天津科學(xué)技術(shù)館小學(xué)科學(xué)課程的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)

張文華

摘 要 隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)教育的新一輪改革和探索，小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一系列修訂和完善。科技館作為學(xué)校正規(guī)教育的有益補(bǔ)充，擔(dān)負(fù)著青少年科學(xué)素養(yǎng)提高和社會(huì)科技人才啟蒙的重任。因此，基于科技館的場(chǎng)館資源，針對(duì)小學(xué)生開(kāi)發(fā)相應(yīng)的科學(xué)課程，吸引他們走進(jìn)科技館進(jìn)行學(xué)習(xí)，具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞 科技館 科學(xué)教育 兒童教育

0 引言

科學(xué)教育的目的旨在傳授科學(xué)知識(shí)，介紹科學(xué)思維方法和科學(xué)探究方法，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，建立完整的科學(xué)價(jià)值觀，并進(jìn)行科研基礎(chǔ)能力訓(xùn)練和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用。而科技館作為重要的科普?qǐng)鲳^，肩負(fù)著面向公眾尤其是青少年開(kāi)展科學(xué)教育的責(zé)任。

天津科學(xué)技術(shù)館按照我國(guó)新頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合自身場(chǎng)館優(yōu)勢(shì)，根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，劃分學(xué)科類別、難易程度，進(jìn)行基于科技館的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計(jì)方案探究，為全面推進(jìn)未成年人的素質(zhì)教育做出努力。

1 科技館小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)

1.1 兼顧科學(xué)能力與知識(shí)的共同培育

如表1所示，科學(xué)傳播的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)特征明顯的階段：“公眾接受科學(xué)”、“公眾理解科學(xué)”和“公眾參與科學(xué)”。在不同的階段，公眾的科學(xué)需求各不相同。具言之，隨著社會(huì)的進(jìn)步，公眾的科學(xué)需求在不斷地水漲船高。

目前，我國(guó)正處于第二階段，即“公眾理解科學(xué)”。這一階段的科學(xué)傳播具有以下三個(gè)特點(diǎn)：（1）受眾群體的范圍較大，其普及人群不僅是缺乏科學(xué)知識(shí)的人，而是具有公眾性的全社會(huì)所有人。（2）公眾被認(rèn)為是科學(xué)共同體的對(duì)等主體，而不是被動(dòng)的科學(xué)普及客體。公眾有權(quán)知道科學(xué)共同體如何使用納稅人的錢(qián)，在“公眾理解科學(xué)”預(yù)期理論中首要受益者是科學(xué)共同體。（3）公眾的“理解”不只是簡(jiǎn)單地接受知識(shí)，而是更廣闊地傳播科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神，更深層次理解科學(xué)，把科學(xué)當(dāng)做一種文化、一種生活態(tài)度。

學(xué)校的科學(xué)教育往往更注重學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)的結(jié)果，而忽視了動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程和科學(xué)能力的獲得。因此，我們要根據(jù)“公眾理解科學(xué)”階段的特征，開(kāi)展基于科技館的小學(xué)科學(xué)課程開(kāi)發(fā)，改變“重教輕育”的傳統(tǒng)模式，建立以興趣為導(dǎo)向的多元化教育環(huán)境，強(qiáng)調(diào)能力發(fā)展與知識(shí)獲取的過(guò)程并重。

1.2 館校結(jié)合打造“第二課堂”

天津科學(xué)技術(shù)館共有300多件（套）展品，分為“智慧結(jié)晶”、“探索發(fā)現(xiàn)”、“認(rèn)識(shí)自我”、“機(jī)器人天地”、“夢(mèng)想天地”五大展區(qū)，另設(shè)宇宙劇場(chǎng)放映全天域科教電影和天文節(jié)目。在辦好常設(shè)展覽的同時(shí)，我們不斷拓展展教形式，常年舉辦主題展覽、科普?qǐng)?bào)告會(huì)和系列科學(xué)表演。其中，天文科普和培訓(xùn)活動(dòng)已成為一大亮點(diǎn)。

為配合課程改革，天津科學(xué)技術(shù)館加強(qiáng)館校合作，挖掘展品背后的知識(shí)點(diǎn)，梳理了涉及對(duì)應(yīng)學(xué)科的展品系列（見(jiàn)表2）。這些科普展品集科學(xué)性、知識(shí)性、趣味性、參與性于一體，把科學(xué)從神圣的殿堂帶到孩子們面前，將復(fù)雜的科學(xué)原理變得淺顯易懂，激發(fā)大家的科學(xué)興趣和探知欲，在科技館中帶著問(wèn)題開(kāi)始一段快樂(lè)的科普旅程。

為確保能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解和掌握公眾的需求，天津科學(xué)技術(shù)館面向?qū)W校和家庭，提供了“訂單式”服務(wù)目錄（見(jiàn)表3）。學(xué)?；蚣彝ネㄟ^(guò)制定表格選擇下單，輔導(dǎo)員提前做好準(zhǔn)備，制定合適的教學(xué)方案設(shè)計(jì)，有目的地安排科學(xué)課程的主要內(nèi)容、涉及展品、參觀路線等要素，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，最大限度地發(fā)揮科技館的科普教育功能。

2 科技館小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)計(jì)案例

2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)原則

（1）能力模塊+知識(shí)模塊=科學(xué)認(rèn)識(shí)世界

我們?cè)趥魇诳茖W(xué)知識(shí)的同時(shí)，更加注重科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)能力的同步開(kāi)發(fā)。小學(xué)科學(xué)課程利用科技館的資源，通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生在今后的生活中，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且具備解決問(wèn)題的能力。

下面以電學(xué)為例，解釋一下雙模塊理論的教學(xué)應(yīng)用。由圖1和圖2可知，電學(xué)雙模塊課程將六大知識(shí)模塊和能力模塊有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。

（2）探究性教學(xué)模式

探究式學(xué)習(xí)的基本過(guò)程包括：創(chuàng)設(shè)情境——啟發(fā)思考——猜想假設(shè)——自主探究——表達(dá)交流——得出結(jié)論。即通過(guò)教師的創(chuàng)設(shè)情境和啟發(fā)引導(dǎo)，來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力和方法。在找尋答案的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)合作為學(xué)生提供了思路交流、觀點(diǎn)碰撞、成果分享的平臺(tái)。最后教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行回答與總結(jié)，對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析歸納，并聯(lián)系實(shí)際，對(duì)當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深化、遷移與提高。

其中，創(chuàng)設(shè)的情境是指具有一定難度，需要學(xué)生努力克服，卻又力所能及的學(xué)習(xí)情境。與傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)相比，探究式教學(xué)有很大的優(yōu)越性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，并同時(shí)達(dá)到認(rèn)知目標(biāo)與情感目標(biāo)的要求。不過(guò)我們必須注意問(wèn)題設(shè)置的難度，以保證學(xué)生自主探究的積極性。根據(jù)成就動(dòng)機(jī)理論，難度越小，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性越大，目標(biāo)對(duì)主體的吸引力就越小；反之，當(dāng)難度增大，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可能性減小時(shí)，目標(biāo)的價(jià)值就會(huì)增大。因此，能否成為問(wèn)題情境主要看學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的適合度如何。如果完全適合（太易）或完全不適合（太難），均不能成為問(wèn)題情境。只有在既適合又不適合（中等難度）的情況下，才能夠構(gòu)成問(wèn)題情境。

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

如圖3所示，天津科學(xué)技術(shù)館的小學(xué)科學(xué)課程采取“訂單式科普”理念，首先根據(jù)學(xué)校或家庭的訂單要求，定位學(xué)生的年級(jí)和對(duì)應(yīng)的認(rèn)知水平，列舉出科學(xué)課程涉及的學(xué)科和知識(shí)點(diǎn)，并依此篩選科技館適合的展品，確定科普活動(dòng)的主題。然后，依據(jù)主題來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)方案，細(xì)化各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和知識(shí)點(diǎn)。注重創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高其思考能力；利用雙模塊教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)掌握與能力培養(yǎng)的共建。最后依照教學(xué)方案的需要，設(shè)計(jì)出能夠鞏固課堂知識(shí)和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)單。

2.3 課堂案例

下面就以天津科學(xué)技術(shù)館的“點(diǎn)亮城市”活動(dòng)為例，介紹一下基于科技館的小學(xué)科學(xué)課程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。具體教學(xué)流程如下：

（1）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：輔導(dǎo)員利用導(dǎo)電筆點(diǎn)亮模擬城市，讓學(xué)生觀察電路導(dǎo)通后電流的各種效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)燈泡由暗到亮和電風(fēng)扇由不工作到轉(zhuǎn)動(dòng)的明顯變化。

雙模塊教學(xué)模式：認(rèn)識(shí)各種電流效應(yīng)（觀察力）。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)觀察，發(fā)現(xiàn)電路導(dǎo)通后會(huì)產(chǎn)生各種各樣的效應(yīng)。結(jié)合生活中利用開(kāi)關(guān)控制電器工作的現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)到電流效應(yīng)對(duì)人類的重要作用——如果沒(méi)有電流，電器全部停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，世界將一片黑暗。

（2）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：一段電路中如何產(chǎn)生電流？在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放置導(dǎo)線、電源、燈泡、開(kāi)關(guān)，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作一段電路，通過(guò)觀察開(kāi)關(guān)的閉合、電池的有無(wú)、導(dǎo)線的安裝，了解電路中電流導(dǎo)通的必要條件。

雙模塊教學(xué)模式：電流導(dǎo)通條件（專注力）。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生用導(dǎo)線連接電源、開(kāi)關(guān)，了解以上原件是形成完整電路的必要條件，以及開(kāi)關(guān)是如何通過(guò)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制燈泡工作的原理。

（3）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：人體導(dǎo)電球?yàn)槭裁磿?huì)發(fā)光？當(dāng)學(xué)生雙手握住導(dǎo)電球的兩個(gè)金屬點(diǎn)的時(shí)候，導(dǎo)電球便會(huì)發(fā)光，而利用導(dǎo)線連接導(dǎo)電球的兩個(gè)端點(diǎn)同樣可以使它發(fā)光。仔細(xì)觀察導(dǎo)電球的內(nèi)部構(gòu)造圖，引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)。接下來(lái)驗(yàn)證假設(shè)，利用導(dǎo)體/絕緣體檢驗(yàn)器，檢驗(yàn)人體的導(dǎo)電性，得出結(jié)論：人體可以導(dǎo)電。最后，進(jìn)行知識(shí)的引申拓展和歸納總結(jié)，了解木條、鋁條、銅條、塑膠條哪些是導(dǎo)體，哪些是絕緣體。

雙模塊教學(xué)模式：導(dǎo)體和絕緣體的分類（判斷力）。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能來(lái)觀察身邊事物中蘊(yùn)含的科學(xué)原理，對(duì)生活中的導(dǎo)體和絕緣體產(chǎn)生判斷力，理解電線的巧妙設(shè)計(jì)（外層絕緣體，內(nèi)芯導(dǎo)體線）。

（4）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：生活中的用電安全。人體可以施加的最大電壓是36 V，借此判斷生活中哪些電是危險(xiǎn)的。

雙模塊教學(xué)模式：安全用電常識(shí)（理解力）。

設(shè)計(jì)意圖：理解雷電、高壓電、交流電可能對(duì)人體產(chǎn)生的危害。

（5）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：如何在沒(méi)有電池的情況下，產(chǎn)生電流使燈泡再次亮起？手搖發(fā)電機(jī)如何利用磁鐵和線圈發(fā)電？

雙模塊教學(xué)模式：電磁感應(yīng)定律（創(chuàng)造力）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)演示讓學(xué)生了解生活中利用電磁感應(yīng)定律發(fā)電的原理及過(guò)程。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到除了電池之外，還可以通過(guò)切割磁力線來(lái)發(fā)電，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力?；鹆Πl(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電的基本原理都是相同的，都是利用其他能源的電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。

（6）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：列舉生活中哪些方面會(huì)用到電？

雙模塊教學(xué)模式：電的用途（協(xié)作力）。

設(shè)計(jì)意圖：從課堂回歸生活，在輔導(dǎo)員的引導(dǎo)下，學(xué)生之間進(jìn)行交流討論，用科學(xué)的方法尋找電的身影，了解電從大自然到生活中的各種產(chǎn)生方式，以及其重要作用和存在形態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

作為學(xué)校正規(guī)教育的有益補(bǔ)充，科普?qǐng)鲳^應(yīng)當(dāng)順應(yīng)教育改革的新形勢(shì)，不斷加強(qiáng)館校合作。天津科學(xué)技術(shù)館對(duì)照新課標(biāo)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列小學(xué)科學(xué)課程，深受廣大師生的歡迎。我們通過(guò)訂單式服務(wù)，根據(jù)學(xué)生的年級(jí)劃分難度、學(xué)科，設(shè)定相應(yīng)的活動(dòng)形式、參觀時(shí)間，滿足了不同層面的需求，提高了科普的效果、效率和效益。

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Abstract With the new reform and exploration on basic education， the science curriculum standard of primary schools has been revised and improved. Science and technology museums carry on informal education for improving the scientific literacy of youngsters and awakening the talent of future scientists and technology minds. Therefore， we should development the primary science curriculum based on science and technology museums for children.

Keywords science and technology museums， science education， childrens education