STS多維目標(biāo)下科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)

摘 要 以STS教育理念為指導(dǎo)，現(xiàn)代科普研學(xué)教育，應(yīng)當(dāng)將科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)融合發(fā)展。作為新時(shí)代科普教育的重要形式之一，科普研學(xué)課程的課程目標(biāo)應(yīng)該從“科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力、社會(huì)參與”多維角度出發(fā)，引導(dǎo)其課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。沙漠科普研學(xué)課程，作為地質(zhì)生態(tài)科普研究的典型代表，在多維目標(biāo)的指導(dǎo)下，通過(guò)“科學(xué)思維與科考實(shí)踐的統(tǒng)一、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)發(fā)展的統(tǒng)一、個(gè)人分析與團(tuán)隊(duì)探究的統(tǒng)一”課程設(shè)計(jì)，體現(xiàn)科普研學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞 科普研學(xué) STS多維目標(biāo) 沙漠研學(xué) 課程設(shè)計(jì)

0 引言

隨著社會(huì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科普教育也在不斷與時(shí)俱進(jìn)，STS的科學(xué)教育觀也應(yīng)用而生。STS為“science， technology and society”的簡(jiǎn)稱，即“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)”?，F(xiàn)代科普教育，不僅僅關(guān)注個(gè)人的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技能，也關(guān)注個(gè)人的科普社會(huì)觀、科普價(jià)值觀。

1 科普研學(xué)課程的多維目標(biāo)

STS的科學(xué)教育觀，為現(xiàn)代科普教育課程設(shè)計(jì)拓展了思維廣度、培植了教育厚度。而科普研學(xué)課程正為STS的科學(xué)教育觀提供了實(shí)踐的土壤?？破昭袑W(xué)課程是讓學(xué)生在行走中理解科學(xué)概念、領(lǐng)悟科學(xué)精神、掌握科學(xué)技能、提升科學(xué)素養(yǎng)的有效的科學(xué)教育方式，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)、探究不同自然人文地域情境下，科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的重塑功能。

如圖1所示，科普研學(xué)課程目標(biāo)設(shè)置，需要系統(tǒng)關(guān)注“科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力和社會(huì)參與”三個(gè)維度，層層遞進(jìn)深入，細(xì)化目標(biāo)，指導(dǎo)科普研學(xué)課程發(fā)揮其“實(shí)踐性、探究性、社會(huì)性”優(yōu)勢(shì)。如表1所示，根據(jù)筆者所搜集的資料與實(shí)踐，對(duì)科普研學(xué)課程多維目標(biāo)從科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力和社會(huì)參與三個(gè)方面進(jìn)行了解析。

2 實(shí)現(xiàn)多維目標(biāo)的課程設(shè)計(jì)及組織

為了實(shí)現(xiàn)科普研學(xué)“科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力和社會(huì)參與”三個(gè)目標(biāo)，在科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分實(shí)現(xiàn)多種學(xué)科融合、多種類型活動(dòng)應(yīng)用。在充分利用科普研學(xué)資源的基礎(chǔ)上，以多維目標(biāo)為指導(dǎo)，踐行科學(xué)思維與科考實(shí)踐的統(tǒng)一、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)發(fā)展的統(tǒng)一、個(gè)人分析與團(tuán)隊(duì)探究的統(tǒng)一。

科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)理念如圖2所示，由科普研學(xué)課程目標(biāo)入手，從研學(xué)課程參與受眾、研學(xué)課程設(shè)計(jì)元素、研學(xué)課程主題活動(dòng)、研學(xué)課程評(píng)價(jià)總結(jié)四個(gè)方面對(duì)科普研學(xué)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 科學(xué)思維與科考實(shí)踐相結(jié)合

在科普研學(xué)設(shè)計(jì)和組織過(guò)程中，既充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維層面的邏輯運(yùn)用，又鍛煉學(xué)生實(shí)踐層面的操作訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)“知行合一”，從而實(shí)現(xiàn)“科學(xué)素養(yǎng)”與“技術(shù)能力”的雙重培養(yǎng)。

（1）思維層面：在科普研學(xué)的過(guò)程中，需要引導(dǎo)學(xué)生基于已經(jīng)獲得的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、推理假設(shè)、合理判斷。因此，在科普研學(xué)課程開始之前，需要有效引導(dǎo)學(xué)生，積累相關(guān)科普研學(xué)活動(dòng)的學(xué)科知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)以及與之相匹配的科學(xué)研究方法。

（2）實(shí)踐層面：通過(guò)大腦的記憶聯(lián)想、分析綜合、判斷定義之后，需要經(jīng)過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和操作驗(yàn)證，以及自然資源、社會(huì)科技資源的實(shí)際應(yīng)用，來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證思維層面運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。通過(guò)科考實(shí)踐、情境體驗(yàn)，將校內(nèi)科學(xué)知識(shí)、拓展科普知識(shí)得以應(yīng)用。

在科普研學(xué)的過(guò)程中，問題—假設(shè)—推斷—檢驗(yàn)—結(jié)論—交流—評(píng)價(jià)是一個(gè)完整的閉環(huán)，需要協(xié)調(diào)思維與實(shí)踐。

2.2 科學(xué)技術(shù)與社會(huì)發(fā)展相結(jié)合

科學(xué)技術(shù)，是自然科學(xué)研究領(lǐng)域的成果展現(xiàn)。時(shí)代發(fā)展不斷提出新的科學(xué)技術(shù)命題，而科學(xué)技術(shù)的自覺發(fā)展，也在不斷推動(dòng)著社會(huì)各個(gè)層面的變化。科普研學(xué)活動(dòng)，憑借其融合科學(xué)教育與社會(huì)資源的重要特征，能夠有機(jī)地將科學(xué)教育與社會(huì)教育結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科綜合教育。從而，在構(gòu)建“科學(xué)思維”與“技術(shù)能力”的同時(shí)，培養(yǎng)“社會(huì)參與”意識(shí)，進(jìn)行社會(huì)課題的反思。

因此，在課程的設(shè)計(jì)中，既要根據(jù)課程目標(biāo)和資源狀況，提供科學(xué)思維分析、科學(xué)知識(shí)應(yīng)用的課程及活動(dòng)，又可以結(jié)合社會(huì)資源和科技的社會(huì)效應(yīng)，進(jìn)行關(guān)于科技的社會(huì)價(jià)值的思考。

（1）科技層面：在科普研學(xué)課程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮科學(xué)教育的獨(dú)特性。自然科學(xué)無(wú)意識(shí)、無(wú)目的、沒有自覺能動(dòng)性，需要引導(dǎo)作為思考主體的學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、畫圖、分析、比較等活動(dòng)，探尋蘊(yùn)藏在其中的原理和規(guī)律。

（2）社會(huì)層面：相較于客觀的科學(xué)物質(zhì)世界，人類社會(huì)具備有意識(shí)、有目的、有自覺能動(dòng)性的特征。一方面，科技的發(fā)展是歷史的潮流，并不以單個(gè)人的意志為轉(zhuǎn)移。但另一方面，科技的發(fā)展方向和維度，卻又是人類社會(huì)的需求與自主能動(dòng)性所選擇的。因此，在科普研學(xué)過(guò)程中，將具體的科技知識(shí)、科技成就與區(qū)域因素、時(shí)代因素和社會(huì)價(jià)值，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)一自然科學(xué)研究與社會(huì)科學(xué)反思的意識(shí)。

2.3 個(gè)人探究與團(tuán)體合作相結(jié)合

在科普研學(xué)的過(guò)程中，個(gè)體探究和小組合作，在保障科普研學(xué)課程的實(shí)踐過(guò)程中，缺一不可。個(gè)人探究與團(tuán)隊(duì)探索相互碰撞，將個(gè)人智慧與團(tuán)隊(duì)合作結(jié)合起來(lái)，才會(huì)以更加多元化的活動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)科普研學(xué)的多維目標(biāo)。

（1）個(gè)人層面：個(gè)人在自主探究的過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷知識(shí)遷移—知識(shí)反思—知識(shí)重構(gòu)的三個(gè)過(guò)程，個(gè)人需要通過(guò)運(yùn)用先前知識(shí)，對(duì)后續(xù)的探究、驗(yàn)證和新知識(shí)的獲取產(chǎn)生或正或負(fù)的遷移，實(shí)現(xiàn)通過(guò)或順應(yīng)，亦或是困惑混沌，而這正催促著個(gè)體好奇心的生發(fā)，不斷學(xué)習(xí)、驗(yàn)證。

（2）團(tuán)體層面：團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)是基于個(gè)人學(xué)習(xí)的集體性學(xué)習(xí)，它之所以區(qū)別于個(gè)人學(xué)習(xí)，是因?yàn)樗畲笮Ф鹊匕l(fā)揮了成員的交互作用和群體效應(yīng)，在一定情況下，這種交互作用和群體效應(yīng)使學(xué)習(xí)行為更有效。在科普研學(xué)課程中，通過(guò)PBL課題研究的形式，有效強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)與能力。

3 科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)——以沙漠研學(xué)為例

沙漠科普研學(xué)課程的開展，在于幫助學(xué)生實(shí)地勘探、考察沙漠的生態(tài)環(huán)境狀況，并能在極端環(huán)境下，磨練學(xué)生的生存意志與生活能力。其是在真實(shí)的沙漠場(chǎng)景中發(fā)生，但并不能將百分之百地還原沙漠科考過(guò)程，所以需要將沙漠科考的過(guò)程進(jìn)行課程模型的搭建，幫助不同學(xué)齡階段的學(xué)生掌握不同側(cè)重的沙漠研學(xué)內(nèi)容、沙漠科考方法，并培養(yǎng)正確的生態(tài)環(huán)境觀念與意識(shí)。

3.1 沙漠研學(xué)課程主題及目標(biāo)

沙漠科普作為一個(gè)整體性的科學(xué)考察活動(dòng)，需要通過(guò)不同的科普探究主題，完成對(duì)沙漠生態(tài)系統(tǒng)的全方位研究。

沙漠研學(xué)課程總體目標(biāo)從三個(gè)層面進(jìn)行建構(gòu)：

（1）科學(xué)素養(yǎng)層面：沙漠，作為地球表面上獨(dú)具特色的地形地貌之一，氣候干燥、降水稀少、蒸發(fā)量大、植被貧乏，終年被流沙和沙丘所覆蓋。這里，自然條件極其嚴(yán)酷，生態(tài)平衡十分脆弱。然而，在這看似生命禁區(qū)的地方，也會(huì)有生命的律動(dòng)。并且，為了沙漠生命的繁榮，和中國(guó)生態(tài)的和諧，沙漠治理與沙漠科技，也在一路高歌猛進(jìn)地發(fā)展。

因此，通過(guò)沙漠科普研學(xué)，在實(shí)地考察中，認(rèn)知沙漠獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。綜合運(yùn)用地理、生物、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、藝術(shù)等知識(shí)，得以認(rèn)知基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)在實(shí)際科考中的應(yīng)用。

有效掌握沙漠科學(xué)知識(shí)，訓(xùn)練沙漠科考素養(yǎng)，培養(yǎng)沙漠科考品質(zhì)。

（2）技術(shù)能力層面：在沙漠科考過(guò)程中，會(huì)涉及到各類科學(xué)考察工具、使用各種科學(xué)考察方法、完成各種科學(xué)考察報(bào)告，進(jìn)行科學(xué)研究闡述。運(yùn)用觀察、分析、對(duì)比、綜合等邏輯思維方法，將沙漠科普研究過(guò)程中的現(xiàn)象，進(jìn)行科學(xué)剖析、理論升華。

因此，學(xué)習(xí)掌握各類實(shí)驗(yàn)、科考工具的使用，實(shí)踐沙漠科考的常規(guī)方法，學(xué)習(xí)一般的治沙技能和步驟，都是沙漠科普研學(xué)的重要的技術(shù)目標(biāo)。

（3）社會(huì)參與層面：沙漠科考的一大重要目標(biāo)，便是認(rèn)知沙漠生態(tài)在人類生存系統(tǒng)中的重要地位和作用。沙漠生態(tài)系統(tǒng)，以其肆虐的風(fēng)沙、惡劣的環(huán)境，成為大部分生命的禁區(qū)。土地沙漠化，也在不斷威脅著人類既得的生存空間。

但是，沙漠的不適宜性并不意味著沙漠存在的不合理性。合理治理沙漠，維持沙漠生態(tài)系統(tǒng)與其他地域的生態(tài)平衡。了解治沙科技在人類與自然關(guān)系中的重要應(yīng)用，思考科學(xué)技術(shù)手段的社會(huì)價(jià)值。

基于沙漠環(huán)境特有的自然資源和人文資源，可以將沙漠科普研學(xué)課程建設(shè)，分為“五個(gè)主題”。每個(gè)主題的課程目標(biāo)與內(nèi)容，如表2所示。

3.2 沙漠科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)

沙漠科普研學(xué)課程與活動(dòng)的設(shè)計(jì)，始終圍繞多維科普研學(xué)目標(biāo)，將“科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力、社會(huì)參與”作為課程設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)因素，實(shí)踐科學(xué)思維與科考實(shí)踐的統(tǒng)一、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)發(fā)展的統(tǒng)一、個(gè)人分析與團(tuán)隊(duì)探究的統(tǒng)一的課程設(shè)計(jì)原則。

（1）注重沙漠知識(shí)與科學(xué)考察的結(jié)合

科普研學(xué)“科學(xué)素養(yǎng)”與“技術(shù)能力”目標(biāo)的培養(yǎng)，相輔相成。因此，在沙漠科普研學(xué)中，既需要沙漠基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐知識(shí)和學(xué)科知識(shí)的儲(chǔ)備，又需要具備沙漠科考的一般能力，做好充足的知識(shí)、技能的準(zhǔn)備，才有助于沙漠科普研學(xué)的有效開展。

同時(shí)，根據(jù)不同學(xué)齡階段的學(xué)生在認(rèn)知程度、知識(shí)儲(chǔ)備、培養(yǎng)目標(biāo)的不同，在行前準(zhǔn)備的時(shí)候，需要分學(xué)段進(jìn)行內(nèi)容準(zhǔn)備與策劃。每個(gè)沙漠研學(xué)主題下，小學(xué)、初中、高中在研學(xué)開展前分別所需要儲(chǔ)備的知識(shí)與技術(shù)能力，如表3所示。

（2）注重沙漠科研與生態(tài)反思的結(jié)合

在沙漠科考的過(guò)程中，探求沙漠的地形地貌、生態(tài)狀況、生存環(huán)境，用實(shí)地考察經(jīng)驗(yàn)，證明人類治理沙漠的重要性。了解、實(shí)踐沙漠治理技術(shù)，在促進(jìn)中國(guó)生態(tài)平衡中的重要作用。在治理沙漠的過(guò)程中，既有先進(jìn)的治沙個(gè)人不辭辛勞，也有成功的治沙經(jīng)驗(yàn)廣泛應(yīng)用。

以科普研學(xué)“社會(huì)參與”為目標(biāo)指導(dǎo)因素，在沙漠科普研學(xué)課程的設(shè)計(jì)當(dāng)中，教師應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)學(xué)生，將不同主題的科學(xué)認(rèn)知與價(jià)值反思進(jìn)行內(nèi)在構(gòu)建，形成整體性思考。在探究沙漠成因、沙漠形態(tài)、沙漠生命、沙漠治理的過(guò)程中，也要發(fā)現(xiàn)沙漠的人文魅力，思考沙漠的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí)，在辛勤的勞動(dòng)中，體悟沙漠治理工作人員的不易，以及沙漠治理科學(xué)的社會(huì)價(jià)值。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生，完成綜合課題研究，可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技術(shù)與反思的融合，完成“問題—假設(shè)—推斷—檢驗(yàn)—結(jié)論”的學(xué)習(xí)閉環(huán)，參考課題如表4所示。

[學(xué)段 課題名稱（建議） 小學(xué) 保護(hù)沙漠中的小精靈 初中 沙漠生態(tài)環(huán)境中的生存問題 高中 沙漠環(huán)境治理的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益 ][表4 沙漠科普研學(xué)課程社會(huì)考察課題]

（3）注重個(gè)人學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的結(jié)合

沙漠科考的過(guò)程中，例如沙丘測(cè)量、沙盤制作、昆蟲誘捕、麥草方格、課題探究等研學(xué)任務(wù)，都需要團(tuán)隊(duì)配合，才能實(shí)現(xiàn)科學(xué)考察的預(yù)期目標(biāo)。團(tuán)隊(duì)合作精神，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究所必須具備的精神，是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是技術(shù)能力更大范圍發(fā)展的基礎(chǔ)。

因此，以PBL小組合作形式組織科普研學(xué)課程的探索過(guò)程，可以幫助各個(gè)小組以“科考團(tuán)隊(duì)”的方式進(jìn)行自我定位，以系統(tǒng)而有條理地方式，進(jìn)行科考準(zhǔn)備、科學(xué)考察、科學(xué)總結(jié)、項(xiàng)目匯報(bào)。整體來(lái)說(shuō)，沙漠科普研學(xué)PBL項(xiàng)目，可以分為三個(gè)階段，即項(xiàng)目準(zhǔn)備、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目總結(jié)，具體實(shí)施過(guò)程如圖3所示。

如課程設(shè)計(jì)階段所提出的PBL課題，每一個(gè)課題，都需要根據(jù)相應(yīng)學(xué)段，提出適宜的驅(qū)動(dòng)性問題，設(shè)計(jì)合理的分解考察任務(wù)，準(zhǔn)備相應(yīng)的技術(shù)工具。分解考察任務(wù)，即五個(gè)主題下的“小任務(wù)”。不同學(xué)齡階段沙漠科普研學(xué)PBL的驅(qū)動(dòng)性問題設(shè)置及技術(shù)工具示例，如表5所示。

通過(guò)成員內(nèi)部分工，完成沙漠科考活動(dòng)的閉環(huán)性流程，將學(xué)科知識(shí)、拓展知識(shí)、工具應(yīng)用、思考探究、團(tuán)隊(duì)分工、總結(jié)陳述集中應(yīng)用，充分了解沙漠環(huán)境的地質(zhì)生態(tài)和治理現(xiàn)狀，將個(gè)人對(duì)問題的思考與團(tuán)隊(duì)對(duì)問題的解決相互配合，推動(dòng)沙漠科普研學(xué)的多維目標(biāo)得以落實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

科普研學(xué)課程的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)始終圍繞“科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力、社會(huì)參與”這三大目標(biāo)，體現(xiàn)STS教育理念。科普研學(xué)課程設(shè)計(jì)的原則和要素，也以實(shí)現(xiàn)“多維目標(biāo)”協(xié)調(diào)發(fā)展為引導(dǎo)?？破昭袑W(xué)課程，要充分利用實(shí)踐類型的資源，注重考察在科普研學(xué)活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)及科考活動(dòng)的認(rèn)知轉(zhuǎn)變，注重科學(xué)知識(shí)應(yīng)用及科考能力掌握程度，及其學(xué)生對(duì)科研與社會(huì)關(guān)系思考的深度的反映。

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作者簡(jiǎn)介：杜明夏，（1993—），女，從事研學(xué)實(shí)踐教育方向研究，E-mail：dumingxia@mingde.com。

Course Design of Experiential Education of popular science under the Multi-dimensional Objectives of STS： Taking Desert Experiential Education Course as an Example// DU Mingxia

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Abstract Under the guidance of STS education concept， Experiential Education of modern popular science should integrate scientific literacy and humanistic quality. As one of the important forms of popular science education in the new era， the goal of? Experiential Education of popular science should start from the multi-dimensional perspective of “scientific knowledge， technical ability and social participation"， and guide the teaching design of the course. As a typical representative of geological and ecological popular science research， the desert popular science research course embodies the practical teaching advantages of Experiential Education of popular science through the course design of "the unity of scientific thinking and scientific research practice， the unity of science and technology and social development， the unity of individual analysis and team exploration" under the guidance of multi-dimensional goals.

Keywords Experiential Education of popular science， STS Multi-dimensional Goals， Experiential Education of desert popular science， course design