博物館開(kāi)展科學(xué)方法教育的思考與實(shí)踐
——挖掘展品深層信息，通過(guò)探究實(shí)踐傳播科學(xué)方法①

盧君輝 趙洪濤

科學(xué)方法是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造客觀世界的實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的正確的思維方法和行為方式，是人們?cè)谘芯坎⒔鉀Q科學(xué)問(wèn)題過(guò)程中所運(yùn)用的程序、辦法和策略，是人們認(rèn)識(shí)和改造世界的有效工具[1]。中小學(xué)課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)的科學(xué)方法主要指“一般科學(xué)方法”，可分為“獲取信息的方法”和“處理信息的方法”[2]，其中“獲取信息的方法”包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法等，而“處理信息的方法”一般指“邏輯思維的方法”[3]，是將獲取的經(jīng)驗(yàn)材料信息進(jìn)行歸納、總結(jié)、抽象得到科學(xué)概念或者科學(xué)規(guī)律的方法，主要包括分類——比較法、歸納演繹法、分析綜合法、抽象概括法、類比法、理想模型法等?！耙话憧茖W(xué)方法”是本文討論的主要范圍。

本文所指的博物館，主要指以自然標(biāo)本類展品、工業(yè)技術(shù)類展品和基礎(chǔ)科學(xué)類展品為主要展示內(nèi)容的科技類博物館。

一、 博物館開(kāi)展科學(xué)方法教育的趨勢(shì)和不足

縱觀近三屆“科普?qǐng)鲳^科學(xué)教育項(xiàng)目展評(píng)(1)“科技場(chǎng)館科學(xué)教育項(xiàng)目展評(píng)”由中國(guó)科協(xié)、中國(guó)自然科學(xué)博物館學(xué)會(huì)、中國(guó)科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，在2012年、2014年、2016年、2018年、2020年分別舉辦了第一至第五屆“展評(píng)”，并從2016年第三屆起更名為“科普?qǐng)鲳^科學(xué)教育項(xiàng)目展評(píng)”?！?以下簡(jiǎn)稱“展評(píng)”)，越來(lái)越多的案例做到了基于場(chǎng)館獨(dú)有的展覽，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展基于實(shí)物的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)和基于實(shí)踐的探究式學(xué)習(xí)，在活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)接中小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[4]，尤其是“科學(xué)探究”目標(biāo)中關(guān)于“科學(xué)方法”的跨學(xué)科概念。越來(lái)越多案例的教學(xué)目標(biāo)中明確提出了“科學(xué)方法目標(biāo)”，并且活動(dòng)中或多或少、或顯性或隱性地體現(xiàn)并傳遞了各種科學(xué)方法。從第四屆“展評(píng)”開(kāi)始，獲獎(jiǎng)案例中無(wú)論是“教學(xué)目標(biāo)明確涉及科學(xué)思維和方法”的比例、“活動(dòng)內(nèi)容涉及科學(xué)思維和方法”的比例，還是“針對(duì)活動(dòng)效果開(kāi)展評(píng)估”的比例，與第三屆相比均有一個(gè)明顯的跨越式提升(見(jiàn)圖1)。這從一個(gè)側(cè)面反映了“展評(píng)”在激勵(lì)各地科技博物館開(kāi)發(fā)教育項(xiàng)目、引領(lǐng)和推廣先進(jìn)設(shè)計(jì)理念與思路、培育設(shè)計(jì)能力等方面發(fā)揮的重要作用[4]。

圖1 近三屆“展評(píng)”獲一、二等獎(jiǎng)項(xiàng)目中，教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、評(píng)估涉及科學(xué)方法的情況

從近三屆展評(píng)的71項(xiàng)獲獎(jiǎng)案例中可看出，雖然越來(lái)越多活動(dòng)的目標(biāo)和過(guò)程中涉及了科學(xué)方法，但與之構(gòu)成鮮明對(duì)比的是：僅有第四屆“展評(píng)”中的合肥科技館“科學(xué)有‘道’”系列活動(dòng)和天津師范大學(xué)的“創(chuàng)新，從這里開(kāi)始”兩個(gè)案例，做到了以科學(xué)方法為核心教學(xué)目標(biāo)，各知識(shí)點(diǎn)圍繞科學(xué)方法進(jìn)行闡釋，不僅明確點(diǎn)出，還對(duì)該方法的理解和應(yīng)用提出了有一定深度的要求，而其他絕大部分案例僅在教學(xué)過(guò)程中涉及了科學(xué)方法。雖說(shuō)“顯性傳播，且各知識(shí)點(diǎn)圍繞科學(xué)方法展開(kāi)”和“在探究學(xué)習(xí)過(guò)程中嵌入科學(xué)方法，進(jìn)行隱性傳播”兩種方式均有各自的適用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)，都是必要的傳播方式，并無(wú)優(yōu)劣之分，但兩種傳播方式在“展評(píng)”案例中的數(shù)量對(duì)比之懸殊，令人注目。

與“知識(shí)和技能”這種看得見(jiàn)摸得著的評(píng)估對(duì)象相比，科學(xué)方法因具有一定的抽象性，給實(shí)施教學(xué)效果評(píng)估帶來(lái)了一定的困難和挑戰(zhàn)。從圖一可看出，在第三屆“展評(píng)”獲獎(jiǎng)案例中，沒(méi)有任何一項(xiàng)活動(dòng)針對(duì)“科學(xué)方法”開(kāi)展評(píng)估，到了第五屆，這個(gè)比例也僅為15.6%。雖然幾乎所有的項(xiàng)目都做到了在科學(xué)探究中使用并或顯性或隱性地傳播科學(xué)方法，但針對(duì)科學(xué)方法傳播效果的評(píng)估卻嚴(yán)重滯后。博物館教育活動(dòng)對(duì)科學(xué)方法傳播效果評(píng)估重視程度不夠，使得科學(xué)方法教育目標(biāo)難以得到體現(xiàn)和落實(shí)。

二、 博物館開(kāi)展科學(xué)方法教育不足的原因

本文認(rèn)為，造成上述現(xiàn)象的主要原因，除了部分博物館教師未認(rèn)識(shí)到傳播科學(xué)方法的重要性，不重視科學(xué)方法的教育外，更值得關(guān)注和研討的是：相當(dāng)一部分博物館教師不會(huì)傳播科學(xué)方法，未掌握科學(xué)方法的教育傳播技巧。

博物館之所以“不會(huì)”傳播科學(xué)方法，主要在于許多博物館活動(dòng)策劃設(shè)計(jì)者沒(méi)有搞清楚“有沒(méi)有”“怎么找”“怎么教”這三個(gè)問(wèn)題。

(一) “有沒(méi)有”——展品中是否蘊(yùn)藏著科學(xué)方法的內(nèi)涵，它是以什么形式存在于展品之中？

博物館區(qū)別于其他傳播和教育機(jī)構(gòu)的重要特點(diǎn)，是擁有展品這一最主要、最有代表性的教育資源[5]。博物館的展品，或是科學(xué)家科學(xué)探究的對(duì)象(如自然標(biāo)本、自然現(xiàn)象)，或是科學(xué)探究使用的工具(如實(shí)驗(yàn)器材、材料)，或是其科學(xué)探究的成果(如機(jī)械設(shè)備等發(fā)明)，或是以上述科學(xué)探究對(duì)象、工具、成果為原型轉(zhuǎn)化而來(lái)的展品(如科技館的互動(dòng)體驗(yàn)展品)。展品真正的價(jià)值在于它所承載的信息，博物館的任務(wù)就是研究、揭示并向公眾詮釋、傳播這些信息[5]。

展品承載的信息可分為三個(gè)層次(見(jiàn)表1)，其中第二層信息對(duì)應(yīng)的是科學(xué)家開(kāi)展探究、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或技術(shù)發(fā)明的過(guò)程，探究的過(guò)程可概括為提出問(wèn)題→猜想或假設(shè)→制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)→分析與論證→評(píng)估→交流與合作七個(gè)要素，探究過(guò)程貫穿運(yùn)用了豐富的科學(xué)方法、體現(xiàn)蘊(yùn)含了科學(xué)思想和科學(xué)精神，如提出問(wèn)題的方法、猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)方法、控制變量法、數(shù)據(jù)處理方法、分析法，等等[6]。其他兩個(gè)層面的信息也與第二層緊密相關(guān)，第一層信息對(duì)應(yīng)探究的結(jié)果，第三層信息對(duì)應(yīng)探究的應(yīng)用、影響?？梢?jiàn)，博物館展品普遍蘊(yùn)含豐富的科學(xué)方法內(nèi)涵，通過(guò)科學(xué)探究的過(guò)程、結(jié)果、應(yīng)用和影響等層面體現(xiàn)出來(lái)，可作為設(shè)計(jì)開(kāi)展教育活動(dòng)的“原材料”進(jìn)行挖掘利用。

表1 自然標(biāo)本類、工業(yè)技術(shù)類、基礎(chǔ)科學(xué)類展品所承載的信息[7]

(二) “怎么找”——如何發(fā)掘、發(fā)現(xiàn)展品背后的科學(xué)方法信息？

“科學(xué)探究”與“科學(xué)方法”有著密切的天然聯(lián)系，科學(xué)家的探究過(guò)程可概括為提出問(wèn)題、作出假設(shè)、搜集證據(jù)、解釋并得出結(jié)論、發(fā)表交流等關(guān)鍵步驟，其中“搜集證據(jù)、解釋并得出結(jié)論”是探究過(guò)程中必不可少的核心環(huán)節(jié)，“搜集證據(jù)”必然用到“觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查”等“獲取經(jīng)驗(yàn)材料的科學(xué)方法”，而“解釋并得出結(jié)論”必然會(huì)用到如歸納演繹、抽象概括等“處理信息的科學(xué)方法”，甚至有時(shí)“靈感、頓悟”等非邏輯思維方法也會(huì)起到作用?？茖W(xué)方法是開(kāi)展科學(xué)探究的工具手段，科學(xué)家開(kāi)展探究的過(guò)程必然伴隨著科學(xué)方法的運(yùn)用。

發(fā)掘展品背后的科學(xué)方法信息，這需要活動(dòng)設(shè)計(jì)者將關(guān)注點(diǎn)從“知識(shí)是什么”轉(zhuǎn)向“知識(shí)是怎么來(lái)的”，在策劃時(shí)開(kāi)展一定的文獻(xiàn)研究，尤其是科學(xué)史的研究，通過(guò)研究不僅可發(fā)現(xiàn)展品背后的科學(xué)方法信息，還可發(fā)現(xiàn)科學(xué)家科學(xué)探究的過(guò)程、做過(guò)的考察與實(shí)驗(yàn)、思維的方法、使用的工具、假象與彎路、挫折與困惑等信息，這既為教育活動(dòng)中的考察、實(shí)驗(yàn)、場(chǎng)景提供了參考，還有生動(dòng)的人物和故事，為教育活動(dòng)的探究實(shí)踐、情境與趣味性設(shè)計(jì)提供了素材。

(三) “怎么教”——如何利用展品有效開(kāi)展科學(xué)方法教育，避免口號(hào)式的說(shuō)教灌輸？

相對(duì)于有物理形態(tài)和視覺(jué)形象的展品、科學(xué)現(xiàn)象而言，科學(xué)方法是無(wú)形且抽象的，無(wú)法被直接觀察到，如果采用傳統(tǒng)的說(shuō)教、灌輸?shù)慕虒W(xué)方式，學(xué)生難以真正理解和掌握；而從科學(xué)探究實(shí)踐中體驗(yàn)和學(xué)習(xí)科學(xué)方法，就有效克服了這一弊病。

學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程與科學(xué)家發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程具有相似性，依據(jù)“教育重演理論”，即在學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中重演人類探索科學(xué)的過(guò)程。教學(xué)中，把科學(xué)家探索世界的原過(guò)程，經(jīng)過(guò)必要的剪輯，讓學(xué)生置身于發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)家探索發(fā)現(xiàn)真理的過(guò)程，了解科學(xué)探究的一般程序，可以使學(xué)生更全面、系統(tǒng)地領(lǐng)略到科學(xué)家的科學(xué)方法，引起學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的興趣。

科學(xué)方法的學(xué)習(xí)與內(nèi)化往往伴隨在問(wèn)題解決的過(guò)程中，博物館可以從豐富的展品出發(fā)，深入挖掘背后蘊(yùn)含的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家探索科學(xué)那樣學(xué)習(xí)科學(xué)，體驗(yàn)科學(xué)家在開(kāi)展研究時(shí)是如何運(yùn)用并創(chuàng)新科學(xué)方法，讓學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)問(wèn)題解決的過(guò)程(見(jiàn)圖2)，建構(gòu)知識(shí)，最終獲得思維能力。在問(wèn)題解決后，回顧或反思解決問(wèn)題的方法，學(xué)生才會(huì)對(duì)方法有一個(gè)深入的理解。當(dāng)某個(gè)方法用得多了，就會(huì)改變?nèi)藗兊乃季S習(xí)慣。

圖2 基于真實(shí)問(wèn)題開(kāi)展探究步驟示意圖[8]

綜上所述，在博物館教育活動(dòng)的策劃和設(shè)計(jì)中，充分發(fā)掘展品背后的科學(xué)探究實(shí)踐信息，將科學(xué)家以科研為目的的科學(xué)研究實(shí)踐，轉(zhuǎn)化為觀眾以學(xué)習(xí)為目的的科學(xué)探究實(shí)踐，在科學(xué)探究實(shí)踐中學(xué)習(xí)科學(xué)方法、獲得直接經(jīng)驗(yàn)[5]，這正是博物館開(kāi)展科學(xué)方法教育的價(jià)值和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)所在。

只有讓公眾深入?yún)⑴c科學(xué)探究實(shí)踐，公眾才能真正理解和掌握參與科學(xué)所必須的科學(xué)方法、科學(xué)思想和科學(xué)精神，具備真正參與科學(xué)的能力，將科學(xué)傳播從以前的“科學(xué)普及”和“公眾理解科學(xué)”階段，推向“公眾參與科學(xué)”階段。

三、 案例分析與思考

本文將借助“魚(yú)的體型與環(huán)境”活動(dòng)案例來(lái)闡述如何在博物館發(fā)掘展品背后的科學(xué)探究實(shí)踐信息，并通過(guò)科學(xué)探究實(shí)踐傳播科學(xué)方法。

(一) 教學(xué)模式及科學(xué)方法分析

該案例是北京自然博物館基于展廳資源的眾多實(shí)踐探究課程之一，活動(dòng)針對(duì)小學(xué)中、高年級(jí)學(xué)生，依托水生生物館活體展品，通過(guò)“引入→三輪探究→遷移應(yīng)用→總結(jié)升華”等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)探究中逐一回答“魚(yú)最常見(jiàn)的體型是什么”“為什么多數(shù)魚(yú)類是紡錘型的”“除了紡錘型還有哪些其他體型”“為什么會(huì)長(zhǎng)成這些各異的體型”等幾個(gè)環(huán)環(huán)相扣、上下承接的問(wèn)題，最終得出“形態(tài)結(jié)構(gòu)與其生存環(huán)境和生活習(xí)性相適應(yīng)”的學(xué)科核心概念，并基于此概念推理各種長(zhǎng)相怪異的魚(yú)對(duì)應(yīng)哪些環(huán)境和習(xí)性。在探究的過(guò)程中多次穿插運(yùn)用觀察記錄、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、比較分類、歸納演繹、分析綜合、抽象概括、模型法等科學(xué)方法來(lái)獲取并處理信息，得出結(jié)論(見(jiàn)表2)。

表2 “魚(yú)的體型與環(huán)境” 課程主要內(nèi)容及科學(xué)方法分析

活動(dòng)并未拘泥于常見(jiàn)的教學(xué)模式，如“5E”“PBL”等，而是采用“穿糖葫蘆”的模式，通過(guò)一連串緊密相連、逐步深入的問(wèn)題引發(fā)一輪又一輪的探究活動(dòng)，每次問(wèn)題的結(jié)論同時(shí)又是下一個(gè)問(wèn)題的開(kāi)始，依據(jù)每次問(wèn)題不同，或進(jìn)入展廳觀察、或動(dòng)手開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，在探究的過(guò)程中反復(fù)運(yùn)用、操練各種科學(xué)方法。

(二) 設(shè)計(jì)思路和理念分析

1. “怎么找”——研究“知識(shí)是怎么來(lái)的”

通過(guò)研究科學(xué)史料發(fā)現(xiàn)，歷代魚(yú)類學(xué)家開(kāi)展了野外科考、深海探測(cè)、樣本采集、走訪調(diào)查等大量工作，將搜集得到的海量魚(yú)類活體、標(biāo)本、影像、文字記載等資料進(jìn)行匯總歸納，將豐富多樣的魚(yú)類體型，按特征大致歸為幾類，并且自然地對(duì)“魚(yú)為什么會(huì)長(zhǎng)成這樣”提出疑問(wèn)并繼續(xù)展開(kāi)探索，結(jié)合各種體型魚(yú)類的生活環(huán)境資料，匯總歸納發(fā)現(xiàn)二者之間有著密切的關(guān)系，得出體型與環(huán)境相適應(yīng)的假設(shè)，并且又經(jīng)歷了無(wú)數(shù)魚(yú)類學(xué)家的補(bǔ)充、調(diào)整、證明或證偽方才形成現(xiàn)今的共識(shí)。這個(gè)科學(xué)研究的過(guò)程運(yùn)用了觀察法、調(diào)查法、對(duì)比分類法、歸納法、抽象法、理想模型法等多種科學(xué)方法，這些科學(xué)方法連同研究過(guò)程中運(yùn)用的科學(xué)思維和體現(xiàn)的科學(xué)思想、科學(xué)精神，就是可供教育活動(dòng)策劃者利用的原始材料。

2. “怎么教”——像科學(xué)家探究科學(xué)一樣學(xué)習(xí)科學(xué)

雖然這些知識(shí)本身早已被歷代魚(yú)類學(xué)家研究透徹，成為魚(yú)類學(xué)最基礎(chǔ)的入門(mén)知識(shí)，不再具備科學(xué)探索的前瞻性和先進(jìn)性，但依舊不妨礙博物館科學(xué)教師將其轉(zhuǎn)化成為學(xué)生的探究活動(dòng)。因?yàn)閷?duì)于適宜年齡段的學(xué)生自身來(lái)說(shuō)，這些知識(shí)仍是有待探索的未知領(lǐng)域，他們可以在教師創(chuàng)設(shè)的情境之中，基于自身有限的經(jīng)驗(yàn)和觀察提出假設(shè)，模仿當(dāng)年科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)方法開(kāi)展探索的步驟和思路，簡(jiǎn)約地重演科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，獲得直接經(jīng)驗(yàn)，在此過(guò)程中接觸、理解、反復(fù)操練進(jìn)而掌握各種科學(xué)方法。本活動(dòng)中，學(xué)生研究的對(duì)象是博物館的活體魚(yú)類、標(biāo)本、展板等，學(xué)生通過(guò)分析經(jīng)過(guò)匯總、整理、凝練的材料，簡(jiǎn)約地還原魚(yú)類學(xué)家將各種魚(yú)類對(duì)比分類，抽象、歸納成幾種主要體型類別，并與其生活環(huán)境相聯(lián)系，歸納得出“體型與環(huán)境相適應(yīng)”的探究結(jié)論，達(dá)成體現(xiàn)核心概念的教學(xué)目標(biāo)。

如文章開(kāi)頭所述，本文將科學(xué)方法分為“獲取信息的方法”和“處理信息的方法”，在該案例中，每次探究實(shí)踐均通過(guò)“獲取信息的方法”(如觀察法、實(shí)驗(yàn)法)來(lái)獲取經(jīng)驗(yàn)材料信息(見(jiàn)圖3)，再通過(guò)“處理信息的方法”(如抽象概括法、模型法)來(lái)得出結(jié)論。其中觀察法和抽象概括法分別在“引入”和“第二、三輪探究實(shí)踐”中三次用到，我們便以這兩種科學(xué)方法在案例中的應(yīng)用展開(kāi)討論。

圖3 活動(dòng)構(gòu)架與活動(dòng)中運(yùn)用科學(xué)方法示意圖

(1) 觀察法的運(yùn)用

課程中有三個(gè)環(huán)節(jié)使用了觀察法，但教學(xué)的要求各不相同。引入環(huán)節(jié)中的觀察是學(xué)生最原始的觀察能力，這個(gè)環(huán)節(jié)并沒(méi)有教師過(guò)多的指導(dǎo)，而是讓學(xué)生帶著非常聚焦的問(wèn)題(魚(yú)最常見(jiàn)的體型是什么？)進(jìn)行自我獨(dú)立的觀察和思考；在第二輪探究實(shí)踐中使用的觀察法，是讓學(xué)生圍繞外形特征對(duì)多個(gè)生物個(gè)體進(jìn)行觀察，小組討論進(jìn)行對(duì)比和分類，還要求說(shuō)明依據(jù)的理由并舉出典型例子；在第三輪探究實(shí)踐中的觀察不僅基于問(wèn)題，還要基于學(xué)生自己提出的猜想和假設(shè)，要求學(xué)生的觀察要能找出證明假設(shè)的事實(shí)。

(2) 抽象概括的運(yùn)用

與觀察法同步，在同樣的三個(gè)環(huán)節(jié)使用了抽象概括的方法。課程引入時(shí)聚焦于“最常見(jiàn)體型”的概括和抽象，學(xué)生需要先總結(jié)出最常見(jiàn)體型的特征，再抽象出一個(gè)具體的形狀；第二輪探究實(shí)踐中的抽象和概括是基于觀察和分類，但仍然圍繞“體型”展開(kāi)，學(xué)生需要聚焦于“不同的體型”，抽象出不同體型的顯著且相對(duì)獨(dú)立的特征，再概括出各種類別；第三輪探究實(shí)踐中的抽象概括則更具有開(kāi)放性，這時(shí)的假設(shè)是抽象概括的基礎(chǔ)，也是這個(gè)課程中最難的部分。學(xué)生需要分析和假定與魚(yú)的體型有關(guān)的多個(gè)因素，并針對(duì)這些因素進(jìn)行觀察，再將觀察到的事實(shí)結(jié)合之前的假設(shè)進(jìn)行抽象和概括，還需要思考如何證明該因素與體型可能的關(guān)系，因此這時(shí)的抽象和概括需要學(xué)生能從多個(gè)角度思考問(wèn)題、具有較高的分析和綜合能力。

上述三輪“觀察→抽象概括”針對(duì)不同的問(wèn)題展開(kāi)，內(nèi)容逐層遞進(jìn)，難度逐層提高。

(三) 針對(duì)科學(xué)方法的學(xué)情分析及策略

科學(xué)方法的學(xué)習(xí)并非一蹴而就，學(xué)習(xí)科學(xué)方法的過(guò)程, 通常是從無(wú)意識(shí)到有意識(shí)，從感性經(jīng)驗(yàn)到理性認(rèn)識(shí)，從理解到應(yīng)用的過(guò)程[9]。中小學(xué)生的抽象思維能力正處于形成時(shí)期，科學(xué)方法教學(xué)通常把科學(xué)方法分散、融合在時(shí)間跨度較大的整個(gè)課程體系中，潛移默化地“隱性傳播”。但是，單純的隱性傳播不能使學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)，隨著學(xué)生思維水平能力的提高和思維方式的發(fā)展，顯性傳播方式要逐步展開(kāi)。顯性傳播方式是指明確指出科學(xué)方法的名稱，揭示方法的形式、特點(diǎn)、規(guī)則、作用、操作過(guò)程并說(shuō)明原理[10]。隱性傳播是顯性傳播的基礎(chǔ)，顯性傳播是隱性傳播的飛躍，二者需要密切配合，根據(jù)實(shí)際采取適當(dāng)?shù)男问介_(kāi)展科學(xué)方法教育，才能發(fā)揮其最大效果[8]。

本活動(dòng)目標(biāo)受眾為小學(xué)中、高年級(jí)學(xué)生，該階段學(xué)生的抽象思維能力仍在發(fā)展之中，對(duì)于“理想模型、抽象-概括”等較高階的邏輯思維方法來(lái)說(shuō)，僅適宜在探究中隱性滲透，而對(duì)于“對(duì)比-分類”這樣最基礎(chǔ)的邏輯思維方法，不妨適當(dāng)點(diǎn)明、顯性傳播。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法的“設(shè)置對(duì)照、控制變量、多次重復(fù)”等原則，亦可在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)向?qū)W生明確提出并嘗試應(yīng)用。

在探究“魚(yú)類分哪些體型”時(shí)，教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生忽略魚(yú)身上的鰭、鱗片、體色等次要、非本質(zhì)因素，將研究對(duì)象合理簡(jiǎn)化，抽象出“體型”這個(gè)本質(zhì)特征，并將各種魚(yú)抽象出來(lái)的“體型”聯(lián)結(jié)起來(lái)進(jìn)行概括，但教師不會(huì)也無(wú)需向?qū)W生點(diǎn)明并闡釋“抽象-概括”法的內(nèi)涵和意義，此處采用“隱性傳播”策略。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“‘紡錘型’是否會(huì)減小阻力”時(shí)，教師有必要向?qū)W生解釋清楚為什么除紡錘型外，還要制作一個(gè)體積相等的其它形狀模型作為對(duì)照，如果沒(méi)有對(duì)照會(huì)怎么樣，如果體積不同會(huì)對(duì)結(jié)果造成什么干擾，此時(shí)使用“顯性傳播”策略，明確提出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)基本原則，這有助于學(xué)生提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和科學(xué)性，該年齡段學(xué)生也應(yīng)該可以完全理解并掌握這些原則。

(四) 科學(xué)方法教育效果評(píng)估分析

“教學(xué)目標(biāo)”與“效果評(píng)價(jià)”是相輔相成的，科學(xué)方法教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)對(duì)科學(xué)方法教育的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)具有比教育目標(biāo)更強(qiáng)的導(dǎo)向作用[11]。如果教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)機(jī)制沒(méi)有真正發(fā)揮作用，那么即使對(duì)科學(xué)方法有清晰的認(rèn)知，教師也未必會(huì)始終如一地依據(jù)那些觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)真開(kāi)展教學(xué)。布魯姆在他的名著《教育評(píng)價(jià)》中說(shuō)：“評(píng)價(jià)作為一種反饋-矯正機(jī)制，用來(lái)判斷教學(xué)進(jìn)程中的每一個(gè)步驟是否有效，如果效果不佳，則有必要采取改革措施，以保證教學(xué)過(guò)程的有效性?！盵12]

科學(xué)方法教育效果評(píng)估要注重“評(píng)價(jià)目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)的一致性”“評(píng)價(jià)任務(wù)與學(xué)習(xí)任務(wù)的一致性”這兩個(gè)一致性。 在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往重視輸入性教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，忽視輸出性教學(xué)評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)任務(wù)的設(shè)計(jì)，甚至將輸出性目標(biāo)和任務(wù)的設(shè)計(jì)窄化為課堂練習(xí)題的設(shè)計(jì)。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)將學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)貫穿于課堂教學(xué)的全過(guò)程之中，強(qiáng)調(diào)建構(gòu)與遷移、輸入與輸出、形成與表現(xiàn)的互動(dòng)，使課堂即時(shí)性評(píng)價(jià)更及時(shí)、診斷更準(zhǔn)確、發(fā)展更具方向性[13]，做到“教、學(xué)、評(píng)”相結(jié)合。

本活動(dòng)并未采用調(diào)查問(wèn)卷、試題等傳統(tǒng)形式對(duì)科學(xué)方法及核心概念的教育效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，而是將評(píng)價(jià)融入活動(dòng)過(guò)程中，邊應(yīng)用邊評(píng)價(jià)。在引入環(huán)節(jié)，學(xué)生需觀察展品，抽象并概括出魚(yú)類最普遍、最常見(jiàn)的體型，在此過(guò)程中學(xué)生容易分不清主次，誤將魚(yú)鰭等次要因素保留并考慮，從而對(duì)“整體形狀”這個(gè)主要因素的思考產(chǎn)生干擾。經(jīng)過(guò)教師指出并引導(dǎo)后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并反思改進(jìn)。在第二輪探究實(shí)踐中，學(xué)生用同樣的方法再次抽象并概括出除紡錘型外其他幾種典型體型，這是同樣的科學(xué)方法在同等維度、近似難度下的再次運(yùn)用和反復(fù)操練，前兩輪對(duì)比可反映學(xué)生對(duì)于抽象概括法運(yùn)用的提高。緊接的第三輪探究實(shí)踐中，抽象概括法的使用難度略有提高，學(xué)生需通過(guò)觀察將各種“體型”與其相應(yīng)的“生存環(huán)境”兩種因素抽象并找到其對(duì)應(yīng)關(guān)系，學(xué)生需舍棄個(gè)別特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到具有普遍性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這對(duì)抽象概括法的運(yùn)用能力提出了更高要求。在上述“應(yīng)用-反思改進(jìn)-再應(yīng)用-反思改進(jìn)-提升難度應(yīng)用”的過(guò)程中，教師可觀察了解學(xué)生對(duì)抽象概括法的掌握情況，評(píng)價(jià)是否通過(guò)參與活動(dòng)實(shí)現(xiàn)提升和進(jìn)步。

四、 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前科學(xué)教育已不滿足于僅僅傳授科學(xué)知識(shí)與技能，而是更追求科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神的傳播?？茖W(xué)方法是培養(yǎng)科學(xué)思想和科學(xué)精神的載體和手段，學(xué)生在運(yùn)用科學(xué)方法的過(guò)程中必然會(huì)涉及求真、惟實(shí)、理性、質(zhì)疑、思辨等科學(xué)思想、科學(xué)精神，并且科學(xué)思想、科學(xué)精神還是科學(xué)方法的追求目標(biāo)和判斷標(biāo)準(zhǔn)。因此，科學(xué)方法的教學(xué)過(guò)程和科學(xué)思想、科學(xué)精神教育的過(guò)程具有一致性。開(kāi)展科學(xué)方法教育能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新技能、解決新問(wèn)題的能力，是學(xué)生獲取知識(shí)的工具和途徑，是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。

越來(lái)越多的博物館教師認(rèn)識(shí)到了科學(xué)方法教育對(duì)于提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要性，并在策劃實(shí)施的教育活動(dòng)中或顯性或隱性地涉及科學(xué)方法。本文認(rèn)為在博物館教育活動(dòng)的策劃和設(shè)計(jì)中，充分發(fā)掘展品背后的科學(xué)方法信息，將關(guān)注點(diǎn)從“知識(shí)是什么”轉(zhuǎn)向“知識(shí)是怎么來(lái)的”，開(kāi)展一定的科學(xué)史調(diào)研，發(fā)現(xiàn)科學(xué)家科研過(guò)程中做過(guò)的考察與實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用的思維方法、使用的工具、遇到的假象、彎路、挫折與困惑等，以此為原型，創(chuàng)設(shè)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生模仿當(dāng)年科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)方法開(kāi)展探索的步驟和思路，簡(jiǎn)單地重演科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，獲得直接經(jīng)驗(yàn)，像科學(xué)家探究科學(xué)一樣學(xué)習(xí)科學(xué)，在此過(guò)程中接觸、理解、反復(fù)操練，進(jìn)而掌握各種科學(xué)方法。這正是博物館開(kāi)展科學(xué)方法教育的價(jià)值和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)所在。