学生集体参观科技类博物馆的学习效果研究①

李秀菊

一、 前言

科技类博物馆是展示自然科学和工程技术的场馆，对培养中小学生的科学素养起着重要的作用，[1]组织学生集体参观科技类博物馆已经逐渐成为已经十分常见的学习科学的方式。但是，学生在集体参观时，科技类博物馆应该提供什么样的活动？教育人员应该怎么样引导？学校教师应该做什么？这些都是值得深入思考的问题。本文介绍的是由以色列两位学者Tali Tal和Orly Morag对组织学生集体参观特拉维夫附近4家自然历史博物馆学习过程的研究报告《学校组织学生参观自然历史博物馆：教学还是补充？》。[2]

该研究采用了直接分析集体参观录像带和分析录像带转录后的文字相结合的方式，对参观过程安排、提问策略、不同人群之间互动等内容进行分析，并且提出数据。

本研究的主要研究问题为：

(1) 学校组织学生集体去科技类博物馆开展的导览式参观的主要特点是什么？

(2) 科技类博物馆展览的科学内容是如何传递给学生的？[2]

二、 理论框架

该研究主要基于社会文化理论(sociocultural theory)。社会文化理论探索了个人如何通过参与到文化实践中而进行发展[3]。这一理论的学习观认为：在校外环境中学习的过程中，学习者利用个人经验与他人互动来建构认识这个世界的有关知识。这是社会文化观中智力发展的主要观点。社会文化理论中的重要组成部分——中介(mediation)在定制属于个人的博物馆参观体验和其他校外环境的体验方面发挥着关键作用。[2]在学校内环境中，受到课时、课程等等的限制，学生与他人之间的互动受到一定的限制。在校外，比如博物馆、动物园、水族馆或者其他一些让学生开展学习的环境中，由于学习内容和环境的相对自由，学生之间，学生与老师之间，互动会明显增加。[2]

在学校以外的环境中开展科学学习已经在全世界范围内被广泛推崇，并且一致认为这种学习方式能够促进学生充分表达个人以及社会领域的需求，进而提升学生的科学素养。[4]《美国国家科学教育标准》(1996)也认为，鼓励学生参与多种环境下的学习体验有利于促进他们的科学素养提高。[5]如果将校内学习和校外学习视作一个连续的过程，那么尽力弥合校内外之间的差异则是一个重要目标，而实地参观学习和参观博物馆是能够完成上述任务的较好的方式。[2]在传统的知识传递模型中，个人是否学到了某些特定的知识可以通过前测和后测的方式测量完成。随着博物馆情境学习模型(contextual model of learning)逐步被大家所认识，一些研究者试图通过这一模型来理解人是如何在博物馆中开展学习的。[6]情境学习模型植根于社会文化理论，认为在场馆参观中，学习并非是一个结果，学习是一种过程。场馆学习不能一蹴而就，仅仅通过参观也不能为个体带来知识体系上的改变。博物馆学习需要时间，同时强调“情境”对学习效果的影响。[7]

三、 研究方法

(一) 样本选择

两位研究者选择了特拉维夫附近的4家自然历史博物馆作为样本馆。这4家场馆分别代表了小型博物馆、中型博物馆、位于城区的博物馆、位于郊区的博物馆。研究者认为，相对于其他国家的一些大型自然历史博物馆，以色列的自然历史博物馆规模都比较小，但是每年接待的观众量又非常大。这4家自然历史博物馆中，有3家位于特拉维夫大都市圈(样本馆1、2、3)，1家位于上伽利略乡村(样本馆4)。样本馆1和样本馆4拥有大量的藏品，样本馆2和样本馆3主要为了完成教育目标而建设。

关于博物馆中引导学生参观的工作人员，英文中有多种称呼，如docents, teachers, explainers，guides等等，原文中用的是guides。中文中，也有几种称呼，如讲解员、科技辅导员、博物馆教育人员、科学教师等等。原文中guides的工作内容包括两个部分：引导参观和活动设计，这在我国博物馆语境下似乎并没有与之直接对应的角色称呼，因此在本文中，采用“活动向导”来统一指代原文中的guides。

(二) 数据收集

研究人员一共随机选择了42次以班级为单位的集体参观，平均每个样本馆大约10次。这10次参观覆盖了中小学的大部分年级(3～11年级)，也最大范围地涵盖了学生的不同背景，且包括了比较多样化的博物馆教育活动类型。每个参观班级随班配备一位学校教师和一位或者多位活动向导。

由于每个样本馆都比较小，因此研究主要采用了分析观察录像带的方式完成。每个入选的集体参观活动都安排摄像，录制完毕后，由2位训练有素的研究人员对录像进行分析和数据收集工作。

(三) 数据分析

全部数据包括42次参观。

首先对其中26次参观的录像带进行分析。分析的内容包括：(1)活动一般模式的描述，比如以分组调查的方式开展活动，或者以讲座的方式，等等；(2)学生和活动向导或者学校教师之间的讨论类型，如以班级为单位的讨论，或者是分成小组的讨论；(3)学生活动的类型，以及玩游戏的类型等。

第二阶段，研究人员对剩下的16次参观录像逐字转录，用转录后的文本构建了一个数据库。以色列的通行语言是希伯来语，目前已经开发的文字识别软件不适用于希伯来语，因此研究人员运用Excel软件建立了新的数据库。

下面两个表格分别是数据分析框架和具体问题的界定方法(见表1、表2)。

表1 数据分析框架

表2 不同问题类型的界定方法

四、 主要研究结果

(一) 学生集体在博物馆中参与的导览式参观的结构和一般特点

数据分析结果表明，学生集体在博物馆中参与的导览式参观具备以下特点。

特点之一：研究中观察到所有参观导览的共同点是活动开始时冗长的介绍；区别在于介绍运用的工具不同，有的场馆采用幻灯片的方式，有的场馆采用实验演示和模型的方式，有的运用博物馆藏品；学生们主要的活动是听；一般是活动向导提出问题，学生回答，如果学生提出与主题有关的问题，活动向导偶尔也会回答。博物馆最常见的活动形式是讲座。

特点之二：博物馆中最核心的部分——展品，在所有观察到的42次班级参观中使用得最少。参观中，展品前最常见的参观模式为：全班学生在活动向导带领下参观；或者组织学生按照设计好的观察表或者学习单自主探索；或者是两次观察展品活动中间安排一个非常短暂的自主探索。分析的42次参观中没有一次是组织学生完成独立的、由学生自主探索的活动。学生们经常是按照活动向导的引导，被要求精准地填写学习单。活动向导通常会说：下面的内容你们要仔细听，不然就不会填写学习单。

特点之三：大部分活动都是以活动向导为中心(guides-centered)开展的，学生的主要参与就是回答活动向导的问题。

(二) 科学内容传递给学生的方式。

1. 活动向导提出的问题的类型

研究人员分析统计了16次参观录像转录的文字资料中的386个问题。向导提出的这些问题中，80.1%的问题属于“低认知水平的问题”；10.1%的问题属于“反问型”的问题，这些问题几乎就是向导自问自答，并没有给学生留下思考的时间，甚至一些问题也根本不需要思考；4.9%的问题属于“简单联系个人经历的问题”的问题；只有2.6%的问题属于“高认知水平的问题”，这类问题需要学生综合分析才能回答；1.9%的问题属于“需要较多联系个人经历的有意义的问题”。从上述结果能够看出，以色列这四座自然历史博物馆的活动向导提出的问题，大部分属于低认知水平的问题，比如要求学生回答“是”或者“否”，或者是只需要联系非常简单的知识就能回答；仅有约5%的问题(“需要较多联系个人经历的有意义的问题”和“高认知水平的问题”)能激发学生锻炼表达能力和促进思维发展，或者能够让学生联系自己之前的有意义的经验。在一些参观活动中，在反问型的问题提出时，学生举手要求发言回答，但是活动向导直接忽略或者是继续下一项内容，并没有给学生时间和空间来表达自己的想法。

2. 科学术语的呈现和传递

活动向导在讲解中会给出大量的术语。从学生的反应能够看出，学生对这些术语大部分不熟悉，但是活动向导又经常用一些行业专用词汇来解释这些科学术语。研究人员记录并分析了16次参观录像转录后文本中的274个术语。研究者非常吃惊：在30～60分钟的讲解中竟然会出现这么大量的科学术语！详细分析发现，大约75%的科学术语没有给出任何解释或者只有只言片语的解释。研究者分析产生这种现象的原因如下：很明显，样本馆中的活动向导都非常重视在讲解中涵盖最大量的科学内容，而做到这一点的最有效的方式就是讲座。这时候，活动向导在报告厅的中心位置，学生们围坐一圈，活动向导不去考虑学生已经掌握的知识内容，直接按照自己想好的内容讲。并且这种讲座一般都会占整个参观时间的一半左右。

(三) 教师和活动向导的中介作用

在社会文化理论中，所谓中介主要是一种途径或方式，是学生完成学习的一种媒介。在本研究中，通过观察录像和分析转录后的文字，研究者发现：起到中介作用的情况大致可以分为三种。

1. 活动向导起到中介作用。主要涉及技术问题，比如安排学生组成小组，让学生去参加下一个活动，要求学生保持安静，遵守纪律等，有时候也帮助分发材料。

2. 学校教师起到中介作用。总的来说，学校教师在发挥中介作用时，主要承担以下几种类型的工作：在学生参观中承担了教学法方面的工作，或者澄清术语的工作，或者是帮助学生将学校里学过或者讨论过的主题和概念联系起来。事实上，研究人员仅观察到5～6次参观中学校教师积极地配合活动向导共同完成教育活动。在这个过程中，是学校教师主动，活动向导配合学校教师共同组织活动。因此，在这个过程中学校教师发挥了更多促进学生学习的中介作用。

3. 没有中介。活动向导或老师没有尝试帮助学生完成他们的作业或者将讲座内容与学校的科学内容联系起来。

五、 来自研究者的建议

基于上述研究结果，该研究提出建议：学校科学教师和博物馆工作人员应该携手共同对目前的活动展开反思，设计研发更多以学生为中心的活动，进而促进学生更有意义的学习。在自然历史博物馆中，尝试以小组学习、积极的基于探究的活动，可以作为尝试开发以学生为中心的博物馆活动的起点。这种以学生为中心的学习方式可以让学生有更多的时间和更多样的选择与机会以更加个性化和情境化的方式去探索。

此外，关于学校科学教师与博物馆教育人员的合作方面，研究者认为：在以色列，这种合作和配合都比较少。因此研究人员建议：在未来，以色列能够有更多学校教师和博物馆教育人员之间的合作，在这方面也需要加强培训，同时建议以色列教育部支持更多能够促进学校组织学生参观博物馆的教育活动。

研究者建议：博物馆教育应从传统的知识传递教学模式转变为基于情境的社会文化模式。

六、 分析与启示

学校组织学生集体去博物馆参观学习已经越来越普遍。但是无论在中国还是其他国家，笔者都曾经观察到这样的现象：大量的学生涌入某个科技类博物馆，活动向导带着学生走一圈，简单讲解一下，随后自由活动一会儿。如果是午餐时间到，孩子们找到空地，打开背包，享受美食。似乎来到科技类博物馆的参观学习和去公园的春游没有本质的差别。对于学校的教师来说，大部分时间都在维持纪律和保证学生安全。本研究中两位研究人员以特拉维夫附近的4家条件不同的自然历史博物馆中的班级集体参观过程为研究对象，采用录像带直接分析和转录为文字的两种方式展开分析，获得了以色列学生集体参观博物馆的学习效果的现状。研究中的分析方法、数据分析框架等内容都值得我们借鉴。

运用录像带进行分析的研究方法在学校教学研究中比较常见。1995年，在TIMSS录像研究项目中，美国、德国和日本的研究者首次大规模地对三个国家八年级的231节数学课进行实录，并构建了录像分析模式，用于比较三个国家课堂教学与学生成就的关系。运用录像分析能够对课堂中的基本要素，如课堂提问等方式进行分析。[9]在本研究中，研究者套用这种研究方法，通过分析录像和转录录像，分析参观学习过程的结构和一般特点，以及师生互动、活动向导和学生互动、活动向导与教师互动的各种模式等，实用并且有效。

本研究主要基于社会文化理论框架，两位研究者认同：学习不仅仅是一个结果，学习更是一个过程。因此，学习过程中的情境非常重要。研究者的部分分析也基于情境学习模式展开。社会文化理论是由著名心理学家维果茨基(L.S. Vygotsky)提出，它的核心组成部分包括中介(Mediation)、内化(Internalization)、最近发展区(Zone of Proximal Development)、脚手架(Scaffolding)、活动理论(Activity Theory)。[10]在本研究中，两位研究者主要对社会文化理论框架中的中介部分进行了分析。

本文中还有更重要的一个需要讨论的方面是对博物馆教育活动的评估问题。对于博物馆教育活动的评估，可以从多个角度去讨论。第一，评估对象是谁？博物馆的工作人员、参观者、教育活动的设计者等等都可以成为评估对象。第二，评估的内容是什么？比如评价参观者的学习效果。可以从以下几个维度去开展评估：知识层面的变化，比如参观者是否通过参观一个展览，获得了某方面的知识或者了解了某个方面的内容；态度层面的变化，比如参观者是否增加了好奇心或者对某个领域的感兴趣程度等。在评估参观者的学习效果中，不同的研究者都有各自的思考。比如博物馆“情境学习模型”理论的提出者Falk和Dierking，将博物馆展览参观的学习效果分为8种类型：知识、技能、兴趣、价值观、博物馆文化、社会学习、创造力、意识；并将其分为4个维度：知识和技能、观念和意识、动机和兴趣、社会学习。[11]英国博物馆、图书馆和档案馆委员会(MLA)2001年提出的“通用学习成果框架”(generic learning outcome，缩写为GLO)将学习效果分为五个维度：知识与理解；技能(智力的、实践的、专业的)；态度与价值观；乐趣、灵感、创造力；活动、行为、进步。[12]再如，美国国家研究理事会将非正规科学学习成果分为六大类：学习者产生兴趣与学习动机、理解科学知识、从事科学推理的能力、在学习过程中能够积极反思科学、参与科学活动，并具有使用科学工具的能力、发展科学学习者的自我认同能力。[13]上述三个学习效果的分类均表明，当代博物馆学习效果的追求(即教育目标)已不再局限于知识层面了。因此，在本项研究中也提出了除“低认知水平的问题”之外的“高认知水平的问题”和“需要较多联系个人经历的有意义的问题”。但是，以色列4家自然历史博物馆的参观导览在这些层面的学习效果显然不够理想，而且未能充分利用博物馆展品资源来引导体验、激发兴趣、理解科学、培育能力、启迪观念。

本研究主要在社会文化理论的框架下开展，研究者在评价参观效果的过程中，主要从社会互动层面来开展评估。研究人员基于社会互动的视角，观察学生在博物馆中开展集体导览式学习的过程中，博物馆的活动向导提出的不同问题对于参观学习效果的作用。从社会互动的视角评价学习效果在我国的博物馆教育研究中相对比较少见。这种方式的研究有助于帮助博物馆的教育人员提升与参观者之间的互动有效性，帮助参观者获得更好的体验和学习效果。这种评估视角主要是基于社会文化理论而开展，也是基于扎根于社会文化理论的情境学习模型。情境学习模型认为：在校外环境的学习中，学习是情境化的，是具有互动性的，受到丰富多样的校外因素的影响。学习也需要时间，不是仅仅参观一次或者学习一次就能产生立竿见影的效果，学习者需要在面对新知识的时候将原有的老知识联系结合起来，形成学习的累积效果。因此，今天的学习是昨天的学习累积的效果，同时也为明天的学习打下良好的基础。[14]因此，博物馆环境(非正规学习环境)下的学习效果受到多种因素的影响，同时还受到学习者个人以及累积时间的影响。也因为这个原因，开展非正规学习环境下的学习效果评估与学校教育中的学习效果评估在评估内容、评估目标和评估方式上都有不同，且非正规学习环境中开展学习效果评估有一定的困难。

本研究的结果还显示，以色列这4家自然历史博物馆所采用的传统参观导览内容与方式，既不符合当代的科学教育发展趋势和博物馆对学习效果的新追求，也不适用于科技类博物馆基于实物展品的体验式学习和探究式学习。因此，本研究最后建议学校科学教师和博物馆工作人员应该携起手来共同研发以学生为中心的活动，促进学生有意义的学习。这一点，也正是当前我国科技类博物馆正在探讨并加以改进的问题。本研究中的关于活动向导提出问题的界定方法也比较实用，希望有更多的活动开发者能够在活动中设计更多促进学生高阶思维发展的问题，更多让学生能够运用复杂经验的、促进学生有意义学习的问题。