科學(xué)館教育活動(dòng)的規(guī)劃原則

近年來，提升國民科學(xué)素養(yǎng)幾乎已是所有工業(yè)化國家的共同口號(hào)。的確，科學(xué)發(fā)展與我們的生活有著十分密切的關(guān)系，直接影響個(gè)人和社會(huì)的生活質(zhì)量。當(dāng)我們想到提升科學(xué)教育質(zhì)量時(shí)，我們會(huì)直接聯(lián)想到對(duì)學(xué)?？茖W(xué)課程設(shè)計(jì)的改進(jìn)，并有可能忽略其他非制式學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)對(duì)這方面的貢獻(xiàn)。事實(shí)上，根據(jù)美國國家科學(xué)院于2009年出版的《非制式環(huán)境下的科學(xué)學(xué)習(xí)（Learning Science in Informal Environments）》一書指出，人們有非常多的時(shí)間是在學(xué)校以外的非制式學(xué)習(xí)環(huán)境中獲得許多與科學(xué)有關(guān)的知識(shí)，而且有證據(jù)支持的確是有學(xué)習(xí)的事實(shí)。為了支持這種學(xué)習(xí)，博物館必須持續(xù)發(fā)展各種教育活動(dòng)。這些活動(dòng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與執(zhí)行的質(zhì)量絕對(duì)會(huì)影響到博物館的參觀經(jīng)驗(yàn)，因此活動(dòng)的規(guī)劃原則必須具有學(xué)理基礎(chǔ)和有研究的支持。以下將以臺(tái)中的“國立”自然科學(xué)博物館在發(fā)展各種教育活動(dòng)中的經(jīng)驗(yàn)與大家分享。

科博館如何規(guī)劃教育活動(dòng)

對(duì)許多學(xué)童而言，每一次參觀博物館的戶外學(xué)習(xí)都是難得的機(jī)會(huì)并令人期待，博物館應(yīng)該重視孩童每一次參觀的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，規(guī)劃出具有啟發(fā)性的學(xué)習(xí)活動(dòng)并讓孩童留下深刻的參觀經(jīng)驗(yàn)。在探討規(guī)劃理念之前，先說明過去2年多來在科博館發(fā)展各種活動(dòng)時(shí)，所必須具備的3個(gè)內(nèi)容，這包括了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“概念圖”和“給老師/家長/學(xué)生的話”。

首先學(xué)習(xí)活動(dòng)必須有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。任何學(xué)習(xí)活動(dòng)的最終目標(biāo)都是希望學(xué)習(xí)者在參與一次學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)后，能在行為上有所改變，而學(xué)習(xí)目標(biāo)就是事先把這些想要被改變的行為清楚地定義出來。這些目標(biāo)陳述了學(xué)生在參加課程后可以獲得的知識(shí)、技能和態(tài)度的改變。在每一項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)下，又可分成不同的指針，例如在知識(shí)之下，又可分為理解、應(yīng)用、分析、整合與評(píng)估等。這些指標(biāo)其實(shí)都源自美國教育學(xué)者Bloom對(duì)學(xué)校教育目標(biāo)的分類。近年來，英國主管博物館、圖書館和檔案的單位更委托英國萊斯特大學(xué)發(fā)展出一種名為“通用學(xué)習(xí)成效（Generic Learning Outcomes）”的量表，提供博物館界一個(gè)定義學(xué)習(xí)目標(biāo)的工具?！巴ㄓ脤W(xué)習(xí)成效”除了前面提到的3大目標(biāo)外，還依博物館的非制式學(xué)習(xí)環(huán)境的特質(zhì)，增加了“樂趣、啟發(fā)、創(chuàng)意”和“活動(dòng)、行為與進(jìn)步”兩大構(gòu)面?？偠灾?，在規(guī)劃活動(dòng)時(shí)就默認(rèn)好學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)指導(dǎo)者與學(xué)習(xí)者都有好處，例如學(xué)習(xí)者在參加該活動(dòng)時(shí)就已經(jīng)知道自己借由活動(dòng)可獲得哪些新知識(shí)和理解，而指導(dǎo)者也可以透過這些客觀目標(biāo)來檢視學(xué)習(xí)過程中和完成后的學(xué)習(xí)成效，以作為改進(jìn)規(guī)劃活動(dòng)的參考。如果沒有明確的目的地，我們很難發(fā)現(xiàn)正確的路徑。

除了有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)外，如何在活動(dòng)規(guī)劃過程中將整個(gè)學(xué)習(xí)主題所涉及的概念呈現(xiàn)出來，讓學(xué)習(xí)者能比較有系統(tǒng)地了解和主題相關(guān)的知識(shí)，對(duì)提升學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)和意愿也會(huì)有所幫助。這一部分我們使用的工具是由美國康奈爾大學(xué)的Joseph Novak教授所提倡的“概念圖”（Concept Maps，Novak，1998）。這是一種透過有階層的圖標(biāo)結(jié)構(gòu)圖來表達(dá)特定學(xué)域的知識(shí)架構(gòu)。每一個(gè)概念圖是由許多個(gè)橢圓餅圖示所組成，每一個(gè)橢圓圖示里會(huì)有一個(gè)概念的名詞，橢圓圖示之間再由單向的箭頭或線條鏈接，兩兩橢圓圖示間的箭頭會(huì)有一個(gè)動(dòng)詞或連接詞描述兩者的關(guān)系。整個(gè)概念圖的組織是由一般性概念（general concept）往下發(fā)展到各專一概念（specific concept）。圖1是科博館在發(fā)展巧克力特展相關(guān)教育活動(dòng)時(shí)所繪制的概念圖。

有效運(yùn)用概念圖可以在學(xué)習(xí)上產(chǎn)生許多好處。例如教學(xué)人員在發(fā)展教育活動(dòng)的各項(xiàng)指示時(shí)，可以運(yùn)用概念圖來組織活動(dòng)的想法，又可在活動(dòng)過程利用概念圖的視覺表現(xiàn)方式協(xié)助學(xué)習(xí)者將新學(xué)習(xí)的概念與他們的先備知識(shí)整合在一起而產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)成效。而從學(xué)習(xí)評(píng)量來看，概念圖的繪制可讓教學(xué)人員了解學(xué)習(xí)者如何思考連接各種已學(xué)過的概念、有系統(tǒng)性地組織他們的想法和看出其中的關(guān)系，以及反思自己對(duì)所學(xué)概念的理解。因此運(yùn)用概念圖來整合信息對(duì)教學(xué)人員和學(xué)習(xí)者而言都有相當(dāng)多好處。事實(shí)上，概念圖這種擴(kuò)散式思考（expandthinking）也與近代博物館教育的理念相符（Gartenhaus，1997）。

博物館除了精心規(guī)劃活動(dòng)的內(nèi)容外，另一項(xiàng)關(guān)鍵工作是把這些相關(guān)的信息有效地傳達(dá)給老師、家長和學(xué)生，協(xié)助他們了解活動(dòng)的規(guī)劃是否符合學(xué)習(xí)需求，因此博物館一方面提供多樣的教育活動(dòng)，但是也幫助老師、家長和學(xué)生作出正確的選擇。所以科博館最近所發(fā)展的教育活動(dòng)，都加入了一段“給老師/家長/學(xué)生的話”的一段敘述。對(duì)老師和家長而言，這段敘述的主要用意是說明活動(dòng)的概念和目標(biāo)如何提供學(xué)生某一學(xué)習(xí)主題的相關(guān)知識(shí)，更重要的是讓老師和家長理解活動(dòng)主題如何鏈接到學(xué)校的教學(xué)綱領(lǐng)（curriculum）。至于給學(xué)生的話則說明了活動(dòng)需要的先備知識(shí)和活動(dòng)的進(jìn)行方式，如觀察、排序、比較、分類和解決問題技能等，以便引起學(xué)生參與活動(dòng)的動(dòng)機(jī)。

活動(dòng)規(guī)劃原則之一：探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)模式（lnquiry—centered learning）

過去30年間美國科學(xué)教育界十分倡導(dǎo)探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)，并認(rèn)為這是重要的教育改革。這種學(xué)習(xí)模式認(rèn)為科學(xué)教育并非把大量的科學(xué)事實(shí)以被動(dòng)吸收的方式教授給學(xué)生。比較好的教學(xué)策略是強(qiáng)調(diào)“過程技能”（Processskills），因?yàn)樘剿骰顒?dòng)包括了觀察、發(fā)問、作預(yù)測(cè)和對(duì)結(jié)果的思考，以及計(jì)劃下一步的探索等。在這種思維下，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)就是透過實(shí)驗(yàn)材料發(fā)問和想出辦法來回答問題。

常聽人說“我看我聽但不一定記得；但是我做過便會(huì)理解”，所以現(xiàn)在很多科學(xué)館的展示設(shè)計(jì)擺脫傳統(tǒng)教學(xué)的模式，而是大量采用各種交互式或動(dòng)手做的展示手法，企圖透過比較活潑的方式提升學(xué)習(xí)者的參與感和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。但這種做法真的會(huì)提高學(xué)習(xí)成效嗎？曾有學(xué)者更以“樂趣肯定是有的，但真的有學(xué)到科學(xué)嗎？”為題對(duì)科學(xué)館這種交互式學(xué)習(xí)模式進(jìn)行探討，其結(jié)論是比較傾向保守的態(tài)度，因?yàn)椴⒎撬袆?dòng)手做的活動(dòng)就是所謂探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)，1993年出版的美國《科學(xué)素養(yǎng)標(biāo)桿（Benchmarksfor Science Literacy）》就清楚地指出“動(dòng)手做固然重要，但并不確保是有意義的”。

我自己第一次接觸到探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)是在1986年研究所畢業(yè)后留在系里當(dāng)助教的時(shí)候，當(dāng)時(shí)有一位美國康奈爾大學(xué)的兩棲類生物學(xué)家受邀到系里演講，除了介紹他自己的研究外，更說明當(dāng)時(shí)康奈爾大學(xué)生物學(xué)系如何將探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)應(yīng)用在普通生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)課上。我當(dāng)時(shí)對(duì)這種新的教學(xué)法十分感興趣，并在下一個(gè)學(xué)期的大學(xué)一年級(jí)普生實(shí)驗(yàn)課安排一個(gè)以青蛙配對(duì)體型大小與生殖成功率為研究的探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)實(shí)驗(yàn)。過程中學(xué)生走出實(shí)驗(yàn)室，在夜間親自到學(xué)校附近的稻田捕捉正在配對(duì)的澤蛙，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種測(cè)量，點(diǎn)算母蛙的排卵數(shù)量和最后的孵化率。學(xué)生收集各種數(shù)據(jù)和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，解釋結(jié)果與推論，最后對(duì)最初的研究問題進(jìn)行討論。以這種方式規(guī)劃的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生表現(xiàn)出有較高的參與性，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生覺得早就知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)只是在驗(yàn)證授課老師在課堂上的說法而已，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)課的期待不高，也影響了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。這種主動(dòng)學(xué)習(xí)模式至今對(duì)我而言仍然記憶猶新，因此近年來我也在科博館內(nèi)積極推動(dòng)，在發(fā)展各種教育活動(dòng)時(shí)，應(yīng)融入探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)的設(shè)計(jì)理念。

電池與燈泡幾乎是每個(gè)科學(xué)館最常出現(xiàn)的動(dòng)手做活動(dòng)，學(xué)習(xí)者通常會(huì)拿到電池、電線和燈泡，而他們也能很快將電線連到電池上，并讓燈泡亮了起來?；蛟S你會(huì)懷疑這么簡(jiǎn)單的材料還可以變出什么新花樣，但如果活動(dòng)設(shè)計(jì)者有探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)概念的話，他只要多給學(xué)生一個(gè)有兩個(gè)連接點(diǎn)的紙盒，再加上一些提示，例如“紙盒里有可能是哪一種電線？是銅線還是鎳鉻合金線？”又或是“紙盒的電線是否有接到另一個(gè)燈泡上嗎？”由于紙盒只有露出兩個(gè)連接點(diǎn)，學(xué)生便要思考透過什么樣的操作和獲得哪方面的數(shù)據(jù)，才能利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答上面的問題。例如學(xué)生先分別用銅線、鎳鉻合金線連上燈泡（實(shí)驗(yàn)）并記錄燈泡的亮度（數(shù)據(jù)），然后再透過紙盒的連接點(diǎn)接上燈泡，并從燈泡的亮度推論出紙盒里的確是一種有較高電阻的材料（至于是鎳鉻合金線還是接有另一燈泡則再需要下一步實(shí)驗(yàn)的確認(rèn)）（National ScienceResources Center，1997）。從這個(gè)例子可以看出，如果活動(dòng)設(shè)計(jì)者能將探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)融入活動(dòng)的話，那么他只需要多提供一些思考的問題和增加簡(jiǎn)單的材料，就能把一個(gè)大家都覺得很普通的活動(dòng)發(fā)展成可以讓學(xué)生有機(jī)會(huì)進(jìn)行更深入研究的活動(dòng)，并能促進(jìn)學(xué)生思考和推理的能力。

科學(xué)館另一項(xiàng)熱門活動(dòng)就是電動(dòng)車模型制作，在這個(gè)活動(dòng)里，學(xué)生會(huì)拿到馬達(dá)、齒輪、電池等相關(guān)材料。同樣地，這些材料對(duì)學(xué)生而言挑戰(zhàn)性并不高，所以學(xué)生很快就可以用這些熟悉的材料，將馬達(dá)上的齒輪直接與一組固定在輪軸上的齒輪連接在一起，快速地組合出一部很會(huì)跑的車子；學(xué)生之間或許也會(huì)互相比賽，看看誰的車子跑得最快……往往這個(gè)活動(dòng)就在學(xué)生的歡樂聲中告一段落。在了解探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)對(duì)學(xué)生理解科學(xué)的重要性后，科博館的教學(xué)人員為這項(xiàng)稱為“科學(xué)創(chuàng)作”的活動(dòng)，加入了一些探索的元素。在適當(dāng)說明速度與扭力的概念和指引后，我們要求學(xué)生組裝出一部能兼顧速度與扭力的車子。這時(shí)候?qū)W生就必須思考與互相討論，很明顯學(xué)生對(duì)整個(gè)活動(dòng)的參與性就提升了許多。此外還可以利用不同直徑的齒輪組合出不同的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，再連接到不同大小的輪子上，然后檢視車子的速度與扭力表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)這兩種表現(xiàn)是不能同時(shí)兼顧的。經(jīng)過不斷地組合和測(cè)試，每組學(xué)生終于完成任務(wù)。從第二種鼓勵(lì)學(xué)生探索的活動(dòng)來看，學(xué)生無法預(yù)先知道結(jié)果，而是與實(shí)驗(yàn)材料有了真正的互動(dòng)，以及試圖透過實(shí)驗(yàn)（不同大小齒輪與輪子的組合）與收集數(shù)據(jù)（速度和扭力測(cè)試），改進(jìn)和解決所交付的挑戰(zhàn)。在加入探索學(xué)習(xí)元素后，我們便可以從這些活動(dòng)讓學(xué)生理解到科學(xué)并不是一堆事實(shí)，而是不斷地解決問題。

活動(dòng)規(guī)劃原則之二：讓思考看得見（Making thinking Visible）

當(dāng)我們討論探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)時(shí)，我們常常提及“讓學(xué)生有機(jī)會(huì)思考”，但到底什么是思考呢？學(xué)者就曾指出在眾多日常使用的詞匯中，“思考”是最常用字排行榜上的第12名。既然這2個(gè)字以如此高的頻率出現(xiàn)在我們的談話和文章中，所以當(dāng)我們說一個(gè)人在思考時(shí)，我們真的知道他的腦在做什么嗎？這種情形如果出現(xiàn)在教學(xué)上，當(dāng)老師叫學(xué)生多思考時(shí)，學(xué)生又是如何解讀老師的意圖的呢？同樣的，當(dāng)你問老師他的教學(xué)內(nèi)容是要學(xué)生學(xué)到哪方面的思考時(shí)，大部分的老師往往都無法清楚回答出來。如果我們深信學(xué)生的學(xué)習(xí)是建立在思考訓(xùn)練上的話，或許我們?cè)撜J(rèn)真探討思考的真實(shí)意義了！

自2005年以來，美國哈佛大學(xué)教育學(xué)院的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)名為“歸零計(jì)劃”（Project Zero），嘗試定義出一系列個(gè)別的思考動(dòng)作，例如仔細(xì)觀察和描述看見的事物，建構(gòu)解釋與詮釋，利用證據(jù)來推理，建立連接，考慮不同的角度與觀點(diǎn)，抓住重點(diǎn)和形成結(jié)論等十多項(xiàng)可以清楚表達(dá)出來，學(xué)者稱之為“看得見的思考”，因?yàn)橐酝劦剿伎紩r(shí)，其實(shí)我們是看不見別人的腦在做什么的（Ritchart等，2011）。2012年初出版的《博物館教育期刊》（Journal ofMuseum Education）就有一篇文章探討博物館如何應(yīng)用看得見的思考（Wolberg Goff，2012）。接下來再以科博館舉辦的“小小解說營”教育活動(dòng)來說明其中一項(xiàng)思考動(dòng)作的應(yīng)用。

“小小解說營”是科博館為國小學(xué)童在暑假舉辦的教育活動(dòng)，主要學(xué)習(xí)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)童面對(duì)群眾說話時(shí)的自信與技巧。過程中教學(xué)人員給學(xué)童有關(guān)解說儀態(tài)的訓(xùn)練，接著會(huì)選擇一個(gè)常設(shè)展示進(jìn)行解說示范，并提供相關(guān)展示內(nèi)容給學(xué)童帶回家練習(xí)，等第二天再回到展示場(chǎng)在大家面前進(jìn)行解說，過程就有點(diǎn)像演講而不是解說，最后教學(xué)人員會(huì)對(duì)學(xué)童的表現(xiàn)給予評(píng)論。這樣的活動(dòng)安排看似合理，但從看得見的思考的原則來看，我們到底給了學(xué)童什么思考動(dòng)作呢？

鑒于過去不明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，今年開始規(guī)劃這項(xiàng)活動(dòng)時(shí)，我們加入了看得見的思考中“仔細(xì)觀察和描述看見的事物”這一項(xiàng)思考動(dòng)作?；顒?dòng)開始時(shí)學(xué)員一一上臺(tái)自我介紹，許多學(xué)童只說了自己的名字就匆匆跑下來，似乎沒有辦法組織有系統(tǒng)的內(nèi)容，不過活動(dòng)最初就已經(jīng)安排了心智繪圖的訓(xùn)練，好讓學(xué)童能將想法擴(kuò)展出去。但活動(dòng)的焦點(diǎn)還是訓(xùn)練學(xué)童的觀察與描述。教學(xué)人員運(yùn)用博物館面向?qū)ο髮W(xué)習(xí)的原則訓(xùn)練學(xué)童，再利用如何描述一張照片的技巧進(jìn)行講解，學(xué)童第一天帶回家的不再是講稿而是清楚的思考動(dòng)作。到了第二天學(xué)童進(jìn)行解說時(shí)（如果先不討論儀態(tài)，因?yàn)閷W(xué)童因個(gè)性關(guān)系在這方面仍有許多的差異），在解說內(nèi)容的豐富度與自我介紹時(shí)有很明顯的進(jìn)步。例如學(xué)童會(huì)用方位來描述展示里各種動(dòng)植物標(biāo)本的位置，并對(duì)形狀、顏色和質(zhì)感有更多的說明。相對(duì)于過去的活動(dòng)只著重在科學(xué)現(xiàn)象的陳述，學(xué)童的學(xué)習(xí)是被動(dòng)式的，但加入了看得看的思考后，學(xué)童的學(xué)習(xí)變得更有參與性和理解性，也有更好的學(xué)習(xí)成效。

結(jié)論

藝術(shù)教育工作者Linda Duke在《Curator》期刊以“博物館參觀是一種經(jīng)驗(yàn)，不是上課”為題，說明博物館的目的不是要?jiǎng)?chuàng)造更多只有充滿科學(xué)事實(shí)像上課般的內(nèi)容，而是提供精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)（Duke，2010）。所以本文以科博館的教育活動(dòng)為例，說明規(guī)劃的原則，從溝通（學(xué)習(xí)目標(biāo)、概念圖及活動(dòng)說明）到應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)有助于學(xué)習(xí)的做法（“探索式導(dǎo)向?qū)W習(xí)”和“看得見的思考”），顯示在一些可能被認(rèn)為挑戰(zhàn)性不高的活動(dòng)中，加入一兩項(xiàng)未知數(shù)便能改變整個(gè)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。科學(xué)教育的終極目標(biāo)并不是讓每個(gè)人成為科學(xué)家，而是學(xué)習(xí)如何解決問題的能力?！疤剿魇綄?dǎo)向?qū)W習(xí)”是培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力最好的訓(xùn)練，加上“看得見的思考”所提供的各種思考動(dòng)作，對(duì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)成為一位自主學(xué)習(xí)者，亦有很大的幫助。盡管學(xué)生未來可能不從事直接與科學(xué)相關(guān)的工作，但研究顯示，就學(xué)時(shí)參觀博物館的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)可對(duì)科學(xué)保有高度的興趣，畢竟生活中仍有許多與科學(xué)有關(guān)的議題值得我們關(guān)心，也影響我們的生活。有了科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)國家的科技和醫(yī)療政策的討論也將會(huì)有更多的參與?？偠灾?，學(xué)習(xí)是一輩子的事，無論學(xué)?；蚋黝愋偷牟┪镳^，都可以提供我們不同時(shí)期學(xué)習(xí)的需要。