科技馆探究式教育活动设计(张进宝).pdf
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科技博物馆探究式学习及 教育项目设计 张进宝 副教授 （北京师范大学） 11 / 17 / 2016 几个小问题： • 为什么成人常常相比孩子更兴奋？ • 为什么孩子更喜欢“动”而非“思”？ • 为什么学变魔术，要远有趣过“看魔术”？ •… … 几个大问题： • 我们如何能开发出类似的经典展品？特别是面向新科技？ • 当“动手做”为主要特征的“创客”风起云涌之时，围绕 展品的科学教育是否已经不具优势了？ • 让孩子们体验“科学探究过程”是科技馆教育的核心目标 吗？ • 当社会机构越来越多参与科技教育时，科技馆的关键价值 与地位如何体现？ 一、为何我们要重视探究式学 习？ 然而， “探究”的核心是“验证” 吗？ 罗星凯：有理的科学知识被无理地“验证” 二、从“要我记住” 转向“我想弄 懂” 你是否被孩子们问过： • 为什么蝴蝶会有不同类型？ • 冬天为什么天黑的快？ • 为什么夏天晚上比冬天晚上更黑？ • 近日点与远日点会对地球的温度产生多大 的影响？ • 为什么每天涨潮和落潮的时间都不一样？ 你是否也想过： • 火箭为什么不能水平发射？ • 载人火箭升空是否可以让加速时间尽可能 长一点？ • 家庭或宾馆卫生间可否也可以用单向透视 玻璃？ • 为什么独轮或两轮车（自行车、摩托车、 电动车）行驶过程中不容易摔倒？ 科学家不断开展研究的关键是什么？ • 好奇心！ • 儿童拥有无数对外界的好 奇，成人则逐渐熟视无睹。 • 好奇之心与探索的习惯， 实际上需要培养。 GASA JUST FOR LAUGHS节目 • 中国东方航空公司机上娱乐 节目 • 利用人对不可思议的突发事 件的反映达到一种印象深刻 的效果。 科学家成功必备的八大素质 • 1．兴趣才是跨向成功的第一步 • 2．远大理想是科学家奋斗的源动力 • 3．勤奋刻苦是科学家成功的基石 • 4．精神专注是科学家通往成功的捷径 • 5．意志坚定是科学家最宝贵的品质 • 6．珍惜时间是科学家成功的秘密武器 • 7．敢于创新是科学家探索未来的第一步 • 8．善于思考是科学家打开成功大门的钥匙 三、如何激发学生的好奇与兴趣？ 自来水费的组成 • 水库自然水费 • 水库水处理成可饮用的自来水 • 生活污水处理费用 来源一：生活中的问题 来源二：普遍关注的问题 CCTV2 2016年11月14日晚 《改变世界的天气1》 • 1948年美国宾夕法尼亚州的多诺拉小 镇极端天气 • 1952年 伦敦上空的高压气团，1周时间 4000人丧命 • 重度雾霾不仅是一场悲剧，也是进步 的代价。 来源三：标准中提及的问题 科学教育中的统一概念与过程 系统、秩 序和组织 证据、模 型和解释 不变性、 变化和测 量 进化与平 衡 形式与功 能 四、科学教育的基本原理 科学教育的目的 以往强调： 转向强调： • 教育的最终目标是让学生获得 • 使用证据和策略来发展或修正解释 所有问题的答案 • 使学生能够从事科学探索和实 验的实践 • 让学生通过实验，利用实验结 果作为探究最后的结论 • 将科学看作论证和解释 • 沟通科学解释 • 应用实验结果到科学的论证和解释 • 参与科学实践活动 六种结构分别对应什么样的教学方式？ 教师包办实验 教师描述实验—— 学生思维加工 教师演示实验—— 学生观察、思考 教师设计——学生 实验 实验习题教学 实验探究活动 六种结构 • 结构一：教师包办实验 • 结构二：教师描述实验——学生思维加工 • 结构三：教师演示实验——学生观察、思考 • 结构四：教师设计——学生实验 • 结构五：实验习题教学 • 结构六：实验探究活动 科学探索基本模式 提出 假设 解读 数据 例如： 采集 观察 1. 设计实验论证环境对植物光合 作用和呼吸作用速率的影响 查阅 论证 2. 探究水的含氧量影响因素 五、 1 美国小学科学课案例-嗅觉是如何影响味觉的 美国小学科学课案例-嗅觉是如何影响味觉的 2 是1000还是10000？ • 某商场在暑假期间永1000元购进120个书包，卖出87个书包 后，商场开始特价促销。请问，这批书包销售完毕后，商 场能获利多少元？ 商品 书包 原价 107 现价 78 3 芬兰赫尔辛基移动科学中心课程-迷你消防车（多普 勒效应） • 阶段一：问题引发活动 • 阶段二：积极探索调查 • 阶段三：创造 • 阶段四：讨论 • 阶段五：感想反思 4 纳米技术实操课 • 薄膜（物理学科小实验）：指甲油、水、纸条 • 电镀（化学学科小实验）：盐液、镍币、铜条、电池 • 石墨烯（物理化学交叉学科小实验）：透明胶条、石墨 在动手做的过程中学习科学知识 六、科技馆探究活动设计有特殊性吗？ 场馆学习情境模型（ FALK和DIERKING ） • 场馆学习是由情境所驱动的， 开放而无终止 的， 不断地在社会情境、个人情境和实体物 理情境之间发生联系。 科技场馆学习活动设计的三个关键 社会情 景分析 基于探究的项目式学习 探究 主题 实体情 境分析 个人情 境分析 探究活动不是简单表演预先设 计好的剧本，本身就是一个动 态的过程，因情境而异。 基于探究的项目式学习 • 非直觉可以解决的有趣问题 • 探究的过程是让学生体会科学研究过程 • 潜移默化中培养学生掌握科学方法与科学思维 • 接触不同时代科学研究工具 • 经历前人从事的科学实践与社会实践，习得相关能力。 七、科学探究活动与科学实践活动 的关系 思考： 从科技馆工作的角度如何理解“科学实践 活动”与“科学探究”之间的关系？ 科学教育观念的转变 • 科学探究重视完整的研究过程，科学实践关注具体 的学生活动； • 科学探究与科学知识是并列的，科学实践与科学知 识是融合的； • 科学探究按要素多少划分水平，科学实践按知识理 解界定程度。 进一步 我们的目标是培养科学家，还是培养科学 素养高的公民？