理念與思路的突破:從“館校結合”到各類教育項目
——“科普場館科學教育項目展評/培育”帶來的啟示①

朱幼文

近10年來，筆者通過主持或參與研究課題、審讀論文和教案、參與部分教育項目的研討和開發(fā)，目睹了各地科技博物館教育活動的快速發(fā)展與設計水平的巨大進步。10年前，科技博物館教育項目與其它博物館基本是同一水平，到今天已處于明顯領先地位。其中重要原因之一，是“科技場館科學教育項目展評”“科技場館科學教育項目培育”(1)朱幼文：中國科學技術館研究員；研究方向：科技博物館理論，展覽設計，教育活動設計；通訊地址：北京市朝陽區(qū)北辰東路5號中國科技館；郵編：100012；Email：zhuyouwen1987@sina.com.(以下簡稱“展評”“培育”)在激勵各地科技博物館開發(fā)教育項目、引領和推廣先進設計理念與思路、培育設計能力等方面發(fā)揮的重要作用。

本文聚焦于“展評”“培育”的發(fā)展過程及其優(yōu)秀案例，分析其在教育項目設計理念和思路上的亮點，揭示其提升項目設計能力與水平方面的作用，并展望今后的發(fā)展方向。

一、 “展評”“培育”引發(fā)教育理念、設計思路變化

十幾年前，許多科技博物館還在爭論展廳里要不要開展教育活動、應開展什么樣的教育活動，而業(yè)界內外對某些科技博物館“重展輕教”“以展代教”“有展無教”的現象多有詬病。2006年6月，中國科學技術協會、教育部、中央精神文明建設指導委員會辦公室聯合發(fā)布《關于開展“科技館活動進校園”工作的通知》(科協發(fā)青字[2006]35號)，這是我國國家部委發(fā)布的第一個關于“館校結合”的正式文件(2)“科技館活動進校園”即指科普場館(主要是科技類博物館，以及部分其它青少年校外科技教育機構)的“館校結合”。。同年8月，中國科協青少年科技中心啟動了“科技館活動進校園”的試點工作。

經過5年的試點并產生一批成熟項目之后，2012年中國科協青少年科技中心聯合中國自然科學博物館協會(3)2019年改名為中國自然科學博物館學會。、中國科技館等機構舉辦首屆“展評”，第二年又開展了“培育”。此后，逢雙數年“展評”，逢單數年“培育”。截止2020年底，已舉辦了5屆“展評”、4屆“培育”。

在“展評”“培育”初期，許多科技博物館尚不明確如何與學校教育相結合，學校參與“館校結合”積極性不高，普遍依賴政府文件強制學校來博物館，項目的總體水平更與今天不可同日而語。

(一) 理念與思路突破之一：對接《課標》，“合”而不同

所謂“培育”，既包括項目的申報、評審、中期檢查，也包括項目的設計、實施和項目團隊的培訓、交流。在2015年第二屆“培育”期間，重慶科技館、上海自然博物館、遼寧科技館、紹興科技館經過多年的實踐探索與研究，發(fā)現對接中小學科學、物理、化學、自然等科目的《課程標準》(以下簡稱《課標》)開發(fā)和實施“館校結合”項目，是與學校教學相結合、有效吸引學校參與的突破點。他們以不同表述方式提出了“對接《課標》、‘合’而不同”的“館校結合”理念[1-5]。所謂“合”，就是要吻合《課標》的教學目標、教學內容、教育理念，以滿足學校需求；所謂“不同”，則是要區(qū)別于課堂教學，堅持科技博物館的資源優(yōu)勢與教育特征[1]。如重慶科技館，2015年9月推出5個系列的85門課程，既對接了學校教學內容，又具有科技館鮮明特色，一舉扭轉了以往各地普遍存在的“館求?！本置?，廣受師生的歡迎，學校排隊預約，館方應接不暇，并因此在2016年第三屆“展評”中榮獲唯一的“特別獎”。

中國科協青少年科技中心敏銳地發(fā)現了這一突破，迅速組織研究課題，并依據研究成果在2017年修訂了《科普場館科學教育項目設計方案登記表》《科普場館科學教育項目評審標準》(以下簡稱《設計方案》《評審標準》)。在這兩個文件中，從“項目研發(fā)背景與目標”“項目設計概述”到“教學目標”“教學內容”，均要求與《課標》對接；在“活動形式與場館特色”的評審標準中則強調要“充分利用場館展教資源和社會資源，發(fā)揮科技博物館教育理念、特征與活動形式特長，與學校課堂教學形成互補”[2]。

如果說“對接《課標》、‘合’而不同”是“館校結合”的理念，《設計方案》《評審標準》則將其轉化為項目的設計思路與價值觀，并具有很強的操作性?！对O計方案》《評審標準》實施后，80%以上的“展評”“培育”項目關注了對接《課標》，明顯突出了科技博物館特色，提升了設計水平。上海師范大學課題組曾對2018年第四屆“展評”項目進行了調研分析，發(fā)現“對接《課標》”和“展品資源利用度”是“館校結合”項目的重要特點和設計要素[3]。而在《自然科學博物館研究》雜志收到的投稿中，有80多篇論文研究和運用《課標》、科技博物館特色資源。

(二) 理念與思路突破之二：引進教育學理論與方法

對接《課標》，首先要研究《課標》?！墩n標》的教學內容、教學目標、教育理念、教學方式，均包含著深刻的教育學理論與方法內涵。而分析和發(fā)揮科技博物館自身資源優(yōu)勢與教育特征，同樣離不開教育學的理論和方法。不論是教育界，還是科技博物館，很早就有人提倡建構主義理論、認知理論和體驗式學習、探究式學習等教學法。但在科技博物館的實踐中，如何引導觀眾通過體驗、探究實現科學認知、知識建構，而不是通過講解和說教來灌輸碎片化的知識，一直是理論與實踐的雙重難題。

2016年第三屆“展評”，合肥科技館“展無止境”系列活動獲得二等獎，但該項目的重要意義后來才被逐漸認識。該項目在“離心現象”展品輔導中，將質量、轉速、半徑三個要素及其科學現象分解開來，采用控制變量的方式(保持其中兩個要素不變，改變另一個要素)，引導觀眾分四步進行對比體驗，從而在未講解原理的情況下實現了科學認知，在展品輔導中真正實現了體驗式學習、探究式學習。這一教學設計后來被歸納總結為“分解-體驗-認知”模式[4]。第三屆“展評”榮獲一等獎的上海自然博物館“鳥類是如何適應飛行的?”項目，也是最早成功運用體驗式、探究式教學法的代表之一[5]。

2017年發(fā)布的《設計方案》《評審標準》對于學情分析、多維教學目標、核心概念、教學策略、情境導入等提出了明確要求，這直接促使各地科技博物館要學習、了解和運用教育學的理論和方法。而在2017年“培育”過程中，又將運用教育學的理論和方法進行教學設計作為重點培訓內容。

2018年第四屆“展評”中，實施《設計方案》《評審標準》和培訓的效果初步顯現，教育學理論和方法的運用明顯增多，突出代表是獲一等獎的重慶科技館“探秘電磁”[6]、山西科技館“‘科學有曰’之激情世界杯”[7]和上海自然博物館“飛鳥探秘”系列活動[8]。前二者采用“5E教學法”，后者采用“基于實物的學習(OBL)”，且三個項目在各個教學階段還分別運用了探究式學習、體驗式學習、情境教學、情境學習等教學法。上述項目多種教學法的靈活運用，實現了良好的教學效果。

第四屆“展評”中令人驚喜的還有同時榮獲一等獎和特別獎的合肥科技館“趣味科學課之‘科學有道’”，它引進了“跨學科概念”，將科學方法、科學思想作為教學重點，而不再僅僅是傳授科學知識[9]；而上海自然博物館“飛鳥探秘”系列活動和山西科技館“‘科學有曰’之激情世界杯”，則將碎片化的知識點遷移、聚焦、上升為“學科核心概念”[12,13]。這三個項目的共同特點之一，在于其教學目標、教學內容中貫徹了“核心概念”的教育學思想。

教育學理論、方法的成功應用，標志著科技博物館“館校結合”項目又上了一個新臺階。

“對接《課標》，‘合’而不同”，解決了“館校結合”項目對于學校吸引力的問題，科技博物館不再單純依賴政府文件的強制要求，使“館校結合”真正具有了生命力；引進教育學的理論和方法，使“對接《課標》，‘合’而不同”更有靈魂、更有深度，提升了“館校結合”項目的水平和教學效果。這是科技博物館“館校結合”在數量和質量上迅速走在全國各類博物館前列的重要原因之一。

二、 由“館校結合”輻射到其它教育項目

大多數“館校結合”項目本身即科技博物館教育活動項目，其成功經驗當然也適用于大多數其它教育活動。因此，“展評”“培育”帶來的理念與思路突破，迅速輻射到了科技博物館其它教育項目上。

(一) 教學設計科學化、規(guī)范化的引領

《設計方案》《評審標準》要求：要對教學對象的現有知識水平、認知能力、社會經驗、興趣等進行細致的“學情分析”；要設計具有“核心概念”的“多維教學目標”；要采用明確、具體的“教學方法”；教學各階段要制定“階段性目標”“設計意圖”“教學策略”，要有“情境導入”……這使各科技博物館從實踐中、從“展評”獲獎項目身上領悟到：這是提升項目設計水平與效果的有效途徑，可將其引入其它教育活動之中。于是，許多科技博物館將《設計方案》《評審標準》作為各種教育項目通用的教案格式和評價依據，使教學設計更加科學化、規(guī)范化，更有針對性、操作性。

(二) 教育理念、教學法、教學模式的推廣

《設計方案》《評審標準》的實施和“展評”“培育”項目的評審，促使教育項目設計者學習、采用最適宜的教育理念、教學法、教學模式。有的科技博物館直接將“展評”獲獎項目教案作為借鑒效仿的樣板，而“展評”“培育”中孵化誕生的先進模式、思路，也被迅速移植到了其它教育項目之中，并在這一過程有了新的發(fā)展和突破。

在合肥科技館“展無止境”系列活動“分解-體驗-認知”的基礎上，又發(fā)展出“對比-體驗-認知”“模擬-體驗-認知”“強化-體驗-認知”模式。合肥科技館、山西科技館在2017年第五屆全國科技館輔導員大賽中，運用“XX-體驗-認知”模式設計的展品輔導取得了引人矚目的好成績。之后，許多科技博物館在各種教育項目中采用了“XX-體驗-認知”模式，使體驗式學習、探究式學習的應用更加廣泛、更有深度、更具實際效果。

“展評”“培育”對于先進教育理念、教學法的引領、示范作用也十分明顯，許多科技博物館正是通過“展評”的獲獎項目和“培育”的培訓，了解了“基于實物的體驗式學習”“基于實踐的探究式學習”等教育理念和5E學習環(huán)、基于項目的學習、基于問題的學習、情境學習、情境教學等教學法。目前，它們已成為許多科技博物館最常用的教育理念和教學法。雖然有的科技博物館最初只是照貓畫虎地模仿，或迫于《設計方案》《評審標準》的要求而簡單地套用，但在這一過程中可逐步領會其真諦、掌握其技巧，漸入合理、有效、靈活運用的佳境。

(三) 學習、運用教育學理論和方法的引導

“展評”“培育”帶來的“教學設計科學化、規(guī)范化”和“教育理念、教學法、教學模式的推廣”，本身即具有引導教育項目設計人員學習、運用教育學理論和方法的作用，并且這些理論和方法廣泛適用于“館校結合”之外其它教育問題的研究與項目設計。自2017年以來，不論是《自然科學博物館研究》雜志，還是相關學術研討會的投稿中，均可看到越來越多的論文、教案運用了教育學理論和方法。僅在2017—2020年出版的22期《自然科學博物館研究》雜志中，就有67篇論文和教案較深程度地運用了建構主義、情境認知與學習理論、多元學習理論、探究式學習、體驗式學習等教育學理論和方法，并且與此前的博物館教育論文不同。這些論文和教案不僅普遍在理論與實踐結合上比較緊密，而且更有學術深度、更具實踐操作性、更有博物館特色，是我國博物館教育學理論建設與發(fā)展新階段的標志之一。

三、 今后的發(fā)展——進一步“對接《課標》，‘合’而不同”與引進教育思想、教學法

在看到取得重大突破的同時，還應看到不足，而最大的不足也恰恰是“對接《課標》，‘合’而不同”與教育學理論、方法研究和運用得不充分、不深入、不到位。前面列舉的優(yōu)秀案例，不論是在“展評”項目中，還是在科技博物館的其它教育項目中，都只是少數；并且還有許多沒參加“展評”“培育”的科技博物館，尚未從上述優(yōu)秀案例中直接獲得啟發(fā)。今后科技博物館教育項目水平的進一步提高，仍須從這兩個“突破點”著力，并“由點到面”“全面開花”。

(一) 關注《課標》，由知識碎片到“核心概念”

美國2013年《新一代科學教育標準》中提出了科學教育的“三個維度”，“學科核心概念”與“跨學科概念”是其中的兩個維度。美國教育學家威金斯對“學科核心概念”的解釋是：貫穿本學科的具有持久價值的概念、原理以及利于學生理解學習內容的關鍵思想，它們如同學科的主干，貫穿于學科之中，連接著學科內部知識[10]。而“跨學科概念”中的科學方法、科學精神、科學思想、科學價值觀，不僅適用于天、地、生、數、理、化、工程技術等各個學科，而且適用于個人發(fā)展、社會生活。筆者認為：“學科核心概念”如同該學科知識體系的“梁”和“柱”，“跨學科概念”則如同各學科知識體系和整體科學素養(yǎng)的“基石”，而一般知識點僅相當于學科知識體系中的“磚”。為便于敘述，本文將“學科核心概念”“跨學科概念”統(tǒng)稱為“核心概念”。

某些“館校結合”項目在設計時只關注了對接《課標》中的某些教學內容(知識點)，未能對接其教學目標與“核心概念”。在科技博物館的其它教育項目中，類似情況也不少。為此建議：一是關注各個《課標》“科學知識”課程目標中的“學科核心概念”，而2017年教育部頒布的《小學科學課程標準》提出“應幫助學生形成”的18個“主要概念”也是“學科核心概念”；二是關注《課標》“科學探究”課程目標中關于科學方法的“跨學科概念”；三是關注《課標》“科學態(tài)度”“科學、技術、社會、環(huán)境”課程目標中關于科學精神、科學思想、科學價值觀的“跨學科概念”。

上述國內外科學教育文件不約而同地強調“核心概念”，既說明其在受眾構建知識體系、形成科學素質中的重要作用，也表明了近年來國內外科學教育發(fā)展中的新趨勢、新理念。

第三、四屆“展評”獲一等獎的上海自然博物館“鳥類是如何適應飛行的?”[10]和“飛鳥探秘”系列活動[13]，雖分別著眼于鳥的軀體、翅膀、羽毛、喙、爪、鳥巢等，但均聚焦于生命科學的“學科核心概念”之一“生物體結構與功能的統(tǒng)一”。第四屆“展評”獲一等獎的山西科技館“‘科學有曰’之激情世界杯”[12]，聚焦于物質科學的“學科核心概念”之一“力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態(tài)”。第五屆“展評”獲二等獎的遼寧科技館“牛頓‘說’，末日下的奇跡年”，則生動詮釋了以實證為核心的科學認識論、方法論、價值觀這一原本比較抽象的“跨學科概念”。

(二) 將《課標》教育理念與科技博物館教育理念相結合

在美國，20世紀80年代末、90年代初發(fā)布的《2061計劃》系列文件成為后來科學教育改革的綱領性指導文件，該文件中提出要“像科學家探究科學一樣學習科學”[11]；1996年頒布的《國家科學教育標準》提出“科學探究是科學與科學學習的核心”，科學探究不僅是教學方法，也是教學內容和教學目標[12]，有人將其歸納為“以探究為核心的科學教育”理念；2013年頒布的《新一代科學教育標準》提出了科學教育的“三個維度”(科學與工程實踐、跨學科概念、學科核心概念)，教育理念發(fā)展為“基于科學與工程實踐的跨學科探究式學習”[13]。

在中國，2001年《3—6年級科學課程標準(實驗稿)》，提出“科學學習要以探究為核心”的教育理念，提及“探究”152次；2011年《初中科學課程標準》提及“探究”215次；2017年《小學科學課程標準》在倡導“探究式學習”的同時，強調科學課是“實踐性課程”“綜合性課程”，提及“探究”164次。

由此可見，“科學探究”是當代科學教育改革的主旋律，也是日臻發(fā)展完善的教育理念的核心元素。

某些科技博物館的“館校結合”項目未能真正對接《課標》的教育理念，有的文件雖寫有以“基于實物的體驗式學習”和“基于實踐的探究式學習”為教育理念，但僅停留在“穿靴戴帽”的層次，未能真正與科技博物館的展品特征、教育特征相結合，未能真正貫徹到教學的各個環(huán)節(jié)。

科技博物館最主要、最有代表性的信息載體是展品。不論是自然標本、儀器設備等實物展品，還是以實驗裝置、機械工具、自然或生活中科學現象為原型而研發(fā)的展品，均是以某種“現象”(形態(tài)、成分、反應、運動狀態(tài)等)表現其承載的科學信息，而不是以文字、語言、圖表等形式。這些展品或原型，當初都是科學家自然考察、科學研究、科學實驗、科技發(fā)明的對象、器材或產物。當初，科學家們正是通過對于這些“現象”的觀察體驗(包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等)和分析，獲得了認知，并歸納為我們今天在教科書中所看到的原理和知識。在教育學上，科學家的這些認知被稱為“直接經驗”(指通過親身實踐獲得的知識)。而科學家的研究、考察、實驗的過程就是科學探究實踐的過程[14]。

科技博物館通過展品、環(huán)境、輔助展示裝置和教育活動等的設計，使觀眾體驗和關注其中的“現象”；并可將“科學家們以科研為目的的科學探究實踐”，轉化為“觀眾以學習為目的的科學探究實踐”。比如，在著名的美國舊金山探索館中，觀眾在操作體驗許多基礎科學展品時，就如同在做一項科學實驗，由此使觀眾實現對于展品信息的認知，獲得“直接經驗”。而且這種體驗和認知，并不局限于展品的原理和知識，還有科學家在探究過程中體現的科學方法、科學思想、科學精神、科技與社會關系等信息[19]。

如果從教學信息載體、教學方式、知識屬性、教學形式等方面進行對比，就會得出科技博物館不同于學校的教育特征(見圖1)。

圖1 學校與科技博物館的教育特征對比[19]

“基于實物的體驗式學習”和“基于實踐的探究式學習”，既吻合了當代科學教育和《課標》中的先進理念，又體現了科技博物館的資源優(yōu)勢與教育特征，并與學校課堂教學明顯不同。這要求在教學設計時，要設法讓學生通過基于實物的體驗、基于實踐的探究獲得直接經驗，實現科學認知。

第四屆“展評”榮獲一等獎的鄭州科技館“T博士講科學”的教育理念是“像科學家一樣想事情、做事情”[15]，并通過教學設計，將“科學家們以科研為目的的科學探究實踐”轉化為“觀眾以學習為目的的科學探究實踐”，這實際是美國《2061計劃》文件中“像科學家探究科學一樣學習科學”教育理念的體現。而第五屆“展評”榮獲一等獎的北京自然博物館“小小研究生”科學探究暑期班，則直接以“像科學家探究科學一樣學習科學”為教育理念，其教學過程與高校研究生的科研過程極其相似，只是把科研的對象換成了博物館中的展品[16]。這兩個項目在引導學生通過探究學習科學知識的同時，也使學生們在親身實踐中感悟并運用了科學方法、科學精神、科學思想。

(三) 更充分、更靈活地學習并應用教學法

不論是實現具有“核心概念”的教學目標，還是貫徹先進的教育理念，均須通過運用教學法進行教學設計。目前某些教育項目設計文件中雖寫有一些教學法的名稱，但或仍是以講解、說教為主，或是雖有動手實驗、制作的環(huán)節(jié)，但學生們多半是機械地按照老師的“規(guī)定動作”“固定套路”去執(zhí)行，成了“操作工”“裝配工”，缺乏自主探究、自主認知，仍有灌輸式教育之嫌；有的項目運用教學法比較“生硬”，不夠嫻熟和靈活。根據“展評”優(yōu)秀項目的經驗，本文歸納了以下運用教學法的路徑。

1. 設計探究、教學流程的教學法

某些教學法具有相對固定的教學流程或環(huán)節(jié)，比如：

5E教學法——引入(Engage)→探究(Explore)→解釋(Explain)→遷移(Elaborate)→評價(Evaluate)；

基于問題的學習(Problem-based Learning, PBL)——提出問題→界定、分析問題→探究、解決問題→展示結果→評價、反饋；

基于項目的學習(Project-based Learning, PBL)——選定項目→制定計劃→活動研究→作品制作→成果交流與評估。

美國國家研究理事會主持制定了兩版國家科學教育標準。為了在學校中推廣探究式教學，2000年該理事會又推出了“課堂探究的基本特征和不同程度”(參見表1)。其中的5個基本特征，也可看作是探究式教學的內容和環(huán)節(jié)，形成了“問題→證據→解釋→評價→發(fā)表”的教學流程。

表1 課堂探究的基本特征和不同程度[17]

上述教學流程有一個共同特點：與科學研究或工程設計的工作內容及流程非常相似，從教學流程上將“科學家們以科研為目的的科學探究實踐”轉化為“觀眾以學習為目的的科學探究實踐”。上述教學流程分別適用于不同教學內容、不同教學任務、不同條件和情況下的探究式學習。如重慶科技館“探秘電磁”、山西科技館“‘科學有曰’之激情世界杯”和“樂高飛輪車與慣性”[18]等教案，均采用了5E教學法的教學流程；而科技博物館的STEM教育項目，大多采用基于項目的學習(PBL)的教學流程。

但上述教學流程不可能覆蓋所有不同的問題、項目、條件和情況，并且大多數教學法原本針對課堂教學而設計，不一定完全適用于科技博物館特殊的教學資源與條件。因此，科技博物館雖應借鑒、但不必生搬硬套某一教學流程，應根據自身的情況加以選擇和靈活運用。

上海自然博物館的“飛鳥探秘”系列活動，根據基于自然標本資源進行教學的特點，采用了“基于實物的學習”(OBL)教學模式，教學流程是“觀察→描述→提問→求證→詮釋→遷移”，兼有5E教學法和基于問題的學習(Pbl)的元素，其中的“觀察”“描述”環(huán)節(jié)，又很有“基于實物(展品)的問題制學習”的特點[13]。

第五屆“展評”榮獲一等獎的廈門科技館“魯班的工具箱”，根據STEM教育的需要與科技館展品的特點，借鑒5E教學法與基于項目的學習(PBL)，創(chuàng)造了“基于展品的項目制學習”教學模式，形成了“導入任務→觀察展品→實驗探究→設計方案→運用制作→知識遷移→成果交流”的教學流程。其中第1～3個環(huán)節(jié)，分別利用展品導入問題和任務、通過觀察展品了解榫卯的結構與原理、用展品做實驗進一步探究榫卯結構與功能的關系，既實現了項目研發(fā)所需知識的探究式學習，又在STEM教學中成功地融入了基于展品的體驗與探究，形成了具有科技館特色的STEM教學模式[19]。

“基于實物的學習”(也可稱為“基于展品的問題制學習”)“基于展品的項目制學習”教學模式，與5E教學法、基于問題的學習(PBL)、基于項目的學習(PBL)相比，一是更充分地利用了科技博物館展品資源，二是更好地適應了科技博物館的教學環(huán)境；三是豐富和優(yōu)化了科技博物館基于展品的教學模式。這體現出項目設計者對于教育學理論、方法和科技博物館資源優(yōu)勢、教育特征的深刻理解與創(chuàng)造性運用，使科技博物館中的體驗式學習、探究式學習更有自身特色、更加豐富多彩、更加靈活有效。

2. 引導體驗、認知策略的教學法

“體驗”，是近年來博物館、游樂園的常用詞匯。但與目前其它博物館、游樂園強調感受經歷、愉悅心情的“體驗”不同，科技博物館的“體驗”是出于教育目的、追求認知效果。在科技博物館中，應是基于探究式學習、體驗式學習、認知理論而設計的“體驗”。

合肥科技館“離心現象”展品輔導，將一根栓有小球的繩子作為輔助器材，設計了觀眾的四步體驗過程，在小球重量、繩子長度、轉速三個因素中，每次體驗時控制其中兩個因素不變、只改變另一個因素。雖然沒有講解原理，但觀眾經過上述體驗過程，對于導致“離心力”大小變化的規(guī)律有了準確認知。中國科技館陳闖將其歸納為“分解-體驗-認知”教學模式，并為“手蓄電池”“橢圓焦點”“最速降線”等多件科技館經典展品設計了“分解-體驗-認知”的輔導模式[9]。后來，經過更多科技博物館案例的更深入分析，現已提煉歸納出4種“XX-體驗-認知”模式：

分解-體驗-認知——將多個科學現象、因素分解出來，引導觀眾分別進行體驗，實現科學認知；

對比-體驗-認知——引導觀眾對不同因素導致的不同現象進行對比性體驗，實現科學認知；

模擬-體驗-認知——模擬科學家科學實驗、科學考察的方法與過程，引導觀眾對于關鍵科學現象進行體驗，實現科學認知；

強化-體驗-認知——把原本不顯著的關鍵科學現象強化出來，引導觀眾進行體驗，實現科學認知[20]。

上述幾種“XX-體驗-認知”模式，經?；旌线\用；或某一“體驗-認知”過程的設計，可以兼用兩種以上“XX-體驗-認知”模式。比如“離心現象”展品輔導，就同時運用了“分解-體驗-認知”和“對比-體驗-認知”。

須強調的是：“XX-體驗”的根本目的是為了“認知”，即科學教育需要的是可以引導探究、認知、獲得直接經驗的 “XX-體驗”，不是為了“體驗”而體驗。在“XX-體驗-認知”的設計中，首先要分析、找到其中的關鍵知識點、現象、過程和環(huán)節(jié)，再設計出可以讓觀眾直接感知上述關鍵知識點、現象、過程和環(huán)節(jié)的體驗方法，從而實現科學認知[25]。游樂園中的過山車和電子游戲廳中的游藝機，科學性、知識性、趣味性、體驗性皆有，但為什么體驗過后并未實現對于科學知識的理解？就是因為它沒有“XX-體驗-認知”的設計，未能營造具有認知意義的有效體驗。

教育學中的多感官學習教學法，原本是強調通過接收視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動等多感官的信息進行學習；科技博物館則更強調通過“基于實物的多感官體驗”、獲得直接經驗來實現多感官學習。在上述“XX-體驗-認知”模式中，均包含“基于實物的多感官體驗”成份。

3. 營造探究、學習情境的教學法

在科技博物館教學過程中經常運用“情境教學法”(Situational Approach)，通過講故事、做游戲、猜謎語、角色扮演、觀看影視或戲劇等方法，引發(fā)好奇、疑問、驚異等情感，激發(fā)學習和探究欲望，以營造有利于受眾進入學習進程的心理狀態(tài)。教學實踐中經常出現的一個誤區(qū)是：“為趣味性而趣味性”“為講故事而講故事”……趣味性活動形式或元素未能與教學內容、教學法有機結合，未能起到激發(fā)科學探究的興趣和情感、引導進入學習進程的作用，沒有發(fā)揮“情境創(chuàng)設/情境導入”應有的作用。

上海自然博物館“飛鳥探秘”系列活動的“千足百喙覓真兇”教案中，以講故事+角色扮演的方式創(chuàng)設“問題+任務情境”。鳥食倉庫發(fā)生失竊案，現場留下了一些作案的痕跡。假如你是一名偵探，如何根據被竊食物種類(是肉類還是植物類？如是肉類，是哺乳動物、昆蟲還是鳥禽、魚蝦？如是植物，是樹葉、草葉還是堅果、草籽？)、現場留下的喙印和爪印等線索來偵破案情？上述故事情節(jié)中設計了所要學習、運用的科學知識(生物體結構與功能、習性的關系)和將要探究的線索與方法。

重慶科技館的“探秘電磁”，首先進行“電池小火車”實驗：在沒有動力驅動的情況下，一個電池與磁鐵的組合體在銅絲纏繞的“隧道”中像小火車一樣跑了起來。這是一個讓觀眾感到違背常識的現象，“這是怎么回事？”強烈的好奇心和探究欲望被激發(fā)出來。輔導員進一步做實驗：單獨放入磁鐵或者電池，“小火車”不會運行；但當二者組合放入“隧道”，“小火車”便會自動運行起來，“這又是為什么？”這是一個利用“認知沖突”創(chuàng)設的“問題情境”，問題中蘊含著電與磁的關系，電池、磁鐵分與合的不同現象又引導著觀眾通過對比觀察進行探究[11]。

山西科技館的“‘科學有曰’之激情世界杯”，首先讓觀眾踢球，要求把球繞過障礙射入球門，幾乎所有觀眾都失敗了；然后播放2018年足球世界杯錄像，看C羅等著名運動員如何踢出“香蕉球”“落葉球”的奇妙軌跡，球繞過人墻射入球門。這是通過“參與+視頻”的方法營造了一個“挑戰(zhàn)+驚奇”的“問題情境”，不僅引出教學內容“伯努利原理”“馬格努斯效應”“力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態(tài)”，并為下一步對比觀察和實驗探究的教學方法做了鋪墊[12]。

第四屆“展評”榮獲一等獎的黑龍江科技館“讓運動無所不‘能’——探尋碰撞中的科學”，展品變身“暗箱”，增加神秘感，創(chuàng)設“懸念情境”，導出問題，激發(fā)頭腦風暴，將學生的好奇心和注意力轉化為對“暗箱”中機械裝置的探究[11]。

上述教案所創(chuàng)設的情境，均實現了教學內容、教學法與趣味性元素“三位一體”的有機融合。

“情境學習”(Situated learning)的核心是營造一個為觀眾進行探究式學習的“實踐場”，使所學的知識或技能“在哪里用，就在哪里學”。

北京自然博物館“小小研究生”科學探究暑期班，中小學生就像高校生命科學專業(yè)研究生一樣，以“前期鋪墊、引出問題→制定研究方案→觀察記錄→整理數據、分析討論→撰寫論文、分享交流”的流程，針對館內的海洋動物開展課題研究，在研究的實踐過程中學習運用科學知識、科學方法和科學思想。這一“小小研究生”的“情境”，營造了“在哪里用，就在哪里學”的“科學探究實踐場”[21]。

上海自然博物館“飛鳥探秘”系列活動中的“天生建筑師”活動教案，假定學生是一名建筑設計師[13]，“候鳥的新衣”假定學生是一個裁縫，“千足百喙覓真兇”假定學生是一個偵探……這種“角色扮演”與科學家進行科學探究異曲同工。特別是后者，現場觀察、推理分析、偵察尋證的過程與科學家的科學探究過程極其相似。這種“角色扮演+在哪里用就在哪里學”，其實是“情境教學+情境學習”的綜合運用。

科技博物館教育活動，須比學校課堂具有更強的趣味性，教學內容、教學法與趣味性有機融合的“情境創(chuàng)設/情境導入”，是必不可少的教學策略，用好“情境教學法”和“情境學習法”，可事半功倍。

4. 多種教學法的綜合運用

上述各種教學法，有的特征表現為教學流程，有的關注感知、認知的過程與方法，有的側重于營造教學的情境……前述之優(yōu)秀項目，在不同情況下、不同環(huán)節(jié)中、為達成不同的教學效果，靈活地綜合運用了多種教學法，體現了較高的教學設計水平。

表2 部分“展評”獲獎項目中多種教學法的應用[11-13,24]

四、 結語

自《全民科學素質行動計劃綱要》頒布以來，各級政府高度關注公民科學素質建設，并重視科技博物館在其中的作用；中國科協、中國自然科學博物館學會等行業(yè)領導機構的大力引導與推動科技博物館開展教育活動；越來越多的科技博物館重視并積極開發(fā)教育活動；社會公眾對科技博物館科學教育的需求越來越旺盛。正是在上述社會背景和業(yè)界內外需求的共同作用下，“展評”“培育”得以誕生和發(fā)展。

“對接《課標》，‘合’而不同”，引進教育學理論與方法，既是我國科技博物館教育項目取得長足進步的兩個重要原因和顯著標志，也是今后進一步提高設計水平、增強教育效果的途徑與思路，甚至對科技博物館的展覽設計也具有借鑒和啟發(fā)意義。

一個優(yōu)秀的科技博物館教育項目，須有明確的教學對象并分析了解其認知能力、認知水平，須制定具有“核心概念”的多維教學目標并圍繞其設計教學內容，須有清晰的教育理念并通過具體的教學法將其落實于教學過程，須為之設計可實現有效科學認知的體驗、探究環(huán)節(jié)，須營造可激發(fā)學習興趣并有利于體驗、探究的“情境”……“館校結合”項目的對象是年齡層次最為集中和認知能力、認知水平最為明確的群體，其學情分析較之年齡、文化程度、職業(yè)背景復雜的普通觀眾群體更為簡單，教學目標、教學內容、教學法、教學過程、教學環(huán)節(jié)與“情境”等教學設計，也具有更易操作的基礎。因此，科技博物館教育團隊由“館校結合”項目入手，學習掌握了教學設計的方法和技巧之后，再面對更為多樣化的其他觀眾群體，就多了幾分“底氣”。由此可見，將“館校結合”作為我國科技博物館提升教育活動能力與水平的突破口，有其內在的合理性。

感謝各地科技博物館為本文提供的優(yōu)秀案例，感謝他們?yōu)楣P者、為業(yè)界同行帶來的重要啟示。更感謝“展評”“培育”為全國同行提供了學習、交流、推廣的平臺，期待它成為著名的科普品牌工程，不僅為“館校結合”帶來新的突破，更推動科技博物館的科學教育整體邁上新的臺階。