青少年高?？茖W(xué)營體驗(yàn)式教育活動(dòng)效果的實(shí)證研究

謝黎蓉

摘 要 當(dāng)前體驗(yàn)式教育正廣泛應(yīng)用于科學(xué)傳播陣地，為受眾提供了沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過真實(shí)情境激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)感官開展科普教育活動(dòng)。以青少年高?？茖W(xué)營之植物科學(xué)專題營的“蓮與睡蓮僅一字之差嗎？”活動(dòng)為例，全方位評(píng)估體驗(yàn)式教育活動(dòng)的效果及影響，以期對(duì)后續(xù)的改進(jìn)提出修正性建議。

關(guān)鍵詞 體驗(yàn)式學(xué)習(xí) 科普教育 效果評(píng)估 青少年高?？茖W(xué)營

0 引言

為貫徹落實(shí)《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2006—2010—2020年）》，發(fā)揮高校在傳播科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法和提高青少年科學(xué)素質(zhì)方面的作用，中國科協(xié)和教育部共同主辦了青少年高校科學(xué)營活動(dòng)，由中國科學(xué)院支持，各省級(jí)科協(xié)、教育廳（教委）、有關(guān)高校、中央企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)具體承辦，按照全國和地方兩級(jí)模式進(jìn)行管理。[1]自2012年起，每年在暑期組織對(duì)科學(xué)有濃厚興趣的優(yōu)秀高中生，走進(jìn)重點(diǎn)高校、企業(yè)、科研院所，參加為期一周的科技與文化交流活動(dòng)。[2]作為層次最高、規(guī)模最大、覆蓋面最廣的青少年科技創(chuàng)新夏令營，青少年高?？茖W(xué)營活動(dòng)旨在激發(fā)青少年對(duì)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)青少年崇尚和熱愛科學(xué)，鼓勵(lì)青少年立志從事科學(xué)研究事業(yè)，培養(yǎng)科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，為科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2017年7月，青少年高?？茖W(xué)營之植物科學(xué)專題營于中國科學(xué)院武漢植物園啟動(dòng)。本次專題營以“探索植物專類園”為主題，依托豐富的專類園資源和強(qiáng)大的科研優(yōu)勢，精心設(shè)計(jì)了10個(gè)科學(xué)探究課題，涉及珍稀瀕危植物、藥用植物、芳香植物、水生植物、多肉多漿植物等多個(gè)類別。專題活動(dòng)均采用了體驗(yàn)式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，兼具科學(xué)性、趣味性和可操作性。在科技輔導(dǎo)員的指導(dǎo)下，營員們化身小小植物學(xué)家，在真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)問題，并尋求解決問題的有效方法，體驗(yàn)植物的參差多態(tài)之美、自然的和諧共生之美、科學(xué)的上下求索之美。

1 教育理論

體驗(yàn)式科普教育源于體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，改變了傳統(tǒng)的科普模式，充分發(fā)揮受眾的主觀能動(dòng)性。不同于“灌輸式”、“填鴨式”教育，它更注重直接經(jīng)驗(yàn)的獲取，需要科學(xué)教師以多種方式引導(dǎo)學(xué)生通過親自動(dòng)手、親身感受來體驗(yàn)科學(xué)的魅力。正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使得“體驗(yàn)元素”在科普教育中日益受到重視?？破展ぷ髡唛_始運(yùn)用新的理念重新規(guī)劃科普活動(dòng)[3]，為受眾創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，充分調(diào)動(dòng)受眾的感官體驗(yàn)，使其主動(dòng)思考事物之間的關(guān)系，從而轉(zhuǎn)化獲得相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。

本次青少年高?？茖W(xué)營之植物科學(xué)專題營的規(guī)模為100人，營員的年齡為15～17歲，來自湖北、湖南、四川、重慶、河南、安徽、廣西、福建、云南、新疆、青海等地。活動(dòng)中營員每10人分為一組，分別參與10個(gè)不同的專題活動(dòng)。由于時(shí)間和人力的限制，我們選取“蓮與睡蓮僅一字之差嗎？”專題活動(dòng)為研究對(duì)象，開展對(duì)體驗(yàn)式科普教育活動(dòng)效果及影響的評(píng)估。

2 活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

如圖1所示，“蓮與睡蓮僅一字之差嗎？”活動(dòng)旨在探究蓮和睡蓮的區(qū)別，分為“背景介紹”、“實(shí)地調(diào)查”、“DNA實(shí)驗(yàn)”和“總結(jié)匯報(bào)”四個(gè)板塊，分別在多媒體教室、種質(zhì)資源圃和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。每個(gè)板塊由多個(gè)細(xì)化任務(wù)組成，難度從淺到深逐級(jí)遞進(jìn)，在2位科技輔導(dǎo)員的幫助下，帶領(lǐng)營員體驗(yàn)科學(xué)研究的真實(shí)過程。

2.1 背景介紹

科技輔導(dǎo)員講授蓮與睡蓮的常見品種、產(chǎn)地分布、生長習(xí)性、繁殖方式、應(yīng)用價(jià)值，讓他們?cè)陬^腦中形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在了解背景知識(shí)后，科技輔導(dǎo)員帶領(lǐng)營員前往種質(zhì)資源圃，近距離觀察不同品種的蓮與睡蓮的表型性狀。根據(jù)觀察結(jié)果，要求營員思考蓮與睡蓮都有哪些可測量獲得的表型性狀數(shù)據(jù)，制作觀察工具，并對(duì)調(diào)查進(jìn)行合理的分工。

2.2 實(shí)地調(diào)查

按照小組分工，營員使用卷尺、相機(jī)等工具，測量記錄蓮與睡蓮的植株株高、葉徑、花徑、花瓣數(shù)量、雌蕊數(shù)量、雄蕊數(shù)量、果實(shí)直徑等，同時(shí)將花朵、果實(shí)等部分進(jìn)行解剖，對(duì)比它們的切面差異。

2.3 DNA實(shí)驗(yàn)

科技輔導(dǎo)員向營員介紹植物DNA提取方法，將蓮與睡蓮的嫩葉進(jìn)行液氮研磨后，通過加入試劑、離心等操作后獲得蓮與睡蓮的DNA。隨后，使用電泳法檢驗(yàn)是否提取到蓮與睡蓮的DNA。

2.4 總結(jié)匯報(bào)

營員根據(jù)數(shù)據(jù)和資料，填寫表型性狀記錄表，得出蓮與睡蓮之間的差異，并與其他小組共同分享自己的發(fā)現(xiàn)。

3 活動(dòng)效果研究

本研究以定性研究與定量研究相結(jié)合的方式對(duì)“蓮與睡蓮僅一字之差嗎？”活動(dòng)進(jìn)行效果評(píng)估，主要采用問卷調(diào)查法、觀察法、訪談法了解活動(dòng)開展的效果及影響。如圖2所示，在活動(dòng)正式開始前，每位營員需完成活動(dòng)前測問卷；活動(dòng)開展過程中，由研究人員全程記錄每位營員的實(shí)際表現(xiàn)，并填寫營員行為觀察表；活動(dòng)結(jié)束后，營員需完成活動(dòng)后測問卷，同時(shí)，研究人員對(duì)營員和科技輔導(dǎo)員進(jìn)行深度訪談。

（1）營員前后測問卷：活動(dòng)前測問卷共有15道題目，包括基本信息采集3題、先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)測試2題、活動(dòng)相關(guān)知識(shí)10題（單選和多選）?；顒?dòng)后測問卷共有13道題目，包括基本信息采集3題、活動(dòng)相關(guān)知識(shí)10題（單選和多選）。營員前后測問卷的相關(guān)題目均與科技輔導(dǎo)員經(jīng)過討論交流后得出。

（2）營員行為觀察表：根據(jù)活動(dòng)設(shè)計(jì)，使用觀察法在整個(gè)過程中跟蹤記錄每位營員的實(shí)際表現(xiàn)。

（3）營員訪談問卷：參考DPI科普活動(dòng)評(píng)估體系，從營員的視角設(shè)計(jì)訪談問卷，圍繞活動(dòng)的內(nèi)容選擇、科學(xué)性、趣味性、吸引力、態(tài)度影響、行為影響等方面，共有10道評(píng)分題，設(shè)為11個(gè)分階，0代表最低，10代表最高。

（4）科技輔導(dǎo)員訪談問卷：參考DPI科普活動(dòng)評(píng)估體系，從教師的視角設(shè)計(jì)訪談問卷，同樣圍繞活動(dòng)內(nèi)容選擇、科學(xué)性、趣味性、吸引力、態(tài)度影響、行為影響等方面，共有9道評(píng)分題，設(shè)為11個(gè)分階，0代表最低，10代表最高。

4 結(jié)果與分析

4.1 營員前后測對(duì)比分析

通過對(duì)比前后測問卷，可以了解營員在活動(dòng)前后對(duì)蓮與睡蓮相關(guān)知識(shí)的掌握情況。前后測問卷均由科技輔導(dǎo)員進(jìn)行評(píng)分，每題記1分。由表1可知，使用SPSS對(duì)營員前后測成績進(jìn)行兩配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前后測存在顯著差異，前測問卷平均分?jǐn)?shù)僅為5.4，而后測問卷平均分?jǐn)?shù)則達(dá)到8.8，說明營員通過活動(dòng)在知識(shí)點(diǎn)掌握上有所提升。

4.2 營員行為觀察分析

在活動(dòng)過程中，研究人員參照營員行為觀察表，每3 min觀察1次全體營員，并記錄全體營員的行為。我們將營員的行為分為兩大類：投入行為和非投入行為。其中，投入行為包括做筆記、提問、回答問題、討論、拍照、測量記錄、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等與學(xué)習(xí)相關(guān)的行為；非投入行為包括玩手機(jī)、閑聊、發(fā)呆、睡覺等與學(xué)習(xí)無關(guān)的行為。

如表2所示，投入行為與非投入行為發(fā)生的總次數(shù)為311次?？偼度胄袨橹邪l(fā)生頻次最高的是做筆記（83次），其次是拍照（44次）和測量記錄（35次）。其中，做筆記主要發(fā)生在“背景介紹”板塊，拍照和測量記錄則發(fā)生在“實(shí)地調(diào)查”板塊。而非投入行為中發(fā)生頻次最高的是閑聊（23次），主要發(fā)生在“總結(jié)匯報(bào)”板塊，這是由于只有部分營員作為代表上臺(tái)發(fā)言，其余營員沒有參與的機(jī)會(huì)。其他三種非投入行為則大多發(fā)生在“DNA實(shí)驗(yàn)”板塊，原因可能是出于安全考慮，多數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟由科技輔導(dǎo)員演示完成，因此營員有大量的空閑時(shí)間，較易出現(xiàn)“開小差”的行為。

4.3 活動(dòng)反饋分析

活動(dòng)結(jié)束后，研究人員對(duì)營員和科技輔導(dǎo)員開展一對(duì)一訪談，分別填寫了活動(dòng)實(shí)施效果調(diào)查問卷。如圖3所示，營員對(duì)活動(dòng)實(shí)施效果滿意程度的平均評(píng)分為9.2，對(duì)活動(dòng)主題吸引程度的平均評(píng)分為9.2，對(duì)活動(dòng)實(shí)施流程合理程度的平均評(píng)分為9.3；而科技輔導(dǎo)員對(duì)活動(dòng)實(shí)施效果滿意程度的平均評(píng)分為9，對(duì)活動(dòng)主題吸引程度的平均評(píng)分為8，對(duì)活動(dòng)實(shí)施流程合理程度的平均評(píng)分為8。可見，營員和科技輔導(dǎo)員都對(duì)整個(gè)活動(dòng)非常滿意，其中在活動(dòng)主題的吸引程度、活動(dòng)實(shí)施流程的合理程度上，營員的評(píng)價(jià)要高于科技輔導(dǎo)員的評(píng)價(jià)。

由表3可知，營員認(rèn)為活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)部分的難度均值低于科技輔導(dǎo)員均值，說明“DNA實(shí)驗(yàn)”板塊對(duì)營員的挑戰(zhàn)性不高；在對(duì)活動(dòng)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)的理解程度上，營員與科技輔導(dǎo)員均值最為接近，均高于8分；對(duì)分配給營員任務(wù)的完成程度上，營員均值高達(dá)9.4分，反映出營員對(duì)自己比較滿意，而科技輔導(dǎo)員則認(rèn)為營員尚有提升的空間；在對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)水平評(píng)分中，營員均值高于科技輔導(dǎo)員均值，說明營員對(duì)科技輔導(dǎo)員的知識(shí)技能、活動(dòng)控制、講解指導(dǎo)等方面都較為滿意。

如圖4所示，營員再次參加類似項(xiàng)目的可能性均值為7.8，后期關(guān)注生命科學(xué)領(lǐng)域的可能性均值為9.2，而科技輔導(dǎo)員對(duì)營員的預(yù)測均值都為8.5。說明營員對(duì)再次參與類似項(xiàng)目的興趣低于科技輔導(dǎo)員的預(yù)期，但日后對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注度高于科技輔導(dǎo)員的預(yù)期。

如表4所示，營員最喜歡“測量記錄表型性狀”、“提取DNA”、“驗(yàn)證DNA”三個(gè)環(huán)節(jié)，大部分營員認(rèn)為“提取DNA”是最難操作且收貨最大的環(huán)節(jié)。究其原因，高中生只接觸過DNA的概念，但并未做過“提取DNA”這類分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此給他們留下了深刻的印象。

5 結(jié)論與啟示

綜上所述，本次青少年高?？茖W(xué)營之植物科學(xué)專題營開展的“蓮與睡蓮僅一字之差嗎？”活動(dòng)成效明顯，營員十分認(rèn)可“體驗(yàn)元素”帶來的充實(shí)感和成就感。研究發(fā)現(xiàn)，營員在參與體驗(yàn)式教育活動(dòng)后對(duì)知識(shí)的掌握程度明顯提高，活動(dòng)過程中的投入行為明顯多于非投入行為。由此可見，營員對(duì)這一活動(dòng)形式的認(rèn)可度較高，并影響了他們后續(xù)對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注意愿。同時(shí)，實(shí)地調(diào)查、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)更能激發(fā)營員的學(xué)習(xí)興趣，收獲也最大。另一方面，由于時(shí)間、場地的限制，活動(dòng)過程中部分營員未能真正體驗(yàn)實(shí)踐過程，影響了他們的參與積極性。

縱觀本次活動(dòng)的整個(gè)過程可謂瑕瑜互見。如何做到揚(yáng)長避短，以提升受眾的科普教育效果，筆者從以下兩點(diǎn)提出改進(jìn)意見與策略，供科普工作者參考。（1）將科學(xué)方法與情感態(tài)度納入活動(dòng)目標(biāo)：體驗(yàn)式科普教育作為一種非正式教育，它的最終目的不應(yīng)該單純的只是知識(shí)普及，而要定位為更廣泛的科學(xué)方法與情感態(tài)度。如果僅將傳遞知識(shí)作為教育目標(biāo)，無異于披上了“體驗(yàn)式”外衣的校外“正式教育”。因此我們要以體驗(yàn)式教育活動(dòng)為載體，引導(dǎo)受眾認(rèn)同與掌握科學(xué)方法，并傳遞對(duì)自然、科學(xué)的正確價(jià)值觀。（2）提供真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境：體驗(yàn)式教育活動(dòng)因其有趣有效的特點(diǎn)正在廣泛地被科普工作者所采用，多元化的活動(dòng)形式讓受眾耳目一新，提供了更多動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境能讓受眾沉浸式地獲取知識(shí)，極大地提升了活動(dòng)效果。以體驗(yàn)的方式感受科學(xué)的神奇，這也對(duì)科普工作者提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。期待體驗(yàn)式科普教育能在未來的科普領(lǐng)域中充分發(fā)揮優(yōu)勢，開啟科學(xué)傳播的新時(shí)代。

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