾產(chǎn)生強(qiáng)烈的探索欲望。這既是情境教學(xué)，也是基于問題的學(xué)習(xí)。這其中的情境、問題等，是引導(dǎo)探究的手段，也是為引導(dǎo)探究而創(chuàng)設(shè)的條件，將情境教學(xué)、基于問題的學(xué)習(xí)與探究式學(xué)習(xí)統(tǒng)一了起來。

三、總結(jié)

科技館的主要教育目的是讓觀眾通過與展品的互動(dòng)，了解科學(xué)的本質(zhì)，建立科學(xué)的世界觀。科技館教育的目的決定了科技館的教育方式不是演講、不是背書、不是獨(dú)角戲、不是學(xué)校課堂講課，也不是傳統(tǒng)博物館灌輸式的講解，而是開展基于展品的探究式輔導(dǎo)教育活動(dòng)，讓觀眾成為活動(dòng)的主角，讓觀眾自己動(dòng)腦、動(dòng)手操作，依托展品進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，從而使觀眾獲得直接經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)、引導(dǎo)觀眾建立科學(xué)思想和科學(xué)方法。在此過程中就要求輔導(dǎo)員能夠在深入分析展品的基礎(chǔ)上，了解展品科學(xué)原理與展示現(xiàn)象，通過多種教學(xué)法的設(shè)計(jì)引導(dǎo)觀眾探究以及趣味性的創(chuàng)意來激發(fā)觀眾的探究熱情，讓觀眾在觀察現(xiàn)象，自主體驗(yàn)探究中獲得科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)精神。