科技館的實(shí)驗(yàn)教育

龔 劍

浙江省科技館，浙江杭州 310014

圍繞科技館拓展科學(xué)教育功能，加強(qiáng)與學(xué)?？茖W(xué)教育,尤其是實(shí)驗(yàn)教育的銜接與結(jié)合，策劃設(shè)計(jì)并組織實(shí)施拓展性科學(xué)教育活動(dòng)的理論和實(shí)踐研究，是當(dāng)前的一個(gè)重要命題。

1 科技館進(jìn)校園與科學(xué)教育

科學(xué)教育是一種以傳授基本科學(xué)知識為載體，關(guān)注科學(xué)技術(shù)時(shí)代的現(xiàn)代人所必需的科學(xué)素養(yǎng)的一種養(yǎng)成教育，是將科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神作為整體的體系，使其內(nèi)化成為受教育者的信念和行為的教育過程，從而使科學(xué)態(tài)度與每個(gè)公民的日常生活息息相關(guān)，讓科學(xué)精神和人文精神在現(xiàn)代文明中交融貫通[1]。

1.1 學(xué)校科學(xué)教育的特點(diǎn)

學(xué)校作為正規(guī)教育場所，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要職責(zé)。在學(xué)校里，科學(xué)教育以一種有組織的方式進(jìn)行，教師按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，這種方式對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮著不可替代的作用。

但學(xué)校往往需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課程，學(xué)生好奇心難以得到滿足，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新型思維不足；缺乏交流和互動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生難以發(fā)現(xiàn)問題，不能完全激發(fā)對科學(xué)知識探索和學(xué)習(xí)的欲望。

1.2 科技館科學(xué)教育的特點(diǎn)

在中英科技館論壇上，英國專家梅蘭妮·康指出：科技館不是一座學(xué)校，它扮演的角色是輔助教師的工作，它豐富了人們的體驗(yàn)，開發(fā)了人們的科學(xué)意識，擴(kuò)大學(xué)生的眼界，增進(jìn)公眾理解科學(xué)，這對現(xiàn)代技術(shù)社會(huì)人們的思辨能力極其重要。這是科技博物館所特有的，是它的“賣點(diǎn)”，是它同教室里的正規(guī)教育的區(qū)別所在，是它能夠吸引教師、學(xué)生前來參觀，政府關(guān)注的原因[2]。

科技館作為社會(huì)教育場所，是對學(xué)校教育的重要補(bǔ)充，它將較為枯燥、抽象的課本知識以生動(dòng)、直觀、互動(dòng)的形式展示出來，能有效彌補(bǔ)學(xué)校教育的不足，解決學(xué)校課題教育不易解決的問題。

1.3 館校結(jié)合的科學(xué)教育

中央文明辦、教育部、中國科協(xié)聯(lián)合開展“科技館活動(dòng)進(jìn)校園”工作，明確要求將科技館資源與學(xué)校教育特別是科學(xué)課程、綜合實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合起來，促進(jìn)校外科技活動(dòng)與學(xué)校科學(xué)教育有效銜接，對科學(xué)教育加強(qiáng)前置性研究與多樣化設(shè)計(jì)，為學(xué)校探究式學(xué)習(xí)與素質(zhì)教育搭建了平臺。

1995年美國政府頒布國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，科技博物館的教育項(xiàng)目開始向標(biāo)準(zhǔn)靠攏，各種服務(wù)活動(dòng)主動(dòng)配合學(xué)校正在進(jìn)行的科學(xué)教育改革。這是世界發(fā)展趨勢，因此將科技博物館的科學(xué)資源融入到正規(guī)學(xué)校的科學(xué)教育，已成為我國科技館的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2 科技館與學(xué)校實(shí)驗(yàn)教育

2.1 科技館教育重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移

我們正處在創(chuàng)新時(shí)代，科技館務(wù)必更新觀念，將教育重點(diǎn)轉(zhuǎn)移為傳播科學(xué)思想和科學(xué)方法，激發(fā)人們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識，它直接影響著科技館的展覽教育內(nèi)容與活動(dòng)的設(shè)置。

中國科技館三期設(shè)置了探索與發(fā)現(xiàn)主題展廳，展覽圍繞科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的若干重要方向搭建展覽框架，按照“問題比答案重要，過程比結(jié)果重要，方法比知識重要”的原則設(shè)計(jì)展項(xiàng)，參觀者通過融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，享受其過程中的快樂和啟發(fā)。

2.2 我國科技館實(shí)驗(yàn)教育現(xiàn)狀

近年，國內(nèi)科技館的實(shí)驗(yàn)教育得到日益發(fā)展。

例如作為全國“科技館活動(dòng)進(jìn)校園”試點(diǎn)單位，浙江省科技館充分發(fā)揮非正規(guī)教育場所的教育功能，推出了內(nèi)容豐富而活潑互動(dòng)的“暑期趣味實(shí)驗(yàn)小課堂”活動(dòng)，頗受師生家長的歡迎；與省教育部門大力合作，從全省3000余所學(xué)校的層層選拔出22位選手，在科技館展廳聯(lián)合主辦了省首屆中小學(xué)科學(xué)教師實(shí)驗(yàn)技能大賽決賽；與區(qū)教育局合作，把學(xué)?？茖W(xué)課的課堂搬到了科技館的展廳，結(jié)合展品展項(xiàng)實(shí)施科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)課并進(jìn)行競賽活動(dòng)；還與教育出版社合作，結(jié)合展廳展項(xiàng)出版《趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)》科普系列叢書，培養(yǎng)孩子不斷探索的精神。

重慶科技館將學(xué)生的“科學(xué)課”搬到科技館，開展情景化教學(xué)，通過詮釋某一展品在生活中的運(yùn)用，剖析其科學(xué)原理，從而引發(fā)進(jìn)一步的科學(xué)探究。[3]鄭州科技館把科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育的重要方法之一，于2010年成功舉辦“科學(xué)小實(shí)驗(yàn)競賽”活動(dòng)?？茖W(xué)體驗(yàn)活動(dòng)是廣西科技館的品牌節(jié)目，在中小學(xué)《科學(xué)》課基礎(chǔ)上進(jìn)行的延伸和拓展，學(xué)生和學(xué)校團(tuán)體均可通過電話預(yù)約，免費(fèi)參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

2.3 國外科技館實(shí)驗(yàn)教育

新西蘭國家博物館展廳中用鷹翅與機(jī)翼的剖面加以比對，并輔以圖像文字來說明伯努利原理；然后再讓觀眾雙臂套上特制的仿生翅膀，通過鼓風(fēng)實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn)氣流產(chǎn)生向上的升力。澳大利亞的墨爾本科學(xué)技術(shù)博物館和學(xué)校保持長期合作關(guān)系，學(xué)校經(jīng)常組織學(xué)生來館做理化實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容以趣味性而吸引學(xué)生，以貼近生活而受到歡迎。

美國科技博物館的教育項(xiàng)目圍繞著國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，各種服務(wù)活動(dòng)主動(dòng)配合學(xué)校正在進(jìn)行的科學(xué)教育改革，其中科學(xué)展示與科學(xué)實(shí)驗(yàn)為其中的重要內(nèi)容；新加坡科學(xué)中心的各種培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)均圍繞教學(xué)大綱的內(nèi)容，每年接待15萬名學(xué)生，真正成為青少年校外學(xué)習(xí)的課堂。這些都值得我們借鑒。

3 科技館實(shí)驗(yàn)室的策劃與研究

3.1 建立科技館實(shí)驗(yàn)室的必要性

科學(xué)探索是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、獲取科學(xué)知識的主要過程和方法，一般包括提出和聚焦問題，設(shè)計(jì)研究方案，收集和獲取證據(jù)，分析數(shù)據(jù)、取得結(jié)論，表達(dá)和交流五個(gè)要素。中小學(xué)科學(xué)課程把把探究作為青少年學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方式，強(qiáng)調(diào)通過親身經(jīng)歷科學(xué)活動(dòng)過程學(xué)習(xí)科學(xué)知識，促進(jìn)科學(xué)態(tài)度的發(fā)展。

浙江省科技館在籌建新館時(shí)，曾邀請一批科學(xué)老師參加“展項(xiàng)設(shè)置意見征詢座談會(huì)”，各位老師表示熱烈歡迎有浙江自己的科技館，還一致提出建立可以做各種理化生實(shí)驗(yàn)的綜合實(shí)驗(yàn)室的建議。一些昂貴的物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)施，中小學(xué)無力各自獨(dú)立置辦，由科技館統(tǒng)一設(shè)置，然后安排各學(xué)校到科技館做實(shí)驗(yàn)，確實(shí)是一種最佳選擇。

3.2 建立科技館實(shí)驗(yàn)室的主要原則

既然建立科技館實(shí)驗(yàn)室很有必要，接下來是討論建立科技館實(shí)驗(yàn)室的原則。

科學(xué)性原則：科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)教育的最基本要求，必須保證實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果力求現(xiàn)象明顯，直觀，以體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性；趣味性原則：讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分發(fā)揮自己的興趣，促使更加投入和專注，以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果；參與性原則：包括過程參與和結(jié)果參與，不但培養(yǎng)良好的動(dòng)手能力，而且體現(xiàn)更好的教育實(shí)踐性；關(guān)聯(lián)性原則：科技館流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)置要與學(xué)?！犊茖W(xué)》教程同步進(jìn)程，緊密結(jié)合，還要與生活常識相關(guān)聯(lián)，以期取得更好的實(shí)驗(yàn)效果；拓展性原則：不拘泥于《科學(xué)》教材的內(nèi)容于范圍，可充分利用科技館科學(xué)資源，拓展與延伸實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；差異性原則：考慮學(xué)生個(gè)體能力、知識水平、知識結(jié)構(gòu)的差異性，做到因材施教。

3.3 建立科技館實(shí)驗(yàn)室的對策建議

國內(nèi)外科技館在科技館科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們可以借鑒如下：

1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

中國科技館開發(fā)的“科普活動(dòng)體驗(yàn)箱”，結(jié)合中小學(xué)《科學(xué)》課程，配有使用說明書、課程教案及配套活動(dòng)器材。例如據(jù)《科學(xué)》課中“材料”單元設(shè)計(jì)的《再生紙》實(shí)驗(yàn)箱，保留古代造紙工藝，由學(xué)生動(dòng)手制作一張?jiān)偕堊髌?，通過實(shí)驗(yàn)直觀地了解造紙?jiān)砗凸に嚵鞒蹋B(yǎng)成珍惜水資源的環(huán)保意識。

臺中自然科學(xué)博物館針對小學(xué)中年級以上的學(xué)生，設(shè)置了“奇妙的潛望鏡”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用鏡片和紙筒組合，制作多角度觀察潛望鏡，認(rèn)識光的反射與折射原理；又通過制作簡易的溫度控制警報(bào)器，認(rèn)識雙金屬片的特性及其電路應(yīng)用原理。

2）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的具體實(shí)施

臺中自然科學(xué)博物館的科學(xué)教育服務(wù)活動(dòng)影響廣泛，每年向各教育局發(fā)函，由教育局視轄內(nèi)各校需要而提供名冊給科博館；科博館再與各學(xué)校聯(lián)系，以洽商適當(dāng)?shù)牡叫７?wù)時(shí)間及內(nèi)容；各校填寫相關(guān)申請表格，由教育局匯集后函送科博館，最后確定時(shí)間和內(nèi)容，到校進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)。在日本，科技博物館是學(xué)生的第二課堂，中小學(xué)校有組織地帶領(lǐng)學(xué)生來上課，展區(qū)中設(shè)立若干組書寫區(qū)域，以方便學(xué)生的討論、記錄。美國新澤西自由科學(xué)中心與州教育局密切合作，充分研究每個(gè)學(xué)校使用的教材，邀請當(dāng)?shù)貙W(xué)生來館做實(shí)驗(yàn)，集中展示學(xué)校不能展示的科學(xué)原理。

由此可見，科技館實(shí)驗(yàn)室在國內(nèi)外都有廣泛的需求，關(guān)鍵問題是科技館必須與教育部門經(jīng)常溝通，與各校密切合作，才能開拓更廣闊的道路，使之蓬勃發(fā)展而永遠(yuǎn)立于不敗之地。

[1]劉文利.科學(xué)教育的重要途徑：非正規(guī)學(xué)習(xí).[J]教育科學(xué)，2007，1.

[2]梅蘭妮·康·科學(xué)博物館：交流和學(xué)習(xí).[C]//中英科技館論壇論文報(bào)告集，2004，8：1-7.

[3]黃迪，韓琳.關(guān)于科技館的資源開發(fā)與利用的思考[C]//2011（廣西·南寧）中國自然科學(xué)博物館協(xié)會(huì)科技館專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011，11：192-196.