美國農(nóng)村青少年校外科學(xué)教育活動(dòng)研究

魏曉東 于海波

（1 杭州師范大學(xué)教育學(xué)院;2 教育部人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地東北師范大學(xué)中國農(nóng)村教育發(fā)展研究院）

科學(xué)教育是基礎(chǔ)教育中不可或缺的重要組成部分，影響著一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平和國際競(jìng)爭(zhēng)力?？茖W(xué)教育在美國的基礎(chǔ)教育中占據(jù)著重要的地位，長(zhǎng)期被視為美國在國際經(jīng)濟(jì)和軍事上核心地位的重要保障。美國有大約1140 萬名兒童在農(nóng)村地區(qū)長(zhǎng)大，而城市地區(qū)的兒童約1460 萬，農(nóng)村兒童占了較大的比例[1]。由于農(nóng)村學(xué)校地域偏僻，基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育的發(fā)展面臨著諸多問題，因此美國對(duì)農(nóng)村校外科學(xué)教育格外關(guān)注。

一、美國農(nóng)村校外科學(xué)教育的發(fā)展動(dòng)因

進(jìn)入21 世紀(jì)，美國學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣逐漸下降，越來越少的學(xué)生在高等教育階段選擇STEM 相關(guān)專業(yè)，這些問題使得美國越來越重視基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育的發(fā)展。美國農(nóng)村地區(qū)學(xué)校正規(guī)科學(xué)教育存在以下三點(diǎn)問題：

（1）科學(xué)學(xué)科教師匱乏、教師專業(yè)發(fā)展受限

在美國，農(nóng)村學(xué)校面臨著科學(xué)學(xué)科教師匱乏和專業(yè)發(fā)展受限的問題。農(nóng)村學(xué)校的科學(xué)學(xué)科常常因?yàn)槿鄙賹I(yè)的科學(xué)教師而由其它學(xué)科教師兼任，一名科學(xué)教師往往同時(shí)教授多個(gè)學(xué)科。2002 年美國政府頒布的《不讓一個(gè)孩子掉隊(duì)》法案對(duì)教師資格認(rèn)證提出了較高的要求[2]，這進(jìn)一步加劇了教師匱乏的情況，雖然有些州允許科學(xué)教師在獲得一般科學(xué)領(lǐng)域資格認(rèn)證的情況下就可以任教，但另一些州則需要獲得具體的學(xué)科資格認(rèn)證（例如物理學(xué)、化學(xué)或者生物學(xué)）[3]，不能獲得認(rèn)證的教師不得任教。這些措施進(jìn)一步加劇了當(dāng)?shù)乜茖W(xué)學(xué)科教師匱乏的問題。此外，農(nóng)村學(xué)?？茖W(xué)教師的專業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)有限。美國國家教育統(tǒng)計(jì)中心（National Center for Education Statistics，NCES）通過對(duì)農(nóng)村教師和城市教師的比較研究發(fā)現(xiàn)，城市教師參與教師專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)的時(shí)間明顯多于農(nóng)村[4]。農(nóng)村學(xué)校在為教師提供專業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)方面面臨巨大挑戰(zhàn)，從而進(jìn)一步降低了科學(xué)類教師就職于農(nóng)村學(xué)校的意愿。

（2）農(nóng)村社區(qū)地理位置偏僻、科學(xué)教育資源薄弱

地理位置偏僻是農(nóng)村學(xué)校科學(xué)教育發(fā)展的主要障礙。盡管在奧巴馬政府時(shí)期頒布的《改革藍(lán)圖—對(duì)＜初等與中等教育法＞的重新授權(quán)》法案提出，聯(lián)邦政府要對(duì)農(nóng)村薄弱地區(qū)的學(xué)生給予必要的教育補(bǔ)償，但由于農(nóng)村學(xué)校通常位于人口稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)，信息封閉，因此科學(xué)教育資源仍然較薄弱。首先，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備陳舊過時(shí)。由于每所學(xué)校的學(xué)生較少，資金有限，教學(xué)設(shè)備往往出現(xiàn)老化失修的問題，在一些偏遠(yuǎn)的農(nóng)村中學(xué)，甚至沒有實(shí)驗(yàn)室。其次，課程資源落后。在美國，大部分農(nóng)村學(xué)校的科學(xué)教學(xué)活動(dòng)仍主要依賴于傳統(tǒng)的課堂講授，獲得其他相關(guān)資源的機(jī)會(huì)較少。最后，農(nóng)村學(xué)生接觸科技前沿的機(jī)會(huì)有限。學(xué)生們?cè)L問大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)較少，也很少有機(jī)會(huì)參觀科技館、博物館、文化館等場(chǎng)所[5]。

（3）農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、學(xué)生輟學(xué)率較高

在美國，農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，貧困率較高。例如，佐治亞州的貧困率為19%，貧困兒童的比例則高達(dá)27%，在多爾蒂縣，幾乎1/3 的居民處于貧困狀態(tài)，貧困現(xiàn)象不僅普遍而且持久[6]。自1980 年以來，美國有超過300 個(gè)郊縣的貧困率高于20%[7]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貧困農(nóng)村地區(qū)學(xué)生的輟學(xué)率較高[8]。

原因主要有以下兩點(diǎn)，一是貧困農(nóng)村位置偏僻、生活條件艱苦、交通閉塞、出行困難，學(xué)生就學(xué)困難；二是在這些經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)，教育未能受到足夠的重視，學(xué)生基礎(chǔ)較差。大部分學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)能力缺少信心，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)較弱，厭學(xué)情緒嚴(yán)重。同時(shí)，學(xué)生接觸優(yōu)質(zhì)科學(xué)課程的機(jī)會(huì)較少，對(duì)科學(xué)學(xué)科的興趣較低。

為緩解美國農(nóng)村地區(qū)科學(xué)教育面臨的問題，開展校外科學(xué)教育活動(dòng)成為學(xué)校正規(guī)教育不足的重要舉措。例如，農(nóng)村學(xué)生在參與科學(xué)探究訓(xùn)練和科學(xué)實(shí)踐等校外科學(xué)活動(dòng)中，能夠得到專業(yè)人員的指導(dǎo)，這在一定程度上彌補(bǔ)了農(nóng)村學(xué)校科學(xué)專業(yè)教師不足的問題；遠(yuǎn)程教育項(xiàng)目則能夠解決農(nóng)村學(xué)校地理位置偏僻的問題，為偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村學(xué)生輸送優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源；暑期科學(xué)夏令營活動(dòng)、青少年4-H 俱樂部等校外科學(xué)活動(dòng)為農(nóng)村學(xué)生提供了前沿科學(xué)課程，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。校外活動(dòng)不僅堅(jiān)持以學(xué)生為中心，為滿足學(xué)生的興趣和愛好設(shè)置項(xiàng)目，而且在活動(dòng)設(shè)備、師資、經(jīng)費(fèi)上都優(yōu)于校內(nèi)活動(dòng)，有利于將學(xué)生的興趣升華為志趣。

二、美國農(nóng)村校外科學(xué)教育活動(dòng)

在過去的很長(zhǎng)一段時(shí)間，美國農(nóng)村學(xué)校的學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)還只限于教材，科學(xué)教育質(zhì)量較低。近年來，農(nóng)村學(xué)校逐漸克服變革阻力，另辟蹊徑，開展了多種校外科學(xué)教育活動(dòng)，較好的彌補(bǔ)了校內(nèi)科學(xué)教育的不足，并且成效顯著。

美國農(nóng)村地區(qū)開展的校外科學(xué)教育活動(dòng)不受具體課標(biāo)以及教材的限制，具有自主性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性的特點(diǎn)?；顒?dòng)的主題可以來源于農(nóng)村青少年的日常生活，以當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土文化資源為素材，在真實(shí)情境中解決科學(xué)問題，這類選題不僅能夠促進(jìn)科學(xué)知識(shí)的遷移和應(yīng)用，還可以培養(yǎng)其實(shí)際的問題解決能力。學(xué)生通過遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目和暑期科學(xué)夏令營活動(dòng)開拓了科學(xué)視野，接觸了更深層次的科學(xué)課程，并能夠獲得專業(yè)人員的指導(dǎo)。

本文選擇美國農(nóng)村校外科學(xué)教育中比較典型且效果較好的六個(gè)活動(dòng)案例進(jìn)行探索與分析，以期為我國農(nóng)村校外科學(xué)教育的發(fā)展提供有益的借鑒。

1.遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目

為了讓處于偏僻地區(qū)的農(nóng)村學(xué)生能夠獲得優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育資源，美國為農(nóng)村學(xué)校提供了遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目。遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目主要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育資源與偏遠(yuǎn)農(nóng)村連接起來。早在2006 年，美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)村發(fā)展中心（USDA Rural Development）就曾為38 個(gè)州的農(nóng)村地區(qū)提供了46 個(gè)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)項(xiàng)目（distance learning projects）服務(wù)[9]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)項(xiàng)目具有良好的教育效果[10]。

本科課程預(yù)備項(xiàng)目（Gaining Early Awareness and Readiness for Undergraduate Programs，GEAR UP)是由美國聯(lián)邦政府于2009 年出資設(shè)立的，這項(xiàng)資助旨在為農(nóng)村困難家庭的學(xué)生提供大學(xué)預(yù)備課程。聯(lián)邦政府為受到GEAR UP 項(xiàng)目資助的各州貧困農(nóng)村中學(xué)生提供從2009 年到2015 年共六年的資金資助。從七年級(jí)開始直至高中畢業(yè)，學(xué)生都可以提出申請(qǐng)，通過考核并且成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生能夠成為GEAR UP 受助者。在每周的固定時(shí)間，專家會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行相關(guān)科技項(xiàng)目的介紹與講解，受資助的學(xué)生還可以和專家進(jìn)行交流。除此之外，該項(xiàng)目還提供大學(xué)預(yù)備科學(xué)課程和相關(guān)報(bào)考咨詢服務(wù)。相關(guān)咨詢服務(wù)主要以網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)的形式進(jìn)行，會(huì)議的主題包括如何選擇合適的大學(xué)和感興趣的專業(yè)，如何申請(qǐng)大學(xué)等等，幫助學(xué)生了解高等教育并且報(bào)考合適的大學(xué)。

這種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程教育方式可以極大地激發(fā)農(nóng)村學(xué)生對(duì)科技的興趣和學(xué)習(xí)熱情。2014 年，兩名GEAR UP 受助學(xué)生將科學(xué)技術(shù)與他們對(duì)時(shí)尚行業(yè)的興趣結(jié)合起來，共同為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的科學(xué)博覽會(huì)項(xiàng)目開發(fā)了一個(gè)叫做“時(shí)尚SOS”的APP，這款軟件在博覽會(huì)上受到了廣泛的關(guān)注和好評(píng)。

作為校外科學(xué)教育活動(dòng)的一種，遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目以信息化教學(xué)手段為載體，展現(xiàn)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的先進(jìn)性特征，彰顯了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育所蘊(yùn)含的學(xué)習(xí)理念。其一，這種校外活動(dòng)方式使得師生角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體；其二，學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生了變化，在沒有學(xué)習(xí)地點(diǎn)限制的情況下，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和認(rèn)知需求進(jìn)行自主學(xué)習(xí)?？梢哉f，美國農(nóng)村地區(qū)開展的遠(yuǎn)程科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目滿足了青少年自主學(xué)習(xí)科學(xué)的需求。

2.青少年4-H 俱樂部

4-H 活動(dòng)于20 世紀(jì)初發(fā)源于美國俄亥俄州克拉克縣，經(jīng)過100 余年的發(fā)展，逐漸成為遍及全美各個(gè)地區(qū)和學(xué)校的青少年課外教育項(xiàng)目，形成了一套完備的教育體系，為青少年素質(zhì)和技能的發(fā)展起到了積極而卓有成效的作用[11]。

4-H 組織—男孩女孩俱樂部（4-H and Boys &Girls Clubs）是一個(gè)校外教育組織形式，4-H 是4 個(gè)英文單詞（head，heart，hands and health）的首字母，代表人的4 個(gè)部位的發(fā)展，分別是腦、心、手、身。早期4-H 俱樂部開展的活動(dòng)主要與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技能有關(guān)，如農(nóng)作物生產(chǎn)、畜牧養(yǎng)殖、食品加工等。目前，它已經(jīng)從農(nóng)業(yè)相關(guān)項(xiàng)目擴(kuò)展到了現(xiàn)代科技類項(xiàng)目，如汽車保養(yǎng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、無人機(jī)等。4-H 俱樂部重點(diǎn)依托環(huán)境科學(xué)、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)青少年的科學(xué)素養(yǎng)。美國國家4-H 理事會(huì)（National 4-H Council）是負(fù)責(zé)4-H 俱樂部組織管理的專門機(jī)構(gòu)，它通過招募和培訓(xùn)志愿者來組織活動(dòng)，4-H 俱樂部把5-19 歲的青少年作為目標(biāo)會(huì)員，鼓勵(lì)所有農(nóng)村青少年參加俱樂部[12]。

青少年4-H 俱樂部擺脫了學(xué)校教育形式單一、學(xué)習(xí)環(huán)境封閉的限制，通過科學(xué)試驗(yàn)培養(yǎng)了青少年在開放、多樣、真實(shí)的情境中運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)與技能解決實(shí)際科學(xué)問題的能力，并有利于激發(fā)學(xué)生未來從事科學(xué)職業(yè)的興趣。

3.科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目

為了培養(yǎng)農(nóng)村青少年的科學(xué)探究能力，美國國家農(nóng)村教育研究中心（The National Center for Research on Rural Education，R2Ed）開展了科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目。R2Ed 主要通過師資水平調(diào)查研究(The Teachers Speak Survey Study)、閱讀者計(jì)劃（Project READERS）、科學(xué)探究訓(xùn)練（Coaching Science Inquiry）三個(gè)項(xiàng)目開展農(nóng)村教育研究，并從2009 年到2014 年連續(xù)五年獲得了美國教育部教育科學(xué)研究所（Department of Education's Institute of Education Sciences）的資助[13]?？茖W(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目旨在幫助農(nóng)村學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法，進(jìn)而培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（Next Generation Science Standards，NGSS)中科學(xué)與工程實(shí)踐維度的八個(gè)步驟相一致，分別是：（1）提出并定義問題；（2）開發(fā)和使用模型；（3）計(jì)劃和實(shí)施調(diào)查；（4）分析和解釋數(shù)據(jù)；（5）運(yùn)用數(shù)據(jù)和計(jì)算式思維；（6）提出解釋并設(shè)計(jì)解決方案；（7）參與基于事實(shí)的討論；（8）評(píng)估與交流信息?；顒?dòng)主要由R2Ed 的科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目研究人員設(shè)計(jì)，并先行對(duì)農(nóng)村學(xué)校的科學(xué)教師進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。培訓(xùn)的內(nèi)容包含探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)和活動(dòng)器材的選擇等。此外，還有針對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)，主要包括暑期的短期課程培訓(xùn)和后期的遠(yuǎn)程跟蹤指導(dǎo)。每一輪的科學(xué)探究訓(xùn)練活動(dòng)結(jié)束后，科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目研究人員會(huì)對(duì)訓(xùn)練的效果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生在參與科學(xué)問題討論、利用證據(jù)解決問題、評(píng)估和交流等能力方面得到了顯著提升[14]。

青少年通過參與科學(xué)探究訓(xùn)練項(xiàng)目，能夠?qū)W習(xí)到如何像科學(xué)家一樣在真實(shí)復(fù)雜的情境中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出研究結(jié)論，從而加強(qiáng)各方面能力的綜合發(fā)展。

4.暑期科學(xué)夏令營活動(dòng)

為了開拓農(nóng)村青少年的科學(xué)視野，認(rèn)識(shí)和了解前沿科學(xué)發(fā)展，康奈爾大學(xué)（Cornell University）和紐約州立大學(xué)奧尼昂塔學(xué)院（SUNY Oneonta）聯(lián)合舉行每年一次的農(nóng)村中學(xué)生暑期科學(xué)夏令營活動(dòng)。為期兩天的康奈爾大學(xué)暑期科學(xué)采樣項(xiàng)目（Cornell Summer Science Sampler program）就是其中的一個(gè)，它旨在幫助中學(xué)生了解聲音的相關(guān)科學(xué)內(nèi)容，輔以參觀實(shí)驗(yàn)室和參與其他小游戲活動(dòng)[15]。

參與暑期夏令營活動(dòng)的學(xué)生被分成兩組，每組由一個(gè)老師帶隊(duì)，以合作的形式開展基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)，內(nèi)容主要從基礎(chǔ)工程（Engineering is Elementary，EiE）課程中選擇。EiE 課程是由波士頓科學(xué)博物館秉承工程技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合的理念開發(fā)的。學(xué)生們從中選擇出與聲音有關(guān)的主題，并運(yùn)用科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)，制造或改進(jìn)相關(guān)設(shè)備。在項(xiàng)目展示環(huán)節(jié)，學(xué)生們將他們的成果展示在教室里，學(xué)生的家長(zhǎng)、朋友、教師以及實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們也被邀請(qǐng)來參觀，每個(gè)項(xiàng)目小組的成員代表通過PPT 的形式向參觀者介紹他們的設(shè)計(jì)思路。在此期間，學(xué)生們還能夠參觀O 旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)室（the Lab of O.rotating）、威爾遜實(shí)驗(yàn)室（Wilson Synchrotron Laboratory）、康奈爾大學(xué)放射物理和空間科學(xué)中心（the Cornell Center for Radiophysics and Space Science）、粒子加速設(shè)施，并觀看“火星探測(cè)漫游者”從發(fā)射到著陸的動(dòng)畫視頻。項(xiàng)目結(jié)束后，每個(gè)參與項(xiàng)目的學(xué)生都會(huì)得到康奈爾大學(xué)暑期科學(xué)項(xiàng)目的證書[16]。

暑期科學(xué)夏令營活動(dòng)為農(nóng)村學(xué)生提供了認(rèn)識(shí)與了解高等教育的機(jī)會(huì)，有利于激發(fā)他們進(jìn)入高等學(xué)府繼續(xù)深造的愿望。

5.結(jié)合鄉(xiāng)土知識(shí)的STEM 活動(dòng)

該活動(dòng)的目的是基于農(nóng)村青少年的日常生活，將多學(xué)科的核心知識(shí)進(jìn)行綜合拓展，從而培養(yǎng)農(nóng)村青少年解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。結(jié)合鄉(xiāng)土知識(shí)的STEM 活動(dòng)最初發(fā)源于基于本土的教育理念?；诒就恋慕逃≒lace-based education，PBE）是指以本土環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)來教授知識(shí)，著重構(gòu)建基于當(dāng)?shù)貧v史的、文化的、經(jīng)濟(jì)的知識(shí)體系，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐和與真實(shí)世界結(jié)合的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)[17]。Olsson 和Folke 認(rèn)為，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)知識(shí)是由科學(xué)的知識(shí)、個(gè)體對(duì)自然的通識(shí)性知識(shí)、當(dāng)?shù)氐奶囟L(fēng)俗背景知識(shí)混合構(gòu)成的。[18]Avery和Kassam 在基于本土的教育的基礎(chǔ)上提出了結(jié)合鄉(xiāng)土知識(shí)（local rural knowledge，LRK)的STEM 活動(dòng)。[19]

該活動(dòng)倡導(dǎo)教育者關(guān)注農(nóng)村背景，認(rèn)為農(nóng)村環(huán)境能夠?yàn)殚_展STEM活動(dòng)提供獨(dú)特的資源。農(nóng)村學(xué)生應(yīng)該在生活中尋找與科學(xué)有關(guān)的事物，例如，農(nóng)村學(xué)生在使用撒肥機(jī)幫助家里干農(nóng)活的時(shí)候，通過撒肥機(jī)中的齒輪和杠桿，能夠更好地理解簡(jiǎn)單的機(jī)械知識(shí)。在紐約北部的農(nóng)村，科學(xué)教師幫助兒童在生活中收集科學(xué)、技術(shù)與工程的知識(shí)，收集的場(chǎng)所包括家里、社區(qū)活動(dòng)場(chǎng)所和其他自然環(huán)境中。收集的方法主要有兩種，一是傾聽學(xué)生們講故事，將學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來；二是調(diào)查當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的科學(xué)資源。由此可以看出，結(jié)合鄉(xiāng)土知識(shí)的STEM 活動(dòng)需要教師、學(xué)生、當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)三個(gè)主體共同完成。教師將當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土知識(shí)與國家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以及州科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來，利用當(dāng)?shù)丨h(huán)境設(shè)計(jì)STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）活動(dòng)，主題種類多且趣味性強(qiáng)，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，創(chuàng)造了有意義的科學(xué)教育。[20]

結(jié)合鄉(xiāng)土知識(shí)的STEM 活動(dòng)以鄉(xiāng)土特色文化為基礎(chǔ)，讓學(xué)生參與決策和解決現(xiàn)實(shí)問題的過程，加強(qiáng)了學(xué)生與本土文化的聯(lián)系。

6.基于社區(qū)的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

為了幫助11-14 歲的農(nóng)村青少年利用課外時(shí)間學(xué)習(xí)科學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者開發(fā)和利用其所在社區(qū)豐富的傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)知識(shí)，美國國家科學(xué)基金會(huì)批準(zhǔn)資助了“支持和促進(jìn)農(nóng)村青少年學(xué)習(xí)科學(xué)”（Supporting and Promoting Indigenous and Rural Adolesen-ts’ Learning of Science，SPIRALS）項(xiàng)目[5]。SPIRALS 項(xiàng)目依托一個(gè)高度情境化、基于探究的學(xué)習(xí)模型來吸引農(nóng)村青少年參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，并將他們的研究成果分享給其它社區(qū)?；诒旧鐓^(qū)的特點(diǎn)，該項(xiàng)目將學(xué)習(xí)主題縮小為多個(gè)小規(guī)模實(shí)踐活動(dòng)，例如：紙張與塑料的回收再利用、垃圾堆肥等。活動(dòng)主題的選擇主要依據(jù)是否有利于資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。

通常情況下，農(nóng)村居民所在社區(qū)的傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)知識(shí)（Traditional Ecological Knowledge，TEK）與課堂教學(xué)中所呈現(xiàn)的科學(xué)知識(shí)有所區(qū)別。傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)知識(shí)是指幫助人類延續(xù)生活的知識(shí)，例如茶葉種植與加工、楓糖與面包制作等知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。這些知識(shí)主要通過書面記載、口述、民謠等媒介一代一代傳承下去。SPIRALS 活動(dòng)的設(shè)計(jì)旨在加強(qiáng)美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》、州科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)生所在社區(qū)的傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系。依托學(xué)生所在社區(qū)，該項(xiàng)目一方面向?qū)W生展示科學(xué)是如何存在于他們的日常生活中的，另一方面幫助學(xué)生了解傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)知識(shí)是如何演變成科學(xué)知識(shí)的。

學(xué)員互動(dòng)在線網(wǎng)站（Custom interactive online site，eSPIRALS) 是SPIRALS 項(xiàng)目為學(xué)生提供的在線交流平臺(tái)，學(xué)生和他們的指導(dǎo)老師可以在eSPIRALS 平臺(tái)上分享習(xí)成果和經(jīng)驗(yàn)。SPIRALS 的活動(dòng)時(shí)間較為靈活，包括課后活動(dòng)（afterschool programs）、課間活動(dòng)(school break intiatives)、課堂體驗(yàn)(school immersion experiences)、暑期活動(dòng)計(jì)劃(summer enrichment programs)等。參與SPIRALS 項(xiàng)目的老師可以注冊(cè)賬號(hào)進(jìn)入eSPIRALS 平臺(tái)的課程頁面，并根據(jù)學(xué)生的年齡、興趣和學(xué)習(xí)能力調(diào)整和修訂活動(dòng)內(nèi)容。SPIRALS 項(xiàng)目還會(huì)定期為參與該項(xiàng)目的注冊(cè)教師提供現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)課程培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，從而幫助教師順利完成SPIRALS 課程活動(dòng)的設(shè)計(jì)[21]。

SPIRALS 項(xiàng)目是一種基于社區(qū)的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。不同于學(xué)校教育的整齊劃一，SPIRALS 項(xiàng)目將科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)在線交流相結(jié)合，自由性更強(qiáng)，能夠?yàn)閷W(xué)生的自主發(fā)展提供良好的環(huán)境。

三、美國農(nóng)村青少年校外科學(xué)教育活動(dòng)的啟示

與學(xué)校正規(guī)科學(xué)教育相比，校外科學(xué)教育對(duì)于培養(yǎng)農(nóng)村青少年的科學(xué)興趣、問題解決能力、科技創(chuàng)新意識(shí)以及自主意識(shí)等都有著一定的優(yōu)勢(shì)。目前我國農(nóng)村校外科學(xué)教育還沒有得到足夠地重視，存在著運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不足、缺少專門管理機(jī)構(gòu)等問題，嚴(yán)重制約了活動(dòng)的正常開展和校外科學(xué)教育的長(zhǎng)足發(fā)展。

從農(nóng)村科學(xué)教育現(xiàn)狀來看，我國同美國一樣，也存在著農(nóng)村科學(xué)教師匱乏、唯教材本位、講授法主導(dǎo)等問題。但是美國通過大力發(fā)展校外科學(xué)教育，在一定程度上彌補(bǔ)了校內(nèi)科學(xué)教育的不足，因此，美國在農(nóng)村校外科學(xué)教育活動(dòng)方面的經(jīng)驗(yàn)值得我國借鑒。

1.構(gòu)建大學(xué)-政府-社會(huì)-中小學(xué)多元主體協(xié)同培養(yǎng)的教育模式

美國發(fā)展農(nóng)村校外科學(xué)教育，整合了大學(xué)、政府、社會(huì)和中小學(xué)校等多元力量，形成了多主體協(xié)同培養(yǎng)的教育模式。大學(xué)能夠及時(shí)把握科技前沿與發(fā)展動(dòng)態(tài)，為農(nóng)村中小學(xué)校發(fā)展校外科學(xué)教育提供理念引領(lǐng)與技術(shù)支持。一方面，農(nóng)村中小學(xué)生可以在課余時(shí)間走進(jìn)高校，參觀科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、聆聽科學(xué)前沿講座，這些活動(dòng)不僅有利于開拓學(xué)生的科學(xué)視野，還能夠培養(yǎng)其未來從事科學(xué)事業(yè)的興趣；另一方面，大學(xué)可以為農(nóng)村中小學(xué)的師資培訓(xùn)提供科學(xué)指導(dǎo)。政府是國家的領(lǐng)導(dǎo)者，各級(jí)政府能夠?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)發(fā)展校外科學(xué)教育提供政策支持、行政資源和資金保障。社會(huì)力量也是發(fā)展農(nóng)村校外科學(xué)教育不可缺少的重要組成部分，美國大部分農(nóng)村校外科學(xué)教育活動(dòng)的資金不僅依靠政府，還依賴于私人基金的捐贈(zèng)。同時(shí)，美國農(nóng)村校外教育的組織主體不僅包括科學(xué)教師，還包括從社會(huì)上招募的志愿者，如家長(zhǎng)、大學(xué)生、高校教師、政府職員等等。

當(dāng)前，我國農(nóng)村大部分地區(qū)的校外科學(xué)教育仍主要依靠中小學(xué)科學(xué)教師，這種模式具有極大的局限性，應(yīng)將大學(xué)、政府、社會(huì)、中小學(xué)等多元主體相結(jié)合，多種培養(yǎng)模式相結(jié)合，拓展大學(xué)的辦學(xué)空間，突出政府的服務(wù)職能，發(fā)揮志愿者的社會(huì)效應(yīng)，走出孤立單一的教育模式，構(gòu)建開放融合與互動(dòng)發(fā)展的教育新模式[22]。

2.遠(yuǎn)程教育應(yīng)適應(yīng)農(nóng)村學(xué)校的教學(xué)需求

美國的遠(yuǎn)程教育能夠?yàn)檗r(nóng)村學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的校外教育資源，有利于促進(jìn)城鄉(xiāng)基礎(chǔ)教育的均衡發(fā)展?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程教育彌補(bǔ)了距離給面授帶來的不便，創(chuàng)新了教育組織模式和教學(xué)模式，為農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展科學(xué)教育帶來了重要的改變，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新型教育體系，也為學(xué)生和授課教師的交流搭建了平臺(tái)。也就是說，遠(yuǎn)程教育的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源可以覆蓋更廣的范圍，為美國偏遠(yuǎn)農(nóng)村的學(xué)生提供了學(xué)習(xí)和交流科學(xué)的機(jī)會(huì)。此外，遠(yuǎn)程教育課程的內(nèi)容以鄉(xiāng)土文化為背景，符合農(nóng)村學(xué)生的認(rèn)知需求。

美國遠(yuǎn)程教育顯現(xiàn)出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，對(duì)提升我國農(nóng)村科學(xué)教育質(zhì)量具有重要的借鑒意義。當(dāng)前我國的遠(yuǎn)程教育存在一些問題，一方面，遠(yuǎn)程教育的相關(guān)服務(wù)不夠完善，農(nóng)村學(xué)生缺少與授課教師交流的機(jī)會(huì)與平臺(tái)；另一方面，針對(duì)中小學(xué)生開發(fā)的遠(yuǎn)程教育資源具有較重的城市化痕跡，其目標(biāo)主體仍然以城市學(xué)生為主，難以滿足農(nóng)村學(xué)生的認(rèn)知需求?；诿绹慕?jīng)驗(yàn)，我國應(yīng)該進(jìn)一步開發(fā)遠(yuǎn)程教育的交流功能，改變過去單一講授型的教育方式，并鼓勵(lì)企業(yè)開發(fā)符合農(nóng)村中小學(xué)生認(rèn)知需求的遠(yuǎn)程科學(xué)教育資源。

3.依托外部資源開展科技活動(dòng)

在美國，暑期科技夏令營的活動(dòng)形式多樣，更有針對(duì)農(nóng)村學(xué)生舉辦的科技夏令營活動(dòng)。依托外部資源，學(xué)生可以走進(jìn)高校，親自體驗(yàn)科學(xué)研究和科研人員的生活，這類活動(dòng)極大地激發(fā)了農(nóng)村學(xué)生接受高等教育的興趣和愿望。同類活動(dòng)在我國城市的一些學(xué)校已經(jīng)開始逐漸萌發(fā)，但是在農(nóng)村學(xué)校中仍然十分稀少，不利于擴(kuò)展和培養(yǎng)農(nóng)村青少年的科學(xué)視野和從事科學(xué)事業(yè)的熱情。

在我國農(nóng)村地區(qū)開展科技活動(dòng)，不能只依靠學(xué)校內(nèi)部的資源，還應(yīng)依托外部資源。因地制宜、因時(shí)制宜，拓展校外科技活動(dòng)空間，充分開發(fā)和利用校外的各種科學(xué)教育資源，包括區(qū)域資源、高校資源、家庭資源等。

4.挖掘基于鄉(xiāng)土文化的科學(xué)學(xué)習(xí)素材

和美國城市青少年相比，美國農(nóng)村青少年參觀科技館、博物館和文化館等青少年活動(dòng)中心的機(jī)會(huì)雖然少，但卻可以接觸到最天然的科學(xué)素材。農(nóng)村地區(qū)自然地理特征的多樣性蘊(yùn)含著天然的學(xué)習(xí)素材，從花、草、樹中體現(xiàn)的生態(tài)學(xué)，到魚、鳥、蟲中體現(xiàn)的動(dòng)物學(xué)，再到摩擦、平衡、簡(jiǎn)單機(jī)械中體現(xiàn)的物理學(xué)，農(nóng)村地區(qū)為生活在其中的青少年們提供了獨(dú)特而直觀的科學(xué)學(xué)習(xí)素材。美國的校外科學(xué)教育活動(dòng)非常關(guān)注農(nóng)村背景所提供的學(xué)習(xí)素材，將鄉(xiāng)土文化融入科學(xué)教育，充分利用當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土資源設(shè)計(jì)STEM 活動(dòng)，幫助農(nóng)村學(xué)生利用課外時(shí)間學(xué)習(xí)基于鄉(xiāng)土文化背景的科學(xué)與工程知識(shí)。

當(dāng)前我國的農(nóng)村教育鮮少與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和文化產(chǎn)生聯(lián)系。農(nóng)村教育的城市化傾向使得農(nóng)村基礎(chǔ)教育失去了鄉(xiāng)土文化的特色，農(nóng)村教育與城市教育的過度同質(zhì)化并不一定有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)科學(xué)教育的目標(biāo)。

青少年是國家的未來和民族的希望。農(nóng)村青少年的成長(zhǎng)關(guān)系到未來中國新農(nóng)村的建設(shè)和發(fā)展。提升農(nóng)村學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，僅僅依靠農(nóng)村學(xué)校薄弱的正規(guī)科學(xué)教育顯然難以完成。因此，我國可以借鑒美國的做法，構(gòu)建大學(xué)-政府-社會(huì)-中小學(xué)多元主體協(xié)同培養(yǎng)的教育模式，注重遠(yuǎn)程教育，依托外部資源，結(jié)合鄉(xiāng)土文化中的科學(xué)素材，充分發(fā)揮校外科學(xué)教育在提升農(nóng)村科學(xué)教育質(zhì)量上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。