郁志珍 戴歆紫

摘 要 知識整合框架不僅能有效地發(fā)揮非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的諸多功能，較好地彌補現(xiàn)有非正式教育活動的不足，而且能促進學(xué)習(xí)者將碎片化知識轉(zhuǎn)化為連貫性想法，獲得對科學(xué)概念的一致性理解?；谥R整合框架，以“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動為例，對非正式教育活動的設(shè)計進行了探索。

關(guān)鍵詞 知識整合 非正式學(xué)習(xí) 活動設(shè)計

0 前言

由于科技的高速發(fā)展和全球化的不斷推進，傳統(tǒng)學(xué)校環(huán)境中的正式學(xué)習(xí)已經(jīng)無法滿足學(xué)生的需要。研究發(fā)現(xiàn)80%的學(xué)習(xí)發(fā)生于非正式環(huán)境，幾乎貫穿了人的一生，并具有個性化、社會性、隨機性、多樣性、知識來源多元化、強調(diào)共享與協(xié)作等特點。[1]為了更好地適應(yīng)社會變遷及終身學(xué)習(xí)的訴求，家庭、場館、單位等非正式環(huán)境中的學(xué)習(xí)引起了研究者的關(guān)注，被視為應(yīng)對各種變化的有效途徑。[2]

近年來，我國正在逐步開展并加強非正式教育的建設(shè)與實施，尤其是對于場館中的非正式教育活動。博物館、科技館等場館是重要的非正式學(xué)習(xí)場所，也是學(xué)生在學(xué)校教育系統(tǒng)之外進行科學(xué)探索的重要渠道。然而，目前場館中的非正式學(xué)習(xí)暴露出諸多問題，僅憑其自身的優(yōu)勢并不能很好地促進學(xué)習(xí)。因此，如何利用學(xué)習(xí)理論來設(shè)計非正式教育活動，解決實踐中的問題，推動以場館為基礎(chǔ)的非正式學(xué)習(xí)是當(dāng)務(wù)之急。本文立足于學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的重要研究成果，試圖以知識整合框架為理論指導(dǎo)，依托上?？萍拣^的展示資源，設(shè)計了“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動，優(yōu)化博物館的教育功能。

1 研究背景

1.1 非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢與局限

非正式學(xué)習(xí)環(huán)境憑借其豐富的學(xué)習(xí)資源、靈活的學(xué)習(xí)方式成為學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點。[3]當(dāng)下，教育工作者開始致力于非正式教育活動的設(shè)計和實施，并將其作為學(xué)校教育的有效補充，抑或納入學(xué)校教育的組成部分。我國對于非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的探索剛剛起步，如何更好地利用其優(yōu)勢進行教育實踐活動存在著諸多問題，主要表現(xiàn)為以下三個方面：（1）非正式環(huán)境下的學(xué)習(xí)目標(biāo)是多元性的，經(jīng)過設(shè)計的環(huán)境過去一直側(cè)重于吸引觀眾并保持其積極參與，但經(jīng)驗的形成往往并不以學(xué)習(xí)為依據(jù)。[4]（2）非正式環(huán)境中新媒體的應(yīng)用產(chǎn)生進一步的疑問：如何以及何時在教育活動過程中使用技術(shù)？今天的科技館呈現(xiàn)出一種極端現(xiàn)象——“重陳列、輕教育”，只帶來了短暫的新鮮感，無法讓觀眾接觸深層次的科學(xué)內(nèi)容。[5]利用先進的技術(shù)卻僅達到走馬觀花的效果，從物力投入和觀眾反饋上來看是極大的浪費。（3）非正式環(huán)境中的豐富資源常常是“散亂”的狀態(tài)，缺乏整合性的活動設(shè)計，難以支持觀眾的學(xué)習(xí)過程。如何充分利用非正式教育活動的諸多優(yōu)勢，克服其中的問題，使其服務(wù)于學(xué)習(xí)是本文探索的重點。

1.2 上海科技館的相關(guān)展項

科技館、博物館等場館是非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的典型代表，具有實物資源豐富、富集多種信息技術(shù)、高度情境化、提供個性化體驗等特征，逐漸發(fā)展成為學(xué)校之外的第二教育系統(tǒng)。[6]但是，這類場館只關(guān)注“觀眾參與度”卻忽視了“學(xué)習(xí)者特點”，技術(shù)資源多樣卻無用武之地，而非正式教育的碎片化特征、脫離學(xué)習(xí)的活動設(shè)計使其呼喚基于學(xué)習(xí)科學(xué)的理論指導(dǎo)，以改善和提升非正式教育活動的實踐效果。

上海科技館的“人與健康”展區(qū)以“人體結(jié)構(gòu)與健康”“疾病與健康”“運動與健康”為主題揭示健康的科學(xué)，讓觀眾深入人體內(nèi)部，更好地關(guān)愛自己的身體。人體就像一部復(fù)雜的機器，由許多零件組成了整體，每個零件都有不同的功能，它們互相協(xié)調(diào)、相互合作，共同維持著人的生命活動。

如表1所示，這里陳列著各式各樣有關(guān)血液循環(huán)系統(tǒng)的展項，為觀眾創(chuàng)設(shè)了生動而有趣的學(xué)習(xí)情境。希望通過豐富的實物資源和直觀的多媒體技術(shù)手段，呈現(xiàn)人體血液循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，促進觀眾理解復(fù)雜的生理活動。然而，實地考察發(fā)現(xiàn)，觀眾來去匆匆，對有些細節(jié)視而不見，學(xué)習(xí)成效似乎不容樂觀。究其原因，在于這些展項缺乏頂層設(shè)計，零散地分布在各處，沒有一個綜合性的活動將其有機整合；在缺少明確指引的情況下，這些展項只能調(diào)動觀眾的“眼睛”“耳朵”，卻無法促使他們開動“腦筋”。因此，需要解決的問題可以歸納為：如何在已有展示資源的基礎(chǔ)上，設(shè)計一個關(guān)于人體血液循環(huán)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)活動方案，給觀眾帶來更好的參觀體驗，并讓他們進入更深層次的學(xué)習(xí)？

本研究圍繞上?？萍拣^的相關(guān)展項，遵循知識整合框架的理論指導(dǎo)，嘗試設(shè)計一個非正式教育活動——“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”。一方面，這可以改善科技館的展覽效果，提高展項的使用率；另一方面，這也是對于場館環(huán)境下非正式教育活動設(shè)計的一種探索。

2 理論基礎(chǔ)

知識整合框架的發(fā)展與成熟立足于學(xué)習(xí)本質(zhì)，是在充分考察學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)與方式的基礎(chǔ)上提出的。知識整合理論集結(jié)了國際學(xué)習(xí)科學(xué)及科學(xué)課程設(shè)計領(lǐng)域數(shù)十年的經(jīng)驗，特別是關(guān)于學(xué)習(xí)者已有觀念、可視化、反思和類比、真實性評價等促進科學(xué)概念轉(zhuǎn)變的研究成果。研究者對成功教學(xué)中的設(shè)計經(jīng)驗進行歸納和整理，形成了知識整合的一系列原則和模式。[7]將知識整合框架用以指導(dǎo)非正式教育活動設(shè)計，不但可以化零為整，充分利用各種非正式學(xué)習(xí)資源，還能有效調(diào)動學(xué)習(xí)者已有的經(jīng)驗，以一種貼近學(xué)習(xí)者認(rèn)知本質(zhì)的形式助力于深度學(xué)習(xí)。[8]

2.1 知識整合框架的四項原則

知識整合理論被歸納為四項基本原則：使科學(xué)可觸及、使思維看得見、幫助學(xué)生向他人學(xué)習(xí)、促進自治。[9]107-109如表2所示，“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動方案中的眾多設(shè)計策略遵循了這四項原則。

2.2 知識整合框架的四個步驟

遵循知識整合理論的教學(xué)過程可以具體細化為四個基本步驟：析出觀念、添加觀念、辨分觀念、反思與梳理觀念。[9]122-130通過以上步驟的恰當(dāng)組合，可以促進知識整合。如表3所示，“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動根據(jù)這四個步驟設(shè)計了具體的學(xué)習(xí)任務(wù)。

3 活動設(shè)計

3.1 活動主題

血液循環(huán)系統(tǒng)是中小學(xué)科學(xué)課程的重要內(nèi)容。不過，教材課本只是靜態(tài)地呈現(xiàn)客觀知識，缺乏深入思考和境脈信息；同時，這些知識本身比較抽象，容易讓學(xué)生陷入“死記硬背”的漩渦之中。因此，關(guān)于血液循環(huán)系統(tǒng)的教學(xué)或許需要一些活潑開放、具有情境性的非正式教育活動予以支持和補充。

3.2 活動對象

“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動主要面向初中生。在該年齡階段，學(xué)生有很強的求知欲望，并且正處于形象思維向抽象思維的過渡時期。同時，他們已對人體的結(jié)構(gòu)組成形成初步認(rèn)識，這些知識儲備將有利于活動開展。因此，我們要創(chuàng)造條件，在充分考慮學(xué)生已有知識與經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，盡可能利用多媒體手段輔助使教學(xué)內(nèi)容形象化，通過各種探究活動幫助學(xué)生從整體上理解血液循環(huán)系統(tǒng)。

3.3 活動目標(biāo)

根據(jù)初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中與血液循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合可獲得的非正式教育資源確定以下活動目標(biāo)：

（1）知識與技能目標(biāo)。學(xué)生能描述心臟的結(jié)構(gòu)與功能；能說明血液循環(huán)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與功能；能概述血液循環(huán)的途徑及血液成分的變化過程。

（2）過程與方法目標(biāo)。學(xué)生在重建血液循環(huán)系統(tǒng)的過程中，充分利用科技館中的豐富資源；在描述心臟、血管、血細胞的結(jié)構(gòu)特點和生理功能的過程中，發(fā)展觀察、分析和綜合能力；在構(gòu)建人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型的過程中，比較科學(xué)模型與真實人體的異同，體會科學(xué)模型的功能和局限，發(fā)展批判性思維。

（3）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。學(xué)生通過對學(xué)習(xí)目標(biāo)的共同探索，其合作精神得以增強；通過對血液循環(huán)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，形成“生物體的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀點。

3.4 活動流程

在知識整合框架的指導(dǎo)下，參考美國舊金山探索館的“再造循環(huán)系統(tǒng)”（Re-Engineering the Circulatory System）活動，基于上?？萍拣^的相關(guān)展項和其他可用技術(shù)資源，設(shè)計了“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動，每次活動的參與人數(shù)為12～16，分為3～4組?；顒舆^程中，學(xué)生將在教師的帶領(lǐng)下，以小組為單位合作設(shè)計、搭建和測試人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型（見圖1）。通過一系列精心組織的環(huán)節(jié)：“跳起來會怎樣”“參觀人體模型演示劇場”“構(gòu)建人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型”“展示人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型”，并借助學(xué)習(xí)單，思考、探索和學(xué)習(xí)人體循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最終構(gòu)建和形成對血液循環(huán)系統(tǒng)的清晰理解。

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圖1 人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型

（1）跳起來會怎樣（10 min）。請學(xué)生在1 min內(nèi)盡情跳動，感受身體發(fā)生的變化，并回答學(xué)習(xí)單中的問題：心跳為什么會加快？運動與心跳之間有什么關(guān)系？人體的血液循環(huán)系統(tǒng)是如何工作的？在活動過程中，教師輪流指導(dǎo)每組學(xué)生，協(xié)助學(xué)生初步澄清自己的概念，隨后組織集體討論，對所獲得的知識進行分享。

（2）參觀人體模型演示劇場（20 min）。讓學(xué)生觀看動畫《夸父逐日》并觀察人體大模型，了解人體循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并回答學(xué)習(xí)單中的問題：在人體的血液循環(huán)中，發(fā)生物質(zhì)交換的部位是哪里？對哪些物質(zhì)進行了物質(zhì)交換？簡述血液循環(huán)的途徑及血液成分的變化過程。在圖2中標(biāo)出數(shù)字指代的部位名稱及血液的流動方向，并用紅色、藍色分別畫出動脈血和靜脈血。教師對學(xué)生的理解作出反饋，引導(dǎo)他們將現(xiàn)有的想法與之前的想法聯(lián)系起來，并在互動中適時地添加一些關(guān)鍵概念：心臟、血管（動脈、靜脈、毛細血管）、血液（動脈血、靜脈血）等。由此可知，人體其實是處在不斷變化的動態(tài)平衡之中。

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圖2 人體血液循環(huán)系統(tǒng)示意圖

（3）構(gòu)建人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型（110 min）。如圖3所示，學(xué)生首先要確定設(shè)計方案，模擬血液循環(huán)系統(tǒng)，然后使用簡單的材料和工具，著手制作和修改模型。同時，豐富的場館資源和技術(shù)資源也為學(xué)生的持續(xù)改進提供了支持。

（4）展示人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型（40 min）。你的設(shè)計會比進化更好嗎？要求各組學(xué)生向大家介紹自己的作品，指出科學(xué)模型與真正的血液循環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別，并講述如何克服制作過程中遇到的種種難題。當(dāng)學(xué)生完成匯報后，教師要對其進行評價。

4 活動實施

4.1 教學(xué)建議

為了順利開展“重建血液循環(huán)系統(tǒng)”活動，我們針對活動中的各個環(huán)節(jié)提出了相應(yīng)的教學(xué)建議（見表4）。

4.2 評價建議

教師可以針對活動中的“展示人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型”環(huán)節(jié)設(shè)計和構(gòu)建評價量表，對每個小組做出點評。評價量表包括以下三個部分：（1）對人體血液循環(huán)系統(tǒng)模型的評價，主要考查學(xué)生設(shè)計的模型是否包含血液循環(huán)系統(tǒng)的各種要素（完整與否、如何表征），以及與真實人體的相似程度。（2）對各組解釋說明的評價，主要考查學(xué)生對血液循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理的掌握情況。（3）對各組提出問題、解決問題的評價，主要考察學(xué)生的創(chuàng)造性和評判性思維，以及對科學(xué)模型的功能和局限的理解程度。這種過程性評價不僅可以作為衡量學(xué)習(xí)成果的一種方式，也可以作為反饋學(xué)習(xí)進程的一種手段。此外，活動結(jié)束后，教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)感受進行深入訪談，并結(jié)合實施情況對活動加以完善。

5 結(jié)語

知識整合框架是學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域中較為成熟的教學(xué)理論，它依據(jù)四項基本原則并通過四個基本步驟促進學(xué)習(xí)者將碎片化的知識轉(zhuǎn)化為連貫性想法，最終獲得對科學(xué)概念的一致性理解。將知識整合框架用以指導(dǎo)非正式教育活動設(shè)計，不僅有效地發(fā)揮了非正式學(xué)習(xí)環(huán)境的諸多功能，而且較好地彌補了現(xiàn)有非正式教育活動的不足，拓展了活動策劃者的設(shè)計視野，對于教學(xué)實踐具有重要意義。

致謝

特別感謝華東師范大學(xué)教育學(xué)部裴新寧教授的細心指導(dǎo)。

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