基于主題情景化的青少年科普教育與輔導(dǎo)研究

李靖著

摘 要：從設(shè)計(jì)意圖、教育目標(biāo)、作品創(chuàng)意與預(yù)期效果、作品的相關(guān)知識及科學(xué)原理、示范推廣價(jià)值、主題情景化科普輔導(dǎo)的思考六方面研究基于主題情景化的青少年科普教育與輔導(dǎo)，以提高學(xué)生的科技素養(yǎng)，培養(yǎng)具有現(xiàn)代科技意識的合格人才。

關(guān)鍵詞：科普教育；青少年；主題；情景化；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G245 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2016）30-0029-02

當(dāng)前，科技館的展教功能逐漸受到人們的重視，然而多數(shù)是被動(dòng)講解的展教活動(dòng)，真正讓青少年參觀者在體驗(yàn)、探索中學(xué)習(xí)科普知識的展教活動(dòng)并不是很多。本案例針對“太空”知識，引入“玩中學(xué)”，設(shè)計(jì)一條“主題體驗(yàn)式”的參觀路線，讓青少年自主完成“宇宙遨游”主題的體驗(yàn)式參觀。以強(qiáng)調(diào)注重參觀者主動(dòng)參與、親身實(shí)踐和體驗(yàn)領(lǐng)悟的過程，強(qiáng)調(diào)參觀者在體驗(yàn)探索中主動(dòng)獲取知識，并對其產(chǎn)生興趣，提高他們的科技素養(yǎng)，以培養(yǎng)具有現(xiàn)代科技意識的合格人才。

一、設(shè)計(jì)意圖

1. 背景概述

改革開放以來，我國科技館建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展，全國已建成各級科技館五百多座。隨著經(jīng)濟(jì)全球化、科技與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)關(guān)系的日益密切，我國科技館的科普教育的重點(diǎn)也轉(zhuǎn)變?yōu)榧性诮逃砟畹奶嵘?，即“以青少年的科普教育為中心”，把如何通過開展各種科普活動(dòng)拓展和培養(yǎng)青少年的科技創(chuàng)新能力和科學(xué)興趣、增長其自主探究學(xué)習(xí)的能力等作為目前科技館科普教育的重心。在參觀科技館的過程中，學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)體驗(yàn)科普展品，使學(xué)生在探究實(shí)踐中逐步形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。

目前，我國科技館大多數(shù)展品研發(fā)還是沿用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與觀念，大多是展品學(xué)科齊全的綜合性場館，展品數(shù)量多、范圍廣，科技館的展品外形相似、展品設(shè)計(jì)大同小異缺乏創(chuàng)新，展示形式千篇一律，很多中小型場館更是沒有主題展廳，基本就是展品的羅列展出，輔導(dǎo)形式也就是簡單操作和原理介紹，參觀者處于被動(dòng)接受狀態(tài)。而主題體驗(yàn)式科普展品的設(shè)計(jì)，可以抓住參觀者的興趣點(diǎn)，在體驗(yàn)的過程中引導(dǎo)參觀者自主探索，同時(shí)主題式的參觀可以形成比較系統(tǒng)的科普知識。主題式教學(xué)作為一種抓住參觀者的興趣點(diǎn)，激發(fā)參觀者的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)參觀者自主探索，主動(dòng)參與的輕松、活潑的教學(xué)模式，已被廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)當(dāng)中。因此，如何依托“宇宙遨游”主題展品，將主題情景化科技輔導(dǎo)應(yīng)用于科技場館教育活動(dòng)中，進(jìn)一步有效開發(fā)輔導(dǎo)教育活動(dòng)是本研究主要解決的問題。

2. 理論分析

（1）主題式教學(xué)。主題式教學(xué)是一種以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)的教學(xué)模式。它是將教學(xué)主題、教學(xué)方法、教學(xué)場景和教材內(nèi)容融為一體，通過對語言、音樂、多媒體等設(shè)備的綜合運(yùn)用，所創(chuàng)建的一種輕松、活潑的教學(xué)模式。

（2）情景化學(xué)習(xí)。情景化學(xué)習(xí)又叫情景認(rèn)知，在20世紀(jì)80年代維果茨基的心理學(xué)理論和其他人類學(xué)、社會(huì)學(xué)和認(rèn)知科學(xué)理論的背景下，產(chǎn)生了情景認(rèn)知理論。該理論認(rèn)為，知識存在于個(gè)體和群體的行動(dòng)之中，隨著個(gè)體參與到新的情境中并在情景中進(jìn)行協(xié)商，知識產(chǎn)生了。在情景化學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上，學(xué)者們提出，基于情境認(rèn)知的學(xué)習(xí)環(huán)境具備以下特征：1）提供真實(shí)的情境，反映知識在真實(shí)生活中的使用方式。2）提供真實(shí)的活動(dòng)，引導(dǎo)受眾參與體驗(yàn)互動(dòng)。3）提供扮演多種角色的機(jī)會(huì)，從不同的視角看待問題。4）提供適合的小組學(xué)習(xí)任務(wù)，支持實(shí)質(zhì)的合作建構(gòu)等。

二、教育目標(biāo)

1. 知識與技能

一是了解基本的天文常識。二是了解宇航員訓(xùn)練、神舟飛船知識。三是認(rèn)識萬有引力、失重、重力的科學(xué)原理及應(yīng)用。四是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和探索能力。

2. 過程與方法

本案例主要涉及天文知識及相關(guān)科學(xué)原理，案例教學(xué)主要采用情景化教學(xué)方法，以“體驗(yàn)”形式開展，為參觀者創(chuàng)造了情景模擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過體驗(yàn)加深天文知識的了解，激發(fā)參觀者對宇宙的興趣和求知欲?！巴嬷袑W(xué)”的方法，一方面可以提高參觀者的參觀熱情，另一方面可以提高參觀者的觀察能力和動(dòng)手能力，參觀中獲得的天文知識基本都是通過看、聽、體驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)各感官而獲得。

3. 情感、態(tài)度、價(jià)值觀

一是激發(fā)學(xué)生對太空知識的熱情和求知欲。二是使學(xué)生在參觀過程中形成“探索”式的自學(xué)模式，并在“玩”中學(xué)到科普知識。三是在探索、思考的分析過程中，形成尊重客觀事實(shí)，尊重科學(xué)的態(tài)度。

三、作品創(chuàng)意與預(yù)期效果

1. 活動(dòng)主題的選取

關(guān)于宇宙的科普知識基本是每個(gè)科技館都涉及的部分，但是有的科技館是主題展廳，有的科技館則是部分展品陳列。而宇宙知識對于我們來說是深不可測、觸不可及的，如果簡單講解，會(huì)讓被動(dòng)接受知識的參觀者難以消化，最后變成瀏覽、拍照，走馬觀花式的參觀?！坝钪驽塾巍敝黝}情景化的參觀，有助于參觀者形象生動(dòng)地學(xué)習(xí)太空知識，加深對展品內(nèi)容的理解，也有助于啟發(fā)參觀者對宇宙的思考和遐想。

2. 路線設(shè)計(jì)與教學(xué)基本流程

（1）搭建情景，激發(fā)參觀者的好奇心。組織一支航天員隊(duì)伍，模擬一次航天員的太空旅行，先向參觀者簡單介紹一下宇宙的形成、星系天體等天文知識，作為情境導(dǎo)入。然后由一名科技輔導(dǎo)員扮演航天員隊(duì)長，介紹整個(gè)太空旅行的路線和步驟，并負(fù)責(zé)輔導(dǎo)和指揮各航天員。

（2）玩中學(xué)。1）觀看3D科普短片，更加生動(dòng)形象地了解宇宙奧秘，進(jìn)一步激發(fā)對此次旅行的興趣。2）走進(jìn)天體稱重展區(qū)，了解銀河系行星的名稱及分布，通過稱重體驗(yàn)，得出參觀者在每個(gè)行星上的不同體重。3）宇航員隊(duì)長帶領(lǐng)隊(duì)員接受航天員的必備技能訓(xùn)練“三維滾環(huán)”，體驗(yàn)航天員在超重情況下天旋地轉(zhuǎn)的感覺，在參觀者體驗(yàn)的同時(shí)可對航天員的選拔和訓(xùn)練等方面的知識進(jìn)行擴(kuò)展。4）經(jīng)過層層選拔，終于可以踏上太空之旅了，所有參觀者穿上宇航服（此處可不穿，簡單介紹一下宇航服的相關(guān)知識），坐上神舟飛船，體驗(yàn)升空的感覺，神舟飛船中配有視頻播放，介紹太空的相關(guān)知識。5）承載宇宙飛船登陸月球，模擬月球探索，在月球上尋找水源、樣本采集、拍照、記錄等，通過月球漫步展品體驗(yàn)失重的感覺。6）參觀月地基地，提出人類移居月球的構(gòu)想，引發(fā)參觀者思考。7）返回地球，太空旅行即將結(jié)束時(shí)，向宇航員提問：“為什么地球有引力，月球沒有？”可以通過“萬有引力”展品進(jìn)行模擬解釋。

四、作品的相關(guān)知識及科學(xué)原理

1. 天體稱重

展區(qū)分為模型區(qū)和操作區(qū)，模型區(qū)展示的是八大行星的組成及其運(yùn)行軌道，在操作區(qū)設(shè)置三個(gè)操作展臺，每個(gè)展臺由一臺電腦及體重秤組成，參與者通過多媒體電腦觸摸屏，選擇想要到達(dá)的宇宙星球，便可進(jìn)行星球之旅，并通過多媒體來了解此星球的各種知識。參與者也可選擇“稱量體重”按鈕，即可顯示出自己在此星球的體重并語音播報(bào)出來，給人身臨其境的感覺。而參觀者在每個(gè)行星上的體重不同，是因?yàn)橹亓铀俣炔煌?/p>

2. 三維滾環(huán)

三維滾環(huán)是訓(xùn)練飛行員和宇航員的模擬裝置，可以做360°順時(shí)針或逆時(shí)針的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且可以同時(shí)上下前后擺動(dòng)，主要是用于檢查宇航候選者的前庭神經(jīng)功能，以了解他對震動(dòng)及眩暈的耐受能力。

3. 神舟飛船

采用計(jì)算機(jī)三維圖像顯示技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等仿真技術(shù)，基于真實(shí)返回艙的特性，包括前視窗、左右舷窗、儀表照明系統(tǒng)、乘員操縱系統(tǒng)等，運(yùn)動(dòng)平臺提供空間六自由度運(yùn)動(dòng)，模擬神舟飛船的飛行過程，使乘員從視覺上、聽覺上和感覺上全面體驗(yàn)飛船從發(fā)射準(zhǔn)備、發(fā)射升空、軌道飛行、返回著陸的整個(gè)飛行過程，體驗(yàn)航天飛行的感覺。同時(shí)，全面了解環(huán)繞地球飛行的載人航天技術(shù)，在參與游戲中增長有關(guān)宇宙和航天飛行等方面的知識。

4. 萬有引力

萬有引力，就是自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。也就是說，物體的質(zhì)量越大、距離越短，它們產(chǎn)生的萬有引力就會(huì)越大。展品“萬有引力”的臺面呈一個(gè)漏斗的形狀，可以通過搖動(dòng)手柄，將鋼球提升后自動(dòng)釋放，球從臺面邊緣沿圓的切線軌道滾出后，沿著以臺面中心為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓軌跡滾動(dòng)。由于重力和摩擦力的作用，小球滾動(dòng)軌跡不斷縮小，滾動(dòng)速度越來越快，但始終為橢圓軌道，最后落入漏斗中心的洞中。這件展品用滾動(dòng)的鋼球模擬行星或地球衛(wèi)星，漏斗形的臺面表面是個(gè)雙曲線的旋轉(zhuǎn)面，它利用鋼球的重力勢能模擬太陽系中的萬有引力勢能，使小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律接近開普勒三定律，也就是軌道定律、面積定律和周期定律。

五、示范推廣價(jià)值

“主題式”強(qiáng)調(diào)傳播科普知識的主題性，獲取知識的系統(tǒng)性；“情景化”重視的是“玩中學(xué)”，接受知識的主動(dòng)性，而科技館正是具備以上兩種學(xué)習(xí)環(huán)境特點(diǎn)和要求的非正規(guī)學(xué)習(xí)場所。科技館內(nèi)主題展廳內(nèi)豐富的場館資源和獨(dú)特的環(huán)境優(yōu)勢能夠?yàn)閰⒂^者提供真實(shí)的情景，展品展項(xiàng)也能夠?yàn)閰⒂^者提供可操作的體驗(yàn)和感受，因此圍繞主題，選取經(jīng)典展品，針對展廳展品設(shè)計(jì)類似“旅游路線”的探索路線，利用一個(gè)故事或者一次探險(xiǎn)經(jīng)歷將此次參觀“包裝”成為主題情景化參觀，從而將科技館的教育優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。

本教育活動(dòng)教案是針對“天文知識”開發(fā)設(shè)計(jì)的，主題式參觀有助于參觀者構(gòu)成系統(tǒng)化的天文知識；情景化的參觀形式，引發(fā)興趣，寓教于樂；體驗(yàn)式的參觀方式，引導(dǎo)參觀者自己動(dòng)手，自主構(gòu)建天文知識，對于研發(fā)其他科普展教作品有一定示范、啟發(fā)意義。

六、主題情景化科普輔導(dǎo)的思考

通過本次主題情景化科普輔導(dǎo)的實(shí)踐，開拓了展廳教育活動(dòng)的新模式，有效地提高了參觀者的參與情趣，也達(dá)到了科普輔導(dǎo)的效果，對于今后展廳內(nèi)開展科普輔導(dǎo)有一定借鑒意義。但是，有幾點(diǎn)問題也是值得教師思考的：一是由于教師所在單位是小型科技館，沒有專門的主題展廳，有關(guān)天文的展品都是分布在全館的各個(gè)方位，活動(dòng)開展過程中的緊湊性表現(xiàn)欠妥，對參觀者按照既定路線完成體驗(yàn)參觀也是一個(gè)考驗(yàn)。二是有主題的展廳大多是相關(guān)展品的陳列，展廳內(nèi)并沒有模擬真實(shí)場景，而參觀的情景化在一定程度上是由一個(gè)故事或一次探險(xiǎn)勾畫的，相對于那種可以模擬真實(shí)現(xiàn)場的場景還是稍顯遜色，對于有條件的場館是否可以根據(jù)主題建設(shè)自助式主題情景化展廳，在建設(shè)過程中最好是有相應(yīng)的氛圍布置。在場景的設(shè)計(jì)下，無論有無科技輔導(dǎo)員引領(lǐng)，參觀者都可以按照既定路線順利完成參觀。主題情景化科普輔導(dǎo)就是在普通展品的基礎(chǔ)上，增添主題元素和情景化氛圍，賦予展品新鮮感，提高參觀者的參觀熱情和挖掘知識的興趣，通過體驗(yàn)感知知識，將以往參觀時(shí)被動(dòng)接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探知、感知知識?；顒?dòng)也可根據(jù)自身?xiàng)l件設(shè)計(jì)成為“太空遨游”“海底世界”“人與社會(huì)”等主題。

七、結(jié)束語

當(dāng)前，科技館的展教功能逐漸受到人們的重視，但一部分是被動(dòng)講解的展教活動(dòng)，真正讓青少年參觀者在體驗(yàn)、探索中學(xué)習(xí)科普知識的展教活動(dòng)并不是很多。本案例針對“太空”知識，引入“玩中學(xué)”，設(shè)計(jì)了一條“主題體驗(yàn)式”的參觀路線，讓青少年自主完成“宇宙遨游”主題的體驗(yàn)式參觀。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)注重參觀者主動(dòng)參與、親身實(shí)踐和體驗(yàn)領(lǐng)悟的過程，強(qiáng)調(diào)參觀者在體驗(yàn)探索中主動(dòng)獲取知識，并對其產(chǎn)生興趣，提高學(xué)生的科技素養(yǎng)，從而培養(yǎng)具有現(xiàn)代科技意識的合格人才。

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