科技史融入初中跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)：場館資源的開發(fā)與利用研究

隨著《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021—2035）》的深入實施，青少年科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)日益受到重視。在新一輪義務(wù)教育課程改革中，義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版） 明確提出了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的要求，成為改革的亮點之一。初中階段作為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)形成的關(guān)鍵時期，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑之一。科技史作為連接過去與未來的橋梁，不僅能夠幫助學(xué)生理解科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程，還能激發(fā)他們對科學(xué)的興趣和探索精神。2020 年9 月30 日，教育部、國家文物局聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于利用博物館資源開展中小學(xué)教育教學(xué)的意見》，該文件強調(diào)要精心設(shè)計博物館教育內(nèi)容， 研究開發(fā)自然類、歷史類、科技類等系列活動課程。本文以“跟著鄭和去航?！睘槔接懭绾瓮ㄟ^場館資源的開發(fā)與利用，將科技史融入初中跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

科技史融入跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的意義

增強學(xué)生對科技史的理解

科技史是人類文明進步的重要記錄，蘊含著豐富的科學(xué)思想、技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新精神。將科技史融入跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生全面了解科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程，理解科學(xué)與社會、文化、經(jīng)濟等方面的相互關(guān)系，從而增強他們的科學(xué)素養(yǎng)和歷史意識。

促進學(xué)生綜合素質(zhì)提升

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)強調(diào)知識的整合與應(yīng)用，其設(shè)計思路、情境素材和教學(xué)策略應(yīng)聚焦發(fā)展學(xué)生解決問題的能力，并秉持綜合性、實踐性、多樣性、探究性、可操作性的原則[1]。通過科技史的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以將不同學(xué)科的知識融會貫通，形成更加完整的知識體系。同時，科技史中的創(chuàng)新精神和探索精神能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新意識，提升他們的綜合素質(zhì)。

激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣和探索精神

科技史中的很多發(fā)明和發(fā)現(xiàn)都源于人類對未知世界的探索，通過科技史的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以感受到科學(xué)探索的魅力，激發(fā)他們對科學(xué)的興趣和探索精神。

當(dāng)前初中科技史教育的困境

教育資源不足

有關(guān)科技史教育的教輔資料相對匱乏，部分教師只能依靠有限的參考書和教案進行教學(xué)，使得科技史教育的深度和廣度受到限制。同時，為了配合課程改革和減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，相關(guān)部門對教輔資料的限制也進一步加劇了這一問題。

科技史教育往往需要借助實驗和實踐活動增強學(xué)生的理解和體驗，但許多學(xué)校存在實驗設(shè)施老化、資源短缺等問題，限制了科技史教育的實踐環(huán)節(jié)，影響了教學(xué)效果。

師資力量薄弱

具有科技史專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗的教師相對缺乏，使得科技史教育難以專業(yè)、系統(tǒng)地實施。部分教師對科技史的理解不夠深入，難以有效引導(dǎo)學(xué)生探究科技發(fā)展的歷程和規(guī)律。

針對科技史教師的專業(yè)培訓(xùn)相對滯后，教師缺乏持續(xù)學(xué)習(xí)和提升的機會，影響了教師的專業(yè)成長和教學(xué)效果。

教育理念和方法滯后

部分學(xué)校和教師受傳統(tǒng)教育理念的影響，注重知識的傳授而忽視學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這種理念在科技史教育中尤為明顯，導(dǎo)致學(xué)生難以真正理解和體驗科技發(fā)展的歷程和意義。

科技史教育的教學(xué)方法相對單一，主要以講授為主，缺乏互動性和實踐性，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以保持興趣和積極性，影響了學(xué)習(xí)效果。

評價體系不完善

科技史教育需要多元化的評價體系全fd403e7bb47d42cc24b2f42ee13ed68e面評估學(xué)生的知識掌握程度，以及實踐能力和創(chuàng)新思維等方面的發(fā)展情況，然而，當(dāng)前的評價體系仍較為單一，導(dǎo)致科技史教育在評價方面難以得到應(yīng)有的重視和支持。

社會認(rèn)知度不高

相對于其他學(xué)科而言，科技史教育的學(xué)科地位較為邊緣，使得科技史教育在資源配置、師資建設(shè)等方面面臨諸多困難，而且部分家長和學(xué)生認(rèn)為科技史教育不是學(xué)科中的主要內(nèi)容，這種認(rèn)知偏差進一步加劇了科技史教育的困境。

場館資源的開發(fā)與利用策略

由于內(nèi)容豐富、形式多樣、覆蓋面廣、可操作性強，博物館資源越來越多地進入了學(xué)校教育的視野，越來越多的學(xué)校與博物館建立了緊密的合作關(guān)系，比如2024 年8 月，上海科技館舉辦了2024 上海市中小學(xué)科學(xué)教師科創(chuàng)教育能力提升專項培訓(xùn)、中國航海博物館面向各學(xué)科教師舉辦了“博老師研習(xí)會”等，這種合作具有開放性、主題性、對象性、課程相關(guān)的系統(tǒng)性、實物為基礎(chǔ)的多樣性等特征，旨在通過館校間的資源共享、互相支持，共同推進學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)[2]。

館校合作的特點

館校合作是指社會文化教育場館（博物館、圖書館、科技館等）與學(xué)校之間建立的一種合作模式，這種合作旨在通過資源共享、互相支持，共同推進學(xué)生的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，其合作特點如下（圖1）。

資源共享 館校合作通過共享文獻(xiàn)資源、空間資源、設(shè)備資源、專家資源、活動資源等，形成一個系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)、高效的綜合資源庫，為學(xué)生提供了更豐富、更廣闊的學(xué)習(xí)材料和實踐機會，有助于學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中進行深入探究。

教育支持 場館為學(xué)校提供教育支持，包括聯(lián)合開展各類培訓(xùn)活動、提供功能補償?shù)?，有助于提升教師的專業(yè)素養(yǎng)，增強其指導(dǎo)學(xué)生開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的能力。

實踐平臺 館校合作為學(xué)生提供了一個真實的、實踐性的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在這些場館中進行實地考察、學(xué)習(xí)和實踐，也可以將相關(guān)資源搬到校內(nèi)開展相關(guān)主題學(xué)習(xí)和活動，從而將課堂知識與現(xiàn)實生活相結(jié)合，提升跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的效果。

共同研發(fā) 館校雙方可以共同研發(fā)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的課程和教材，結(jié)合雙方的專業(yè)優(yōu)勢和資源，為學(xué)生提供更具創(chuàng)新性和實用性的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

場館資源的選擇與整合

在場館資源的開發(fā)與利用過程中，首先要根據(jù)已生成的跨學(xué)科主題的需要，選擇合適的場館資源，跨學(xué)科主題生成路徑如圖2 所示。以“跟著鄭和去航海”為例，可以選擇與航海、歷史、科技相關(guān)的博物館、科技館、紀(jì)念館等作為學(xué)習(xí)資源。同時，要對這些場館資源進行整合，形成具有系統(tǒng)性、連貫性的學(xué)習(xí)資源體系。其中，筆者所在學(xué)校與中國航海博物館、上海科技館達(dá)成了緊密的館校合作關(guān)系，對于資源的選取和應(yīng)用具有較大優(yōu)勢。

實地參觀與互動體驗

實地參觀是場館資源利用的重要方式之一，學(xué)生可以直觀地感受到科技史的魅力。在參觀過程中，可以設(shè)置互動體驗環(huán)節(jié)，比如模擬航海、航海工具操作、科技發(fā)明展示等，讓學(xué)生在互動中加深對科技史的理解和記憶。

課程設(shè)計與實施

課程設(shè)計與實施是場館資源利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在“跟著鄭和去航?！边@一跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，可以設(shè)計涵蓋歷史、地理、物理、科技等多學(xué)科知識的課程內(nèi)容。通過課堂講授、小組討論、案例分析等多種教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生全面深入地了解鄭和航海的背景、過程、意義，以及相關(guān)的科技發(fā)明和創(chuàng)新精神。同時，可以結(jié)合場館資源的特點和優(yōu)勢，設(shè)計具有實踐性和探究性的學(xué)習(xí)任務(wù)和活動，讓學(xué)生在完成任務(wù)和活動的過程中提升綜合素質(zhì)和能力。

“跟著鄭和去航?！卑咐芯?/p>

案例背景

“鄭和下西洋”是中國古代航海事業(yè)的巔峰，也是帆船時代的最高峰，不僅展示了中國古代航海技術(shù)的先進性和海洋文化的豐富性，還促進了中國與亞非國家的經(jīng)濟文化交流。將“跟著鄭和去航?！弊鳛榭鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)的案例，有助于引導(dǎo)學(xué)生全面了解中國古代航海史和科技史的相關(guān)知識，是學(xué)生了解古代航海事業(yè)的一扇窗戶。本課程遵循《義務(wù)教育歷史課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》相關(guān)理念，體現(xiàn)育人為本，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的歷史素養(yǎng)和跨學(xué)科素養(yǎng)為宗旨，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地考察人類航海史的發(fā)展進程。

本課程借助中國航海博物館豐富的藏品資源，創(chuàng)設(shè)沉浸式的場景，通過自主、合作、探究式學(xué)習(xí)，以及館內(nèi)的實踐體驗項目，讓學(xué)生能全面、客觀地認(rèn)識中國古代造船、航海技術(shù)、海外貿(mào)易等相關(guān)情況，感受鄭和的人格魅力，增強民族自豪感。同時，掌握搜集資料、觀察、分析研究的基本方法，提升探究推理的能力。

資源選擇

在選擇博物館資源時，可優(yōu)先考慮與鄭和航海相關(guān)的博物館、科技館等。“跟著鄭和去航?！边x取了中國航海博物館的部分資源，包括《大明混一圖》、鄭和下西洋展區(qū)、福船、“綠眉毛”船模等，如圖3 所示。

課程設(shè)計與實施

課程內(nèi)容設(shè)計應(yīng)涵蓋歷史、地理、物理、科技等多學(xué)科知識。

歷史背景 介紹鄭和航海的時代背景、目的和意義，以及中國古代航海技術(shù)的發(fā)展歷程。

地理知識 分析鄭和航海的航線、途經(jīng)國家和地區(qū)，以及這些地區(qū)的地理特點和文化特色。

物理知識 講解航海過程中涉及的物理原理，比如風(fēng)向、潮汐、地磁場等，以及相關(guān)的科技發(fā)明，比如羅盤、海圖等。

科技發(fā)明 展示鄭和航海時期，以及之后的中國古代科技發(fā)明和創(chuàng)新成果，比如火藥、造紙術(shù)等，并探討它們對航海事業(yè)的影響。

根據(jù)博物館展覽的特點，整個教學(xué)過程可分為“參觀前”“參觀中”和“參觀后”。

參觀前

環(huán)節(jié)1 通過史料了解鄭和及皇帝選派他的原因。

環(huán)節(jié)2 了解明朝“西洋”的范圍，以及鄭和船隊到達(dá)的主要西洋國家。

配套活動 在鄭和七次下西洋航海路線圖上，用彩筆分別描摹鄭和船隊七次航行的路線。

環(huán)節(jié)3 分析史學(xué)界流行的關(guān)于鄭和“下西洋”目的的4 個說法。

環(huán)節(jié)4 討論鄭和下西洋需具備的條件。

參觀中

通過了解館內(nèi)展出的實物史料和文獻(xiàn)史料，了解中國古代造船技術(shù)、航海技術(shù)的成就及海外貿(mào)易的相關(guān)情況，并同步填寫學(xué)習(xí)單。

活動1 參觀航海歷史館《大明混一圖》和“鄭和下西洋展區(qū)”。

活動2 參觀福船。

參觀后

環(huán)節(jié)1 小組討論學(xué)習(xí)單內(nèi)容，教師進一步講解中國古代造船技術(shù)、航海技術(shù)的成就。

環(huán)節(jié)2 結(jié)合學(xué)習(xí)單第4 題分析并總結(jié)鄭和下西洋海外貿(mào)易的特點。

環(huán)節(jié)3 比較鄭和與15 世紀(jì)西方航海家的航?；顒?，了解亞非各國保存的紀(jì)念鄭和的文物和古跡，總結(jié)鄭和下西洋的意義。

“綠眉毛”船模制作 “綠眉毛”帆船是中國古代四大船型（廣船、福船、浙船、沙船）之一——浙船的典型代表，其年代可追溯到宋代，約有800 年以上的歷史，是明代鄭和下西洋船隊中的一種優(yōu)良船型。通過船模制作，能更加直觀地了解中國古代發(fā)明的水密隔艙、船尾舵、縱帆、龍骨結(jié)構(gòu)等造船技術(shù)，凸顯中國古代造船技術(shù)的輝煌成就有力地推動了中國和世界的造船與航?；顒印?/p>

教學(xué)方式與活動設(shè)計

課堂講授與討論 通過教師講授和學(xué)生討論相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生了解鄭和航海的相關(guān)知識。

實地考察與互動體驗 組織學(xué)生前往相關(guān)場館進行實地考察，并在場館內(nèi)設(shè)置互動體驗環(huán)節(jié)。

小組合作與探究學(xué)習(xí) 將學(xué)生分成小組，分配不同的探究任務(wù)，比如分析鄭和航海航線的特點、探討科技發(fā)明對航海事業(yè)的影響等，通過小組合作完成探究任務(wù)并展示成果。

科技制作與展示 鼓勵學(xué)生利用所學(xué)知識進行科技制作，比如制作古船模型、簡易羅盤，繪制航海路線圖等，并在課堂上進行展示和交流。

實施效果與反思

課后對學(xué)生進行學(xué)習(xí)評價，旨在全面評估學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中的理解和應(yīng)用能力，以及他們的創(chuàng)新思維和實踐技能，教師可根據(jù)學(xué)生的具體表現(xiàn)和學(xué)習(xí)目標(biāo)進行評分和反饋。具體實施效果如下：①學(xué)生對鄭和航海史和科技史有了更加全面深入的了解， 掌握了相關(guān)的歷史、地理、物理和科技知識；②學(xué)生在實地考察、互動體驗、小組合作等環(huán)節(jié)中鍛煉了觀察力、思考力、合作能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)；③激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神，學(xué)生更加關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

課后，有16 名學(xué)生接受了問卷調(diào)查，均表示喜歡本課程。

結(jié)論

通過將科技史融入初中跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，并意識到豐富的博物館資源 的重要性，不僅促進了學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，還激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神。未來，將繼續(xù)深化對跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的研究和實踐，開發(fā)更為豐富多元的博物館資源，并不斷探索更加有效的教學(xué)策略和活動形式，以更好地服務(wù)于學(xué)生的全面發(fā)展。同時，也期待更多的教育工作者和博物館研究者，關(guān)注和支持跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，共同推動青少年科學(xué)素質(zhì)的提升和社會的發(fā)展進步。

參考文獻(xiàn)

[1] 王樂. 館校合作的理論與實踐[M]. 北京： 科學(xué)出版社， 2018.

[2] 任亞娜. 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)： 內(nèi)涵、特征與設(shè)計[J].教育進展， 2023， 13（6）： 3489-3495.