原标题：科技场馆“第二课堂”育人价值实现路径

　　作者简介：谢娟，中国儿童中心助理研究员(北京 100035)；伍新春，北京师范大学心理学院教授，博士生导师，本文通讯作者(北京 100875)；季娇，中南大学马克思主义学院讲师(湖南长沙 410083)。

　　内容提要：科技场馆是重要的校外科学教育场所。通过全国的抽样调查发现：城市中小学生更认同科技场馆的“教育”和“展示”职能，较少认同其互动性和娱乐性；利用科技场馆的次数很少，参观最多的科技场馆是动物园，而很少参观自然博物馆、军事博物馆等场馆；对科技场馆的利用受年级、性别和父母学历的影响。为促使中小学生积极利用科技场馆，科技场馆应在深入挖掘展品互动性和娱乐性的基础上，积极与学校合作开发科学教育活动及主题课程，并针对不同群体进行有针对性的教育策略。

　　关 键 词：科技场馆 场馆认知 场馆利用 馆校合作

　　标题注释：本文系北京市自然科学基金项目“儿童科技场馆学习的发展特点与效果促进研究”(项目编号：9122015)研究成果。

　　[中图分类号]G77 [文献标识码]A [文章编号]1002-4808(2018)09-0068-06

　　近两年，《关于推进中小学生研学旅行的意见》(以下简称《意见》)和《中小学综合实践活动课程指导纲要》(以下简称《纲要》)连续下发，重视中小学生的校外学习，强调校外教育与学校课程的有机融合。科技场馆(Science Museum)是重要的校外教育场所，是包括动物园、植物园、海洋馆、自然博物馆、科技馆、科学中心、天文馆、地质博物馆等在内的自然科学类和科学技术类场馆的总称。[1]科技场馆学习具有“基于真实问题、强调探究过程与产出多元结果”的特点。[2]这与《纲要》中提出的“面向学生的个体生活和社会生活、注重学生主动实践、培养学生综合素质”的综合实践课程理念相吻合。因此，科技场馆理应在中小学科学教育中扮演积极而重要的角色。

　　我国有丰富的科技场馆资源。随着《科普基础设施发展规划(2008-2010-2015)》的颁布实施，各地科技场馆的建设步伐明显加快。截至2013年，我国建筑面积在500平方米以上的各类科普场馆共有1837个。然而，由于学业负担过重、安全问题等，中小学生对各类场馆的利用频率和利用效果却不容乐观。如四川省共青团公布的数据显示，近半年内，41.1％的青少年没有去过博物馆、35.6％的青少年没有去过科技馆。[3]这与科技场馆数量的日益增多形成鲜明的反差。可见，中小学生在利用科技场馆进行科学学习方面仍有较大的提升空间。

　　一、科技场馆具有重要的教育价值

　　(一)科技场馆的首要职能是教育公众

　　国际公认的科技场馆职能包括收藏、展示、教育、研究和娱乐，其“研究”“收藏”的最终目的是“教育公众”。因此，“教育”职能越来越被科技场馆所重视，并被视为首要职能。科技场馆教育功能的提升，不仅是地位的提升，还是教育目标和内容的提升。随着20世纪80年代国际科学教育改革浪潮的兴起，科学教育已不满足于仅仅传授科学知识与技能，而是更关注对科学的过程、方法、情感、态度、价值观的教育。与此同时，科技场馆在面向观众进行科学教育时，不再满足于仅仅普及科学知识，而是关注更多方面内容，注重丰富观众的学习体验。

　　展品是科技场馆进行科学教育的媒介。这些展品不仅承载了知识信息，还蕴含着与当代科学教育理念和目标相对应的过程与方法、情感态度价值观层面的信息，有助于观众通过体验和探究获得直接经验。此外，场馆开放的环境还为观众提供了与他人进行社会交流的机会。在参观过程中，观众通过动手操作、与他人的交流和讨论，积极地探索展品，逐渐建构起与展品相关的知识。因此，科技场馆的学习结果是多元的，其教育价值表现在认知、情感、动作技能、社会交流等多个方面。场馆教育研究专家杰瑞·惠灵顿(Jerry Wellington)和约翰·福尔克(John H.Falk)等人指出，科技场馆提供了真实的情境和丰富的互动机会，使观众在娱乐休闲的同时，建构科学知识，激发学习兴趣，培养动手操作和沟通交流的技能。[4-5]芭芭拉·皮希泰利(Barbara Piscitelli)和大卫·安德森(David Anderson)发现儿童能够从参观科技场馆的经历中获得积极的情感和体验，记忆一些新奇的展品，积累丰富的生活经验。[6]

　　(二)科技场馆是中小学生学习科学的“第二课堂”

　　中小学生是科技场馆教育的重点对象。与学校教育相比，科技场馆具有互动性、趣味性和开放性等特点，具体表现在：展示内容非常丰富，展品设计基于真实的问题，展品生动且反映真实情境，学习过程注重体验和操作。此外，自由而开放的环境又为观众提供了自主探究和互动交流的机会。这些优势使科技场馆日益受到中小学生的认可和关注，成为中小学生学习科学的“第二课堂”。

　　虽然科技场馆与学校属于不同的教育体制，但都以育人为主要目的，二者之间存在着相互补充、相互延伸的关系。馆校合作是当前世界各国科技场馆发展的潮流。美国等西方发达国家的科技场馆非常重视与学校的合作，面向学校师生开展除了参观之外的各种教育服务，如工作坊、课程、材料制作、活动资源包、场馆宿营等，成为中小学生学习科学知识的“第二课堂”[7]。调查数据显示，88％的美国场馆提供从幼儿到青少年的教育项目，70％的场馆在过去几年中增加了面向学校、教师和学生的服务。[8]与传统的课堂学习相比，科技场馆学习更为自主、开放，互动性更强，为学生提供真实的学习情境，并加深学生对课本知识的理解。[4]因此，科技场馆学习是一种学习方式的革新，能够有力地支持中小学的科学课程。

　　二、中小学生对科技场馆的认知与利用状况调查

　　目前，我国有关中小学生在科技场馆参观学习方面的实证研究非常欠缺。基于此，本研究使用自编的“中小学生对科技场馆的认知和利用情况调查问卷”，从广度上探索我国中小学生对科技场馆的认知和利用情况，以及影响学生参观科技场馆的因素。研究采用分层整群抽样的方法，在我国东部、中部、西部的10个省(市)抽取1512名城市小学五年级、初中二年级和高中二年级学生进行调查，共收回有效问卷1373份。

　　(一)中小学生对科技场馆的“教育”功能认同较高

　　科技场馆是重要的非正式教育机构，对公众进行科学教育是其首要职能。本研究发现，高达76.8％的中小学生认同科技场馆的“教育”职能，对“展示”职能的认同也达到了63.4％，认同“科学研究”和“收藏”职能的分别为47.1％和37.1％，而对“娱乐”职能的认同最低，仅占20.9％。可见，中小学生高度认同科技场馆的“教育”和“展示”职能，而较少认同其“娱乐”职能。在此基础上，中小学生认为科技场馆的教育作用主要表现在“获得科学知识”(81.7％)，其次为“培养学习兴趣”(59.0％)和“培养科学思维”(58.8％)，仅有21.5％的中小学生认为科技场馆有助于“培养动手能力”。对参观目的的调查也发现，为“学习科学知识”和“培养科学兴趣”而参观科技场馆的学生最多，比例分别为65.7％和59.3％；“进行休闲娱乐”的学生较少，为32.4％；以“加强人际交往”为目的的学生更少，仅有8.3％。

　　可见，中小学生较认同科技场馆在科学知识传播、科学兴趣和科学思维培养方面的“教育”职能，而对互动性和娱乐性的认同不高。这与季娇、安德森和伍新春等在针对温哥华与北京地区的华人团体科技场馆参观动机的研究结果一致。[9]对科技场馆互动性的认识不足似乎成了观众的一个共性。造成科技场馆教育互动性、娱乐性不足的原因是多方面的。如有研究者表明，中国人自身内敛的个性也许是造成对互动性认识不足的一个原因。[10]除此之外，科技场馆展品和教育活动的开发可能也存在一定的问题。如科技场馆教育人员未对展品的互动性进行深入挖掘。据笔者了解，当前我国科技场馆内的展品仍以展示型的静态展品为主，学生在参观时多是通过观察展品、阅读说明牌来了解相应的科学知识，缺少动手操作和社会互动的机会。尽管一些科技场馆也开发了互动性展品，但也只是供学生简单操作一下，其互动性并未得到充分发挥，趣味性和娱乐性也明显不足。另外，科技场馆通常展示的是比较深奥的物理、生物、天文、化学等科学和技术原理，与学生的日常生活经验距离较远，不易引起学生的兴趣，也难以激发学生之间的交流和讨论。

　　(二)中小学生对科技场馆的利用不足

　　调查结果显示，中小学生对科技场馆的整体利用情况不足。过去一年中，参观科技场馆的平均次数为1.71次；28.6％的学生没有参观过科技场馆，55.4％的学生参观过1～4次科技场馆，参观4次以上的学生仅有7.2％。对参观过科技场馆的学生调查发现，中小学生参观最多的科技场馆是动物园，选择人数超过了90％；其次是海洋馆、植物园和科技馆，选择人数都在50％～60％之间；军事博物馆和自然博物馆相对较少，分别为39.3％和34.5％；参观其他科技场馆的人数仅有11.2％。在中小学生参观科技场馆的过程中，主要存在“学校组织”“家人带领”“朋友陪同”和“独自参观”这四种形式。其中，近60％的学生是和家人一起参观，说明中小学生参观科技场馆的形式以“家人带领”为主。“学校组织”和“朋友陪同”次之，“独自参观”的最少，仅为5.2％。这与康长运、安德森和伍新春的研究结果相一致，即目前中小学较少利用科技场馆资源来支持学校课程。[10]

　　导致中小学生对科技场馆利用率偏低的原因主要有：安全问题、学业负担过重以及科技场馆自身教育功能发挥得不够充分。对中小学教师的访谈发现，安全问题是阻碍中小学生集体参观科技场馆的因素之一。[10]尽管有的学校领导和教师已经认识到科技场馆对学生科学学习的促进作用，但是学生外出一旦出现危险，学校将承担重大的责任和压力。这使学校对于组织学生外出参观望而却步。另外，当前我国中小学生仍存在学业负担过重的问题，作业时间超时和参加课外学习辅导班的现象仍然非常普遍。[11]特别是随着年级的增长，初中生和高中生面临的升学压力和学业负担更重。因此，受学业负担过重的限制，中小学生参观科技场馆的时间和机会都相对较少，且中学生更少参观科技场馆。

　　除了以上两项客观因素之外，科技场馆自身教育功能的不足也不容忽视。一是之前提到的展品的互动性和娱乐性不够，所涉及的知识较为深奥，对中小学生缺乏吸引力；二是科技场馆与学校科学课程结合不够紧密，与学校教育衔接机制不够完善。对中小学教师的访谈发现，他们并未意识到科技场馆资源对学校课程的促进作用。[10]据了解，除了中国科技馆等极少数科技场馆将馆内展教资源与学校中小学科学课程进行对接外，大多数科技场馆的展示内容与学校课程的联系不够，缺少有效的衔接。

　　(三)中小学生对科技场馆的利用受年级、父母学历等因素的影响

　　为了解中小学生参观科技场馆的行为受哪些人口学变量的影响，研究者对年级、性别、父母学历的差异分别进行了检验。结果发现，中小学生参观科技场馆的次数在年级、性别和父母学历上的差异均显著。

　　中小学生在过去一年内参观科技场馆的次数存在显著的年级差异(=32.41，p＜0.01)。随着年级的升高，学生参观科技场馆的次数呈下降趋势。其中，五年级学生的参观次数最多(一年平均2.41次)，初二学生其次(一年平均1.79次)，高二学生最少(一年平均0.75次)。两两比较的结果表明，五年级学生的参观次数显著高于初二、高二学生之间的参观次数(=10.32，p＜0.01；=16.09，p＜0.01)；初二学生的参观次数也显著高于高二学生的参观次数(=13.76，p＜0.01)。

　　兴趣引导学生的参观行为。参观科技场馆的性别差异检验发现，中小学生在过去一年中的参观次数存在显著的性别差异(=6.21，p＜0.05)，男生的参观次数(1.87次)显著高于女生(1.57次)。以往研究显示，男生的科学兴趣、科学价值观显著高于女生，从事科学相关活动的频率也远远高于女生。[12]目前科技场馆科学性和专业性较强的展品更适合男生操作与理解。为调动女生参与的兴趣，科技场馆可以考虑女生的需求，融入情境模拟、科学表演和实验展示、交流和讨论等女生易于理解与接受的元素，以尽量减少性别差异对女生学习科学的影响。

　　家庭是孩子成长的基础环境，父母的受教育程度会直接影响到孩子的教育。调查发现，父亲学历和母亲学历对孩子的参观次数影响均显著(=19.61，p＜0.01；=23.74，p＜0.01)，父亲或母亲为高学历的孩子参观科技场馆的次数更多。过去一年内，父母学历在初中及以下的孩子参观科技场馆不足一次；而大学及以上学历的父母，其孩子的参观次数在两次以上。可见，随着父母学历的增高，孩子参观科技场馆的次数也呈上升趋势。父母受教育程度是社会经济地位(SES)的指标之一。关于SES的研究表明，来自低SES家庭的儿童获得的娱乐和学习资源都较少，因而很少有机会旅行、参观图书馆或博物馆、参加戏剧表演或参加一些能提高技能的课程。[13]2015年，中国科学技术协会发布了《关于全国科技馆免费开放的通知》，科技馆将逐渐对公众免费。将来门票价格将不再成为限制家庭参观的因素，而家长的教育意识成了重要的决定因素。因此，为了让科技场馆在中小学教育中发挥更加重要的作用，除了学校之外，还应该关注和改变家长群体对科技场馆的教育理念。

　　三、改善中小学生科技场馆学习现状的建议

　　科技场馆是重要的校外教育资源，一方面需要深入挖掘自身的教育特色，凸显互动性和娱乐性的特点；另一方面需要密切与学校合作，根据中小学师生的需求，有针对性地开发科学教育活动及主题课程，满足中小学生可持续发展的需求。

　　(一)审视科技场馆教育特色，注意教育、互动、娱乐的结合

　　本研究发现，城市中小学生非常认同科技场馆的教育功能，而对其娱乐和互动功能认同不高。从积极的方面来说，对教育功能的认同也反映了学生的认知与科技场馆将教育作为首要职能的认识是一致的。但是，互动性和娱乐性彰显了科技场馆的教育特色，这是区别学校教育与科技场馆教育的重要特征。这给科技场馆的启示是，需要思考科技场馆“教育”与学校“教育”的差异，包括本质特征、表征方式、教育方式等都是不同的。伍新春等人认为，场馆学习具有基于真实问题、强调探究过程、产出多元结果、与社会文化相关的本质特征。[2]根据以上特点，科技场馆在设计展览和教育活动方面，应该突出自身特色，从而使学生感受到，科技场馆教育是与众不同的、更有吸引力的。

　　场馆学习的互动性包括与展品的物理互动和与他人的社会互动。据此，提升场馆教育的互动性应从以下两个方面做起：一是增加学生与展项的互动，促进学生深入地进行观察、体验和操作；二是增加学生与同伴的互动，以合作的方式探究展项，激发学生深入的思考和讨论。互动性较强的展项能促进学生长时间地卷入和探究，从而提升场馆学习的效果。

　　根据西方科技场馆的经验，提升场馆教育互动性的做法可从两方面展开。一是选择有趣的、学生生活中熟悉的内容，研发互动性展品和教育活动。以美国旧金山探索馆研发的展品“旋转沙盘”为例，通过控制沙盘的旋转速度和手的力度，学生用手可以在沙盘上塑造不同的形状。这为学生提供多种解决问题的方式和出发点，并使学生从每种操作方式中产生不同的理解，用高水平的直觉进行“尝试—尝试—再尝试”。二是在教育项目中融入合作性的探究任务，鼓励学生以合作的方式进行学习和探索。例如，开设科学工作坊，设置问题情境，要求几人一组共同完成一项虚拟任务等。学生在完成任务的过程中需要分工、合作，通过查阅资料、计算、分析等方式解决相应的问题。场馆教育者事先为学生准备参考资料，为其完成任务提供技术支持。

　　(二)密切合作，促进科技场馆教育与学校教育的深度融合

　　本调查显示，“家长带领”仍是中小学生参观科技场馆的主要形式，而学校集体组织参观所占比例相对较低。可见，科技场馆与学校的合作仍需加强。根据《意见》和《纲要》的文件精神，学校与社会资源的融合是当前教育发展的趋势。尽管近几年馆校合作有了较大的改善，科技场馆与学校有了更多的互动，但是馆校合作仍需深度融合。馆校合作不是单纯地把课堂从学校“搬”到科技场馆，而是真正地实现馆校教育内容的结合，即科技场馆学习的内容与学校科学课程相联系，科技场馆学习的经验与学校学习的经验相联系。中小学科学课程标准不仅是学校教育的指针与规约，更是衔接科技场馆与学校的教育枢纽。因此，科技场馆应将展教资源与中小学科学课程标准对接，提供针对不同年级学生的参观行程和互动活动，方便学校选择。此外，还可以为各展厅编写参观指南和“学习单”，方便学生了解每个展厅的具体内容、与学校课程的结合点、参观时应重点探究的内容等。

　　在此基础上，学校与科技场馆还可深度合作，利用场馆资源开发持续的、系列的主题活动，将其作为中小学生综合实践活动的一种重要形式。这些活动要彰显场馆学习的优势，突出学科融合性和探究性的特点。一方面，科技场馆的展教资源反映的是真实生活中的问题。这往往涉及物理、生物、工程、地理、化学、艺术等多学科领域。科技场馆教育活动可以基于某个主题的多学科整合，开发以STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)为标准的融合课程，引导学生多维度思考。另一方面，科技场馆的展教资源具有实物性、情境性的特点，更适合开展探究活动。教育者可以根据展教资源，围绕某一主题设计活动，引导学生通过观察、实验、调查、分析等方法进行深入、持续的探究。

　　《纲要》指出：“教师是学生活动的组织者、参与者和促进者，教师的指导应贯穿于综合实践活动实施的全过程。”场馆教育活动同样需要教师对学生的启发指导。科技场馆可以为教师提供“指导手册”，对于每个具体的展品，提供科学原理的介绍、指导学生的提示，以及参观前后可以在学校开展的延伸活动，方便教师在参观前、中、后三个阶段对学生进行指导，将学生的校内外学习经验建立联结，从而提升科技场馆学习的效果。

　　(三)鉴别目标群体，面对不同参观人群采取不同教育策略

　　本研究发现，男生比女生参观科技场馆次数更多。同时，当前科学教育领域中有关提升女性在未来职业选择中从事科学相关行业方面也有较多研究。科技场馆可以提供参与科学教育的经历，培养女生的科学兴趣，引导她们从事科学相关行业。勒布利西奥格鲁·顾森(Leblebicioglu Gulsen)、梅廷·杜伊古(Metin Duygu)等人在科技馆中尝试让女生担任场馆教育志愿者、参与展项展示和教育项目设计、邀请女科学家开展讲座等，以提升女生在科学方面的参与度。目前我国的科学教育中，还较少有关注和解决女生科学职业发展问题的实践。[14]科技场馆在此方面，可以充分发挥教育优势，为女生创造更多参与科学项目的机会。

　　调查还发现，父母教育水平影响孩子的参观次数。虽然科技场馆是公众资源，但是父母教育水平对于公共资源的认知可能存在差异，教育水平高的父母更能认识到公共教育资源对儿童发展的促进作用，并积极利用这些资源。而教育水平低的父母对科技场馆的认知和利用存在不足。因此，针对家庭教育资源不足的孩子(如流动儿童、留守儿童等)，科技场馆需要采取一定的策略，如将展品带到流动、留守儿童集中的学校和社区，为学生提供机会接触和了解科技场馆，并向教师、家长宣讲科技场馆的教育内涵，以吸引低SES学生的参观，在非正式教育情境下促进教育公平。

　　此外，学生的年级也影响参观次数。尽管学生课业负担的加重是导致较高年级学生参观次数较少的因素之一，但是科技场馆自身在展项设计方面也有待于进一步改进。特别是面对不同年级的学生群体，科技场馆可以采取不同的教育策略。结合学生的心理发展特点，中学生在思辨思维能力、抽象思维能力、独立思考能力、合作学习能力等方面都有了较大的发展，知识面有所拓展，而且非常喜欢使用社交媒体等。为了吸引这些学生，需要更多跨学科教育项目，为学生呈现并引导他们讨论有争议性的科学话题，激发学生的创造性思维和批判性思维。另外，在展品和教育项目中融入信息技术，吸引中学生的参与。在此基础上，随着社会的发展，科技场馆才能在提高公民科学素养、构建全民终身学习体系中发挥更加重要的作用。

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