“生命演化的证据”场馆实践体验活动

2020-07-28金淼

中国科技教育 2020年5期

金淼

◎活动背景

北京自然博物馆是全国科普教育基地，主要从事动物、植物、古生物和人体的科学传播、科学研究和标本征集工作，古生物学是馆内优势学科，相关展览为馆内四大基本陈列之一，亦是最受公众欢迎的展览。活动方案选择“生命演化的证据”作为主题，其一，“化石是生命演化的直接证据”这一概念在科学、生物等学科的教材、课标中都有涉及，但校内教学资源有限，仅能通过图片、视频、文字阅读等组织教学，学生缺乏通过直接经验理解和掌握相关概念的机会，而北京自然博物馆内的相关教育资源丰富，具备补充学校教育资源的条件。其二，馆内科研人员就“恐龙足迹化石”的理论研究成果和野外研究过程等内容，有条件转化成学生可以理解、接受和参与的教育活动。其三，在学生到场馆参观学习过程中开展该项活动，既可以借助教育活动，引导学生开展自主学习，参与科学研究过程，体会科研工作诸的工作内容及其成果与社会、人类自身的关系，又能提升学生在展厅参观时对相关内容的理解，实现有效参观，举两得。

◎知识技能目标

◆了解地层是地质历史某一时期形成的岩层，包含有时间概念;不同于年、月、日等计时方式，地球40多亿年的历史采用宙、纪、世等方式记录时间;在展厅中观察地层结构，进行记录和测量，等比例缩小制作地层柱模型。

◆了解只有在特定的地层中才有化石的存在，能概述化石形成的关键因素，理解其偶然性;可以在地层柱上识别化石层并进行标注。

◆在模拟的野外恐龙足迹化石现场，观察多列恐龙足迹化石，发现不同脚印的异同并获取相关信息和数据，判断恐龙行走方式和行进方向，猜想和描述当时的生活场景;‘了解野外科研工作的程序，完成对恐龙足迹化石的测量和记录，并得出其身高、体长、食性、行进速度等基本数据。

◎活动内容

本活动的目标对象为小学6年级至初中2年级学生。活动通过观察和触摸化石实现“认识化石”，基于展厅基本陈列获取、整理和筛选信息后能够在自制地层柱中“发现化石层”，结合野外恐龙足迹科研场景复原，通过分析和测量“研究化石”并得出结论。活动模拟和体验古生物研究人员开展科学研究的工作内容，让学生在活动过程中通过直接经验和理性思维，了解古生物学、足迹学等学科的研究方法和研究内容，体会科学家的科研工作，理解科学研究与社会、生活之间的关系。

◎过程和步骤

前期导入（10分钟）——联系生活，情感共鸣

在活动教室内，通过对话学生过往团体参观、家庭出游时到北京自然博物馆的经历，或借助影视作品，引出恐龙-化石-古生物的情境，聚焦本次活动主题。过程中，教师联系博物馆、电影（如《博物馆奇妙夜》《侏罗纪公园》）等场景中的恐龙个体大小、颜色、生活情境等提出问题，并对话学生的答案依据，形成“相关信息需要通过化石的发现和古生物学研究得出”的观点，并提议作为科研工作者共同开展关于古生物的科学研究，再次聚焦到本次活动主题。

情境带入（30分钟）——触摸化石，任务介绍

通过亲手触摸真实化石，给学生带来视觉和情感冲击力，引导学生对化石的物理特性进行描述，如坚硬、重、保持了外形、石头、灰色、粗糙、结构等，激发学生的学习动机并提升参与兴趣。教师介绍本次活动的主要内容：对化石有初步的了解，通过头脑风暴，猜想作为古生物学家，需要具备哪些知识储备，可以开展哪些领域的研究，如何找到化石，如何研究化石。从而引出化石的形成、发现、挖掘、地壳、地质、地层、年代、测量等关键词，学生的猜想可能天马星空，除此外可根据学生的个人经验，联系石油、煤炭、气温、演化、趋势等古生物相关内容。

小组合作实践（50分钟）——展厅学习，储备信息

采用分组合作的方式，学生抽签完成其中1项任务，通过信息分享，2个小组合作完成“在地层柱中识别化石层”的共同任务。任务l是在展厅中自主学习，了解化石的形成过程，记录地层的基本信息，包括特征、层级和年代，识别地层中的化石层。任务2为测量地层，按比例和颜色制作地层柱模型。通过2项任务完成后的内容分享，形成任务间的合作——在地层柱模型中找到化石层。

将任务1和任务2的成果整合，为后续学生开展科研工作“找到化石”打基础，教师在相关展厅中进行现场指导。任务1的趣味性低于任务2，教师要注意与学生的互动和指导，可以适当介绍野外工作过程中的故事、趣闻，提升趣味性。任务1的重点是在展厅中获取地层和时间的关系等信息，任务2的重点突出地层柱的模型制作。任务l的完成者为任务2的地层柱模型进行识别和标注，学生在过程中互相分享信息，实现自主学习和互助合作。

小组合作体验（60分钟）——科学研究，过程模拟

学生借助野外足迹复原图进行初步的科学内容判断，分析复原场景中存在的科学信息，结合化石形成过程的介绍，进行科学测量。引入古生物足迹学的科学概念和科学信息，对复原的场景进行测量、判断和猜想，重复野外古生物的研究过程;对相关信息进行记录和计算，讲述当时的自然环境和生活场景等。结合现实生活，借助图片，导学生从脚印观察中获取信息，对时间、地点、人物、事件等进行判断和想象，为恐龙脚印的观察和猜想提供思路。

头脑风暴：提到脚印，会想到什么？通过观察图片，可以获取哪些信息？组员间讨论并记录，可以将发现的信息拓展成故事，描述脚印形成时的场景。

研究情境：小组合作实践过程中了解到化石存在于地层，偶然在陕西神木县发现了一片恐龙脚印，要对其开展研究。采用小组合作的方式，模拟野外恐龙足迹化石发现现场，根据脚印分布状况推断足迹所有者当时的生活情境，构建远古时期的自然环境和生活场景，完成材料学习、猜想、测量、计算、判断、结论等环节。

基于活动体验和实践的展厅再参观学习（40分钟）

在讲解员的带领下，了解古生物展厅的展品和信息。由于学生已经具备一定的古生物学知识，讲解重点突出古生物与生物多样性、与环境的适应性、与地球的变迁和生命的演化等角度，巩固活动成果，将讲解内容和情境、知识、现实生活取得联系，培养学生在地球46亿年历史的时间跨度。上，理解生命的意义和价值。

◎创新点

◆将科学家的科研成果转化为教育活动，通过模拟古生物学的化石发现和研究过程，使学生了解科学家、科研工作，科学研究与社会、生活的关系，学习探究过程更容易获得成就感，可操作性强，难度适宜。

◆恐龙这一题材，具备社会热点，亲手触摸博物馆中的展品化石，了解野外挖掘现场，对该学段学生具备视觉和情感冲击力。

◆在场馆中通过教育活动将

主题式学习方法和情境认知理论相结合，围绕核心素养中的文化素养、自主发展和社会参与进行了有益的尝试。

◎评价方式

通过活动现场效果和活动评价标准对学生进行评价，主要从以下方面对学生学习效果进行评价：学生是否能积极参与活动的各个环节，与教师之间是否良好互动;学生是否认真、及时完成任务单和记录单;学生是否积极参与讨论和展示。

该项目获得第34届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技教育方案類一等奖。