非正式環(huán)境下“館校合作”科學(xué)活動(dòng)方案的開發(fā)與實(shí)踐

趙 玥

(復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué) 上海 200433)

非正式環(huán)境包括博物館、植物園、水族館和動(dòng)物館等人工設(shè)計(jì)的場(chǎng)館[1]。博物館和學(xué)校的伙伴關(guān)系是不同的教育者共同努力的結(jié)果，其目的是讓學(xué)生進(jìn)行豐富的、有活力和有意義的學(xué)習(xí)活動(dòng)[2]。下面以上海自然博物館為例，結(jié)合滬教版教材高中《生命科學(xué)》第3冊(cè)第9章“生物進(jìn)化”一節(jié)，談?wù)劺梅钦江h(huán)境中的博物館資源，如何通過(guò)“館校合作”來(lái)開展科學(xué)活動(dòng)。

1 活動(dòng)開發(fā)背景

目前，國(guó)內(nèi)博物館的“館校合作”正處于積極、全面地開展階段。但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家博物館的“館校合作”教育相比，還有相當(dāng)大的差距。國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)的博物館，目前的普遍做法只是允許學(xué)生參觀部分展覽，其本質(zhì)重“展”而不重“教”[3]。

然而，在校內(nèi)的課堂教學(xué)中，尤其是“生物進(jìn)化”等教學(xué)內(nèi)容較抽象，如果僅用教材進(jìn)行教學(xué)，并不利于學(xué)生理解“生物進(jìn)化”歷程和“生物進(jìn)化”的相關(guān)知識(shí)。雖然，教師可通過(guò)大量的網(wǎng)絡(luò)資源找到相關(guān)的圖片和視頻等資料，也可在實(shí)驗(yàn)室或戶外找到標(biāo)本。但由于資源缺乏系統(tǒng)性，學(xué)生較難通過(guò)直觀感受和切身經(jīng)歷，來(lái)體驗(yàn)和理解“生物進(jìn)化”的基本內(nèi)容。

基于以上在實(shí)際教學(xué)中遇到的問(wèn)題，教師可利用自然博物館的教育資源，設(shè)計(jì)與學(xué)科教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的科學(xué)活動(dòng)方案。既能豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，又能增加學(xué)生在“生物進(jìn)化”方面的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法。

2 活動(dòng)實(shí)施方案

在上海自然博物館內(nèi)有“起源之謎”“演化之道”和“探索中心”等展區(qū)，以及有“自然探索移動(dòng)課堂”“恐龍盛世”和“探索者聯(lián)盟”等主題活動(dòng)。如果學(xué)生盲目地參觀展品，缺乏系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)，對(duì)“生物進(jìn)化”知識(shí)的理解也只能停留于表面。為此，根據(jù)教材內(nèi)容，結(jié)合上海自然博物館“演化之道”與“探索中心”兩個(gè)主題場(chǎng)館，設(shè)計(jì)了“館校合作”的體驗(yàn)活動(dòng)。將校內(nèi)外學(xué)習(xí)資源緊密整合，不但使展品“活”了起來(lái)，也有利于學(xué)生活用教材中的知識(shí)。

3 科學(xué)活動(dòng)案例

根據(jù)學(xué)生在校內(nèi)的學(xué)習(xí)情況，結(jié)合表1中“館校合作”科學(xué)活動(dòng)方案的內(nèi)容，在學(xué)生已有課堂信息概念的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生分三次來(lái)到上海自然博物館開展體驗(yàn)活動(dòng)。具體策略如下： 基于教材的前概念(活動(dòng)前)→自博館觀察并完成學(xué)習(xí)單→模擬體驗(yàn)活動(dòng)→自然觀察筆記→撰寫相關(guān)科普?qǐng)?bào)告(活動(dòng)后)。

3.1 主題活動(dòng)“生物滅絕的原因” 在開展本次活動(dòng)之前，學(xué)生需要具有的前概念是： 物種的概念、物種之間的生殖隔離是如何維持的、新物種如何形成和導(dǎo)致物種滅絕的原因等。此外，教師在自然博物館展區(qū)中將恐龍的圖片發(fā)給學(xué)生。學(xué)生以小組為單位“認(rèn)領(lǐng)”一種恐龍，并通過(guò)查閱資料獲取恐龍的相關(guān)信息。接著，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀自然博物館“演化之道——恐龍盛世”展區(qū)開展如下活動(dòng)： ①帶領(lǐng)學(xué)生觀察恐龍標(biāo)本和模型并思考： 恐龍有哪些類群？結(jié)合恐龍的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，談?wù)勊鼈兪侨绾芜m應(yīng)環(huán)境的；②組織學(xué)生開展恐龍仿真骨骼還原模擬活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合恐龍的骨骼模型，尋找它們適應(yīng)環(huán)境的特征；③引導(dǎo)學(xué)生開展探索與討論活動(dòng)；④指導(dǎo)學(xué)生以自然觀察筆記的形式，描繪自然博物館展區(qū)內(nèi)恐龍標(biāo)本或模型；⑤課后指導(dǎo)學(xué)生撰寫與恐龍相關(guān)的科普?qǐng)?bào)告。

例如，以恐龍為例，根據(jù)物種形成的原因，探討古生物世界的奧秘，以及恐龍演變與生物進(jìn)化的關(guān)系，討論導(dǎo)致恐龍滅絕的可能原因： ①是因?yàn)榭铸堉粭⒃谝粋€(gè)非常小的區(qū)域，以至于只要這個(gè)區(qū)域的任何變化都很容易導(dǎo)致物種的滅絕；②恐龍進(jìn)化能幫助它們?cè)谏姝h(huán)境中存活并繁殖的特殊適應(yīng)性，一旦環(huán)境改變，恐龍的過(guò)度進(jìn)化可能會(huì)導(dǎo)致滅絕；③恐龍與其他物種之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，這些相互作用會(huì)導(dǎo)致物種的滅絕而非適應(yīng)性；④恐龍棲息地的改變和破壞，無(wú)論是當(dāng)代還是史前，棲息地的改變和破壞都是物種滅絕最大的原因。

教師從“社會(huì)責(zé)任”的角度告知學(xué)生，較多的生物學(xué)家認(rèn)為，人類正處于生命史上速度最快、影響范圍最廣的一次滅絕中。在未來(lái)50年，如果人類不斷地砍伐森林，棲息繁衍于其中、占地球半數(shù)的物種都可能會(huì)滅絕，呼吁學(xué)生要樹立起保護(hù)地球環(huán)境的意識(shí)。

表1 “館校合作”科學(xué)活動(dòng)方案

3.2 主題活動(dòng)“達(dá)爾文計(jì)劃” 在開展本次活動(dòng)前，學(xué)生需要具有的前概念是： 適應(yīng)輻射、達(dá)爾文進(jìn)化論的觀點(diǎn)和自然選擇作用的機(jī)理等。教師出示達(dá)爾文和華萊士基于自然選擇是如何發(fā)生的四條假設(shè)(種群中的個(gè)體互不相同；性狀從親代傳遞給子代；有些個(gè)體未能存活并繁殖和存活和繁殖不是由運(yùn)氣決定的)，并攜帶鑷子、筷子、橡皮糖、堅(jiān)果和330mL的塑料礦泉水空瓶若干。

例如，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀自然博物館展區(qū)并開展活動(dòng)： ①教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入自然博物館“探索中心——自然探索”移動(dòng)課堂和探索者聯(lián)盟展區(qū)。引導(dǎo)學(xué)生開展鳥類的標(biāo)本觀察，了解鳥喙和羽毛的差異。②組織學(xué)生開展撫摸鳥類羽毛的模擬體驗(yàn)活動(dòng)，并試圖說(shuō)出鳥類的生存環(huán)境。讓學(xué)生分別用鑷子、筷子和手指模擬加拉帕戈斯群島上地雀的喙，并嘗試夾出放在塑料小瓶中的橡皮糖和堅(jiān)果。學(xué)生從模擬體驗(yàn)活動(dòng)中嘗試發(fā)現(xiàn)地雀喙的形狀、大小與食物堅(jiān)硬度之間的關(guān)系，明白鳥喙的差異可能由于食性不同引起。教師提問(wèn)：“你認(rèn)為達(dá)爾文和華萊士的四種假設(shè)正確嗎？”學(xué)生可以根據(jù)生物進(jìn)化的歷程和一般規(guī)律、達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)，結(jié)合自然博物館的展品找出證據(jù)進(jìn)行分析，并總結(jié)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的重要意義。③引導(dǎo)學(xué)生在觀察加拉帕格斯群島的各種鳥類標(biāo)本后開展探索與討論活動(dòng)，如： 探討“啄木鳥有哪些特征可以適應(yīng)加拉帕格斯群島的環(huán)境？”“如果啄木鳥來(lái)到島上，它身體的哪些結(jié)構(gòu)可能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境？哪些結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)環(huán)境？”等問(wèn)題。此時(shí)，教師從“生命觀念”的角度，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)這樣的體驗(yàn)活動(dòng)，理解自然選擇在不同的環(huán)境里從不同的方向選擇著生物的變異，使生物的變異朝著不同的方向積累，逐步形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀。④指導(dǎo)學(xué)生以自然觀察筆記的形式，記錄自博館內(nèi)鳥類的形態(tài)、生存環(huán)境等。⑤課后指導(dǎo)學(xué)生撰寫與鳥類相關(guān)的科普?qǐng)?bào)告。

3.3 主題活動(dòng)“人類的起源與發(fā)展” 在開展本次活動(dòng)前，學(xué)生需要具有的前概念是： 人類在自然界中的位置、人類起源過(guò)程中新舊特征的更替、現(xiàn)代進(jìn)化理論和人類進(jìn)化的歷程等。此外，教師在活動(dòng)前出示南方古猿、能人、直立人和智人頭骨圖及相關(guān)簡(jiǎn)介。

例如，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀自然博物館展區(qū)并開展活動(dòng)： ①教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入自然博物館“演化之道——從猿到人”展區(qū)開展猿人骨骼標(biāo)本、猿人生活用具等觀察。引導(dǎo)學(xué)生先了解猿人的骨骼結(jié)構(gòu)、相應(yīng)階段的文化特征等，再舉例說(shuō)明，文明進(jìn)步與人類的“生物進(jìn)化”如何協(xié)同前進(jìn)。②組織學(xué)生開展猿人仿真骨骼還原模擬體驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出猿人有哪些特征與環(huán)境相適應(yīng)、人類與猿人有什么差異。接著，引導(dǎo)學(xué)生在館內(nèi)尋找與人類親緣關(guān)系相近的動(dòng)物化石，并推測(cè)人類的起源和進(jìn)化的主要階段。即古猿、能人、直立人和智能。③引導(dǎo)學(xué)生在觀察猿人標(biāo)本和體驗(yàn)活動(dòng)后開展探索與討論活動(dòng)： 探討“人類最直接的祖先從哪里來(lái)？”“人類在生物界的地位和特征”和“人類是否在進(jìn)化”等問(wèn)題。此時(shí)，教師從“生命觀念”的角度，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)形成這樣的概念： 人類的進(jìn)化伴隨著文化的進(jìn)化，即人類的社會(huì)性。最后，請(qǐng)學(xué)生歸納出文化發(fā)展對(duì)人類進(jìn)化的重要性，逐漸形成進(jìn)化與適應(yīng)觀。④指導(dǎo)學(xué)生以自然觀察筆記的形式記錄自然博物館內(nèi)猿人的骨骼形態(tài)、生活環(huán)境等。⑤課后指導(dǎo)學(xué)生撰寫與人類的起源和發(fā)展相關(guān)的科普?qǐng)?bào)告。

4 活動(dòng)評(píng)價(jià)方案

針對(duì)“認(rèn)知領(lǐng)域—情感領(lǐng)域—精神運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域”3個(gè)方面，以解決情感問(wèn)題為目標(biāo)實(shí)施“多元化”的評(píng)價(jià)方案[4]，有利于在學(xué)生參與“館校合作”科學(xué)活動(dòng)中，給予恰當(dāng)?shù)倪^(guò)程性評(píng)價(jià)。這種過(guò)程性的評(píng)價(jià)可以是教師給予學(xué)生，或由學(xué)生互評(píng)、學(xué)生自評(píng)；評(píng)價(jià)也可是針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、成績(jī)。我校在“館校合作”科學(xué)活動(dòng)方案中，是對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度、合作交流、實(shí)踐能力和成果展示四個(gè)方面的表現(xiàn)，設(shè)計(jì)了活動(dòng)評(píng)價(jià)表。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，非正式學(xué)習(xí)可獲得80%的知識(shí)建構(gòu)[5]。在非正式環(huán)境中，以“館校合作”的形式開展科學(xué)活動(dòng)的學(xué)生不再單純依靠視覺(jué)觀察和閱讀學(xué)習(xí)，還可通過(guò)互動(dòng)、參與、體驗(yàn)、交流和觸摸展品或標(biāo)本等多種形式來(lái)開展學(xué)習(xí)。