基于科技馆展品的体验式学习活动设计初探

摘 要 作为社会非正规教育的重要机构，科技馆将较为枯燥、抽象的知识以生动、形象、直观、互动的形式展示出来，有助于激发学生的学习兴趣，弥补学校教育的不足。科技馆科学教育活动的设计应当区别于学校教育，发挥展品自身资源优势。文章尝试结合体验式学习理论，分析体验式学习在科技馆开展的可行性，并设计相应的科学教育活动。

关键词 体验式学习；科技馆；教育活动设计

中图分类号：G268 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.16.018

Exploration of the Experiential Learning Activity Design based on Exhibits

in Science and Technology Museums

HUANG Yujun

（Hubei Science and Technology Museum， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract As an important institution for informal education in society， science and technology museums showcase dull and abstract knowledge in a vivid， vivid， intuitive， and interactive form， which helps to stimulate students' interest in learning and make up for the shortcomings of school education. The design of science education activities in science museums should be different from school education and leverage their advantages in exhibition resources. The article attempts to combine experiential learning theory to analyze the feasibility of experiential learning in science museums and design corresponding scientific education activities.

Keywords experiential learning; science and technology museums; education activities design

1 体验式学习的内涵

国外体验式教育的应用场景最早是从户外培训开始的，源自德国教育学家库尔特 汉恩的户外训练学校（Outward Bound），通过野外训练让参加者提升生存和人际交往能力，改善人格和心理素质[1]。其学习理论可追溯到卢梭自然主义教学理论中“以行求知，体验中学”的思想。

1900年杜威提出“做中学”的理论，认为教育是一种从已知经验到未知经验的连续过程，这种过程不是教给学生既有的科学知识，而是让他们在活动中不断增加经验，主张在真实的情境中促使学习发生，通过亲身体验去获取直接经验。杜威的思想为体验式学习奠定了理论基础[2]。

1984年大卫·库伯在前人理论的基础上，进一步整合了体验式学习理论。在他的著作《体验学习：体验是学习和发展的源泉》一书中，对体验式学习进行了完整和系统的阐述，并提出了“体验式学习圈”模型。该模型将体验式学习概括为“具体体验、观察反思、抽象概括、行动应用”四个阶段[3]。库伯认为体验式学习是指个体与外部环境持续交互的过程及学习知识、创造知识的过程，而个体具有两种获取体验的方式：一种是感知（即具体体验），另一种是领悟（即抽象概括）。只有在辩证对立的感知与领悟之间达到统一，学习者才可获得体验的意义[4]。模型提出后受到国内外专家学者的认可，被广泛应用于课堂教育、职业培训、户外教育等相关领域。

因此，体验式学习是学习者的体验、观察、反思和实践四个方面整合统一的过程观。其本质是以学习者为中心，以直接经验的习得为目的，通过观察反思等行为实现知识的习得、应用和迁移，完成知识的意义建构[5]。

2 基于展品的体验式学习活动设计初探

在科技馆的学习场景中，展品是重要的教育资源。在活动开发的过程中，可以发挥展品良好的实践性、互动性的特点，融入体验式学习模型。结合科技馆的学习环境，笔者根据活动设计的一般流程，并以“体验式学习圈”模型作为指导，搭建基于展品的体验式学习活动设计流程框架。整个活动设计充分考虑场馆学习的特点，将科技馆展品作为重要的学习活动资源，它既是活动主题的情境导入素材，又是具体体验的素材，其背后所蕴含的知识点也是引导学生开展探究学习的目标。而基于这些知识点完成的作品设计活动，则是对所学知识及概念的再次检验和巩固。

下面就以湖北省科学技术馆教育活动“风力发电”为例，探讨如何基于科技馆展品和体验式学习模型设计和开展教育活动。

2.1 项目选定

项目选定是选定学习的主题和目标。基于展品资源开发的场馆教育活动，可以是展品知识点的延伸拓展，也可以是对展品内涵的深度开发。科技馆的展品根据涉及知识点的特点不同，其展示形式也有较大差别。教师可以选取能够让学生获取直接经验、具有实践和互动条件的展品，挖掘与公众个人生活或社会生活关联度较高的主题，结合生活中的应用场景设计学习目标。同时需要确定活动的实施对象，结合不同年龄段学生的特征进行分析，以便后期确定活动环节和任务的难度。

本案例选取湖北省科技馆“超级工程”展厅中的“风力发电”展品，聚焦清洁能源开发利用工程，对其背后的技术和原理进行剖析和解读，将基础科学的探究与技术工程的实践相结合，围绕真实世界的应用场景展开活动设计。

2.2 活动策划

活动策划是在项目选定主题的基础上，策划整个活动的内容，确定活动资源、活动内容和活动形式。

相应的活动资源主要包括两个方面：一是场馆资源，包括场馆环境、展品展项、教学设备等；二是教学资源，包括教师提前准备好的活动导入视频、教学课件、教学挂图、教学资源包等。活动内容是实现学习目标的载体，需要结合前期的活动对象分析，基于学生的认知水平和知识结构来设计活动内容，充分激发学生的学习动机。在本案例活动内容的选择上，充分考虑展品呈现的知识点，挑选“风力发电”工程中的发电机、电磁感应等知识点，选取易操作、具有探究性价值的内容进行活动设计。根据体验式学习活动的特性，适宜采用结合展品操作内容的科学活动，包含参观体验和作品制作，让学生在参观的基础上，以自主探究和小组协作等方式进行学习。

2.3 活动流程设计

活动流程设计融入库伯的“体验式学习圈”模型，分为情境体验、观察思考、作品制作、成果交流四部分。

2.3.1 情境体验

情境体验是一个搭建支架的过程，首先需要让学生对学习任务产生兴趣，结合其已有的知识经验，激发学生主动探究的积极性。在情境设置上，科技馆的展品是非常好的情境导入材料，其良好的演示效果和互动性，使学生能够通过自身的体验去直观地理解活动主题。

学生在面对“风力发电”这个主题时，往往没有具体的概念。在导入环节，教师可以引导学生回顾自己了解的清洁能源形式，描述在现实生活中接触到的“风力发电机”，分享自己在影视节目或是旅途中看到的大型风力发电机，让学生将自己的知识经验和活动主题结合起来，形成初步的概念。

随后带领学生参观“风力发电”展品，打开展品的风机来吹动展墙的风扇，风扇转动连接电路，从而启动立体悬浮风扇屏。风扇屏启动后，屏幕则开始演示中国风力资源分布图及风力发电的原理。在这个过程中，学生通过展品亲身体验风力发电的过程，激发了学生对于活动的兴趣。

2.3.2 观察思考

在学生操作、体验展品的过程中，需要及时将学生的直接经验转化为间接经验，从而形成抽象概念。

比如按下展品开关后，引导学生观察风轮如何运动，扇叶如何旋转，扇叶角度与发电效率之间的关系等。学生通过操作展品，观察到了现象，也通过图文板的解说大致了解了风力发电相关的理论知识，但对知识点的理解还只是走马观花，未能深入理解其原理。此时教师可抛出一些问题，如“只要风力发电机转动就能发电吗？”引导学生对观察到的现象进行思考，并提出新的问题。

2.3.3 作品制作

学生通过前期的展品体验活动，通过抽象概括形成初步结论后，就可以分组去自主设计和制作自己的风力发电机，来检验自己的结论是否正确，这实际上是一个行动应用的阶段，是学生迁移自己的抽象概括结果，并在新情境中检验概念和结论的过程。

在作品设计环节，需要学生结合自己在观察思考环节中形成的结论，来明确自己的设计思路，主要需要明确如下的问题：①风力发电机包括哪几个部分？它们分别如何运作？②预设风力发电机的拼装顺序。③与小组成员交流每个部分的设计思路是否合理，并进行修正。

在整个设计环节中，教师不对学生设计方案的过程过多干涉，允许学生试错，从而对自己的设计方案进行修正。可以让学生结合前期的观察和总结，自主选择材料，并尝试将设计材料不同、叶片数目不同的风扇叶片作为备用，在后期组装时可更换，对比风力转化效率，然后尝试利用各种工具和材料，将风扇叶片固定在电机上，鼓励各小组采取不同的方式来达到固定的目的，充分发挥学生的创造力。

在制作过程中，教师可以引导学生回顾之前在展品体验中学习到的内容，促进自己设计思路的形成。比如在解释为何使用小型电机就能够将机械能转化为电能的问题上，可以结合科技馆中“发电机与电动机”展品互动体验，帮助学生理解磁生电的过程和原理。拼装环节引导学生制作支架和底座，拼装风力发电机，并将电机接入万用表或发光二极管，测试自己的风力发电机是否能够发电。需要注意的是，学生在完成过程中很可能会遇到很多困难因素导致实验无法成功，比如：风力发电机的叶片设计不合理导致转速太低、马达功率不够导致产生电流太小等，导致最后不能成功发电。此时教师首先要肯定学生的实践过程，表明科学家及工程师在发明过程中也会遇到这种困难，同时引导学生去发现问题所在，尝试利用前置经验和观察记录所学到的知识去解决问题。比如通过添加齿轮去增加扭矩，解决转化效率低下的问题；或是加大风机功率，或是使用多个发电装置串联而增大产生的电流。

在解决问题的过程中，观察、反思、抽象概括这几个阶段并不是一个线性的过程，学生基于前期的观察和抽象概括的结论进行实践、反思，最后形成解决方案，检验了自己的结论，形成进一步的抽象概念，最终完成对自我知识体系的构建。

2.3.4 成果交流

在展示环节中，学生以小组为单位分享自己的作品，并交流设计和制作心得。这个环节是学生对自己所学习到的内容进行总结和反思，并形成抽象概念的过程。

首先让各组展示自己的作品，演示自己所设计的风力发电机的发电实验，梳理设计步骤，并说明自己在完成过程中遇到了哪些问题，以及相应的解决方案。展示完毕，其他小组成员可以对其提出改进意见，并说明自己在制作过程中遇到相同的问题时是如何解决的。汇报后，教师要总结学生在风力发电机设计过程中遇到的共性问题，将方案进行对比，让学生讨论出较为合理的设计方案。在此环节中，学生实际上再次经历了体验―观察―反思―实践的过程。

在整个学习活动实施流程中，始终贯彻以学生为中心的原则，以具体体验、自主概括与反思、自主设计、在新情境中检验知识的模式来设计活动流程，让学生能够在活动中获取直接经验，并利用已有的学习资料进行知识的加工，最终建构自己的知识体系。

2.4 活动评价

体验式学习活动强调学习是体验知识的过程，强调学习的自主性、主观能动性及体验的连续性，因此学习活动中的评价重点应是形成性评价而不是总结性评价。活动评价贯穿整个学习活动，学生可以通过评价环节检验自己的学习成果，改进自己的方案；教师通过设计评价量表，通过交流讨论的形式改进学生的学习过程，激励学生探究学习的动力，同时明确活动设计中可能存在的问题，及时进行改进或调整活动方案。

3 结语

科技馆作为非正式学习的重要阵地，向学生提供了互动学习的场所。其通过整合场馆展教资源的教育活动设计，引导学生体验项目，培养学生发现问题、自主探究、解决问题、协作交流的能力。因此，科技馆教育活动的设计过程中应结合体验式学习的相关原则，让学生在亲身体验科学研究的过程中，在锻炼动手能力的同时激发其想象力和创造力。

基金项目：湖北省地方标准制修订项目“科技馆展览教育通用要求 第五部分：教育活动设计”（T-Z-05-2022173）。

参考文献

[1] 姜冬青.博物馆体验探究式教育项目研究[J].北京文博文丛，2014（2）：25-30，106.

[2] 周雪薇.基于体验式学习理论的教育游戏设计与开发[D].大庆：东北石油大学，2020.

[3] David A，Kolb.Experiential learning：Experience as the source of learning anddevelopment[M].New Jersey：Prentice-Hall，1984.

[4] 李文君.体验式学习理论研究综述[J].教育观察，2012，1（4）：83-89.

[5] 李易俞.智慧学习环境下体验式学习活动设计与实践研究[D].成都：四川师范大学，2020.