科技场馆与中小学的伙伴关系

■天津科技馆 高 萍

当今世界，发达国家都把发展科技教育作为国家的头等大事，我国政府也非常重视科技教育工作，已把“科教兴国”作为我国的基本国策，并于2006年3月颁布了 《全民科学素质纲要》，在此背景下，科技场馆作为 “普及科学知识、传播科学思想和科学方法的”平台，成为公众尤其是青少年开展教育活动的重要阵地，对提高全民科学素养、科技意识发挥着重要的作用。中小学生现已成为科技场馆的主流观众群，他们科技意识的形成和发展不仅需要适当的学校科学教育体系，还要依靠更广泛的教育和社会资源，科技场馆教育成为了学校教育的补充和延伸，有着独特的，不可替代的作用。

中小学生科技意识的形成

科技场馆作为一种科技文化呈现形式如何促进中小学生的科技意识的形成，这并不是一个简单的问题。对于儿童的心智的发展，许多研究者都有相应的探索。在众多的儿童心智发展理论中，前苏联著名心理学家维果茨基的文化历史方法对探索儿童科技意识的发展具有非常重要的指导意义。维果茨基认为，人并不是直接获得知识的，而是通过 “中介工具”的作用间接实现的。社会文化因素便是具有启动作用的中介工具。根据这个观念，儿童在科学知识乃至科技意识方面的发展必定受到他们所处的社会文化环境的影响。也就是说，中小学生周围的科学与技术环境可能对他们学习科学与技术、获得科技意识具有极为重要的作用。另外，维果茨基学派也相信，儿童的学习通过活动建立起了“意识与活动统一”，即使外部的干预因素通过活动实现 “内化”，获得了他们心智的切实发展。在这个内化的过程中，儿童情感、动机便是促成社会文化有效 “介入”学习的动因。正如维果茨基所指出的： “你想号召儿童去从事某种活动之前，你要让儿童对该活动感兴趣，关心儿童对该活动所必需的全部力量。”根据这个观念，中小学生的科技意识应该是通过他们的体验活动获得对科学和技术本质认识的内化。而且，要充分调动他们的动机和情感，以促成这个内化的有效实现。 “中介”概念不仅阐明了儿童文化发展的一般发生法则；也阐释了“中介”作为连接外部世界和儿童的内心世界的桥梁促使儿童的思维和意识发展的关键性。

充分发挥科技场馆作用

科技场馆作为一种社会文化环境，如何建构一个能更有效地激发学生学习科学的意愿、拓展对科学和技术的认知、形成科技意识的环境，这是一个值得深入研究的问题。

科技场馆文化的不同呈现形式可以影响学生对科技的感知、兴趣、体验欲望的变化，这可能与中学生的认知特点相关联。学生的学习应该是由外及内的，那么科技场馆中所呈现的科技活动可能更大程度地激活了学生学习的欲望，参与和体验这些活动可能将对学生感知科技有更大的作用。

（一）丰富学习经历，优化学习方式

科学课程强调学习要以探究为核心。探究式的学习方法依赖于学生亲身经历以探究为主的学习活动，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。科技场馆的学习经历有助于优化学生的学习方式，很多设计新颖、可操作、科学性强的互动展品，让学生通过亲自参与、动手操作、情景感知等实践活动，自行获取知识。例如 “声音”的教学，声音是一种波，具有波的性质，而声波只能用耳听，无法看到，学生对响度与振幅的关系、音调与振动频率的关系理解起来有一定困难。可以把学生带到科技馆的声学展区，组织学生自行探究 “看得见的声音”，这件展品能将声音发生时产生的声波形象地显现出来。学生通过改变所听到的声音以及看到的波形，答案便一目了然。这样的一段研究科学的经历将使其终生受益，有利于从被动接受教育的地位变成主动的科学知识的探索者，学生们收获的不仅仅是展品所演示的现象和原理，还有探究和发现的乐趣、学习方式等多方面的启迪，学习方式得到优化。

（二）充实课程资源，优化教学内容

丰富多彩、具体贴切的课程资源来作支撑。奇妙的电磁现象、声学现象以及林林总总的力学现象等，受学校教室和实验室空间及设备、器材等客观条件的制约，学生很难获得充分的感性认识。科技场馆比学校教育拥有明显的资源优势，在学校教育中，有很多没有器材去体验的科技活动，尽可以在科技场馆中实现，而且某一科学主题往往有不止一种展品来表现，把这些资源运用到教学中，使得科学课程资源得到积极有效的充实拓展，在教学内容上形成互补。还是以 “声音”的教学为例，声波的反射、干涉、多普勒效应等特性，受学校实验器材的限制，只能是一带而过，教学内容比较单薄。科技馆声学展区空中传音、声驻波、远近声音等丰富的展品对“声波的特性”进行了多方位直观、生动的诠释，有效弥补学校科学教育资源的不足，优化教学内容。

（三）创设学习情境，优化教学方法和手段

夸美纽斯认为 “一切知识都是从感官开始的”，一定情境下开展教学活动，对学生体验知识概念的形成与意义，较之于在普通学习环境下更有效。所以，创设教学情境，日益为大家所注重与实践。学校课堂上的教学方法和手段是借助动作创设教学情境；借助语言创设教学情境；借助实物或多媒体图像、视频等创设教学情境，而更具意义的情境是一定真实环境下的场境。科技场馆能借助融科学性、知识性、趣味性、游艺性于一体的展品，将课堂上的科学原理用直观、生动的形式展示出来，为学生提供一个探索科学奥秘的真实情境，优化传统的教学方法和手段。如科技馆里的展品——法拉第笼，能使静电屏蔽原理得到直观形象的呈现，让参与者进入全封闭的金属笼子内，当带有10万伏高压的放电杆尖端接近笼体时，出现放电火花，这时笼内人员即使用手触摸笼壁接近放电火花也不会触电，相反还可以体验到电子风的清凉。真实的情境使学生探究静电屏蔽原理的欲望油然而生，并很快转化为自主学习的实际行动。

（四）拓宽学习渠道，优化课程理念

科学教育要树立开放的教育理念，传统的学校封闭式教育受到了越来越多的质疑。学生面对纷繁复杂的科学世界时会产生激情，科技场馆正是以开放的教育理念，为他们营造了一个宽松、和谐、民主、融洽的学习环境。科技场馆展厅规模宏大、设施齐备、展项丰富，涉及面广，作为一个开放的教学空间，是中小学生探求知识的最佳场所，学生能够自主选择自己感兴趣的展品或展览进行互动，弥补了他们科技实践活动经历缺乏、个性发展受抑制等一系列现实问题，拓宽了学生接受科技教育渠道，使开放性的科学教育理念落到实处，达到对学生科学素质的全面培养。

科技场馆教育是传统学校教育的补充和延伸

长期以来，我国的中小学科学教育忽视了对学生实践操作能力与创新意识的培养，学生参加科技场馆活动受到学校课程安排的限制。尤其是中高年级的学生课程安排紧张，作业量比较大，这就极大的限制了学生更多地参与科技场馆活动的时间。在这种背景下，天津科技馆自2006年以来，一直秉承着 “走出去，引进来”的理念，开展了一系列的 “科技馆活动进校园”主题活动。让学生在实践中爱上科学。以2010年为例，开展丰富的展教活动，送科普剧、科学表演、科普展览进学校及边远山区，受众人数达140750人次，请在校师生到科技馆参加科普活动人数达到7000人次。充分利用科技场馆自身特点，如天津科技馆的天文特色课程，在 “天文知识百校行”系列活动中，以科普报告、天文观测先后走进12所学校，受益学生36550人次，邀请未成年人开展天文活动28584人次，并在多所学校签约，开始天文校本课。这都极大地激发了科技场馆的潜能，弥补了学校教育的不足。

建立科技场馆与学校的合作关系

“科技馆活动进校园”已经在全国进行推广多年，已逐步形成科技场馆与学校教育紧密结合的良好开端。今后，应更加注重探索与教育部门的有效合作机制及与学校科学教育的衔接方式。举办大型系列优秀品牌科普活动，产生积极的效应，使科技场馆成为 “中小学快乐营地”的主要活动基地。

同时发挥自身优势，积极加强科技教育工作者的能力建设，加大对科普辅导员的培训力度，扩大培训范围，以外出学习、交流研讨等形式，让更多科普辅导员走出去，走进学校开展科普活动。

近年来，科学和技术教育的改革成果已经清楚地表明，科技活动是学生获得科学和技术深层次理解的重要途径。因此，科技场馆活动设计应该体现现代科技教育研究的最新成果，使其更卓有成效地促进学生科技意识的提升，当然科技作品呈现形式还应关注科学和技术性质的体现，进而激发学生对科技的内在兴趣。在建立与学校的合作中，科技场馆应注意到，首先，科技场馆呈现方式的建构应体现中小学生的兴趣和喜好，使学生能在有目的设计的科技背景中感知和体验科技的性质及其价值。如采用互动实验、多媒体等多样的活动形式使学生更容易获得体验。其次，科技场馆的设计要适当地考虑学校科学课程的安排，重视对学生在该活动的引导，激发学生主动学习科学知识的兴趣与热情，使他们的科技意识获得发展。比如，有针对性的展品展项设计，更有助于开展学校科学课程；完善科普知识讲解系统、增设网络模拟系统等，利用网络平台定期开展适合中小学生的科普活动，使科技场馆充分服务于中小学，让学生在科技场馆的学习更有成效。