基于科技馆资源开发小学科学系列课程的探索与实践
李志忠 张志坚 张磊 辛尤隆[1]
（中国科学技术馆，北京，100012）
摘要 除了引导师生开展场馆学习外，将科技馆科学教育资源输出到学校，丰富科学学习内容也是探索馆校合作的途径之一。中国科学技术馆联合小学科学教师，探索开发以科技馆教育活动为核心的小学科学系列课程。通过三个阶段实现从科技馆教育活动向科学课程的转化。一是建立课标与科技馆教育资源对照表；二是设计不同学龄阶段的课程主题；三是资源课程化再开发。通过对已完成的融合读本、套材包、教案、数字资源等多元内容的课程阶段测试，本文对师生需求及应用模式提出了改进方式。
关键词 科技馆 馆校合作 小学科学 课程开发
科技馆作为非正规教育机构，馆校合作是发挥其教育核心功能的重要途径。以中国科学技术馆为例，从2009年新馆开馆以来，馆校合作经历了从场馆参观到多元化定制教育服务以及开展“馆校师生课”全面合作的发展阶段，馆校合作从以科技馆为主逐步转向馆校共同开发的深度合作。[2]近年来随着科技馆免费开放，馆校合作成为各馆运行服务的重要评价指标，也推动了科技馆科学教育理念与实践的深化。科技馆丰富的展项资源、科学探究的教育理念、情景化的环境，有利于搭建不同于学校的科学教育平台，激发学生的学习兴趣。[3]尤其是《义务教育小学科学课程标准》（2017）的颁布和实施，围绕课程标准设计科技馆科学教育活动成为关注的焦点。将科技馆打造成为学生开展科学与工程实践的重要场所，考虑大概念和儿童学习的进程，开发适合不同年龄层次青少年的探索活动，结合STEM教育与创客教育大力开展跨学科综合类学习活动已成为科技馆教育工作者探索的热点。[4][5]
现阶段馆校合作的科学教育突出科技馆场馆属性，探索用不同的教育理论、方法指导科技馆教育项目的设计和实施。馆校合作不仅局限于场馆学习，科技馆丰富的教育资源可以向学校辐射，满足学科教学以及课后活动的多元化需求。特别是近年来各地教育主管部门强化课后服务，希望学校通过更多的活动为学生、家长提供更多的支持和帮助，丰富优质的科学教育资源是学校普遍需要的内容。
结合中国科学技术馆与深圳开展“馆校合作”基地校的契机，笔者所在项目团队联合深圳教育科学研究院及部分小学科学教师，以《义务教育小学科学课程标准》为指导，通过梳理中国科学技术馆现有教育活动资源，经过三个阶段，探索将科技馆教育活动向科学课程转变，开发了面向小学的系列科学课程，并组织了初步测试。
1 梳理展项、教育活动资源，建立与课标概念的对照表
2017年，教育部重新修订了《义务教育小学科学课程标准》，将科学课下探到一年级，并从课程内容上划分为物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，选择了适合小学生学习的18个主要概念。[6]为有针对性地指导科学课程开发，根据课程标准内容，梳理中国科学技术馆的教育资源，将其按课标四个领域对应的核心概念及相关学习内容一一对应。
对应课标的资源库涵盖了科技馆多元的教育资源，包括了展品展项、展品辅导、实验活动、科学表演等不同内容与形式。以物质科学领域为例，在第一个大概念“物体具有一定的特征，材料具有一定的性能”下，针对学习内容“1.2材料具有一定的性能”，分别对应1～2年级、3～4年级、5～6年级课标学习目标，对展厅900多件展项、300项教育活动进行梳理，初步选出有关联性的资源。在整理对应数据库时，采用宽进原则，凡是与课标内容相关的资源都列入其中，以保证资源库的容量，便于后期在相关资源的基础上进行二次开发整合。表1为课标科学概念学习目标与教育资源对应的样例。通过梳理，建立了科技馆教育资源与课标18个大概念对应的数据表。
表1 课标科学概念学习目标与教育资源对应样例
2 系列课程内容选题以课标为参考
经过第一阶段，建立科技馆教育资源与课标概念对应表，为课程开发提供了直接的选题参考依据。但是由于展品展项及教育活动项目数量多，每个主题对应的资源内容多，选择适合不同学龄阶段的主题内容非常关键。在优化课程选题时，结合学龄特点，着重从以下几个方面考虑。
低阶段（1～2年级）：感知世界，观察现象，激发兴趣；
中阶段（3～4年级）：认识世界，发现问题，扩展知识；
高阶段（5～6年级）：探究世界，解决问题，追求创新。
此外，由于科技馆展项与教育活动涵盖的知识概念比较宽泛，超出了学生的知识背景与课程目标。因此，在策划课程开发时，对课程设计的目标定位区别于学科要求，作为科学课的补充、拓展与提升，服务于课外拓展或兴趣提高班。特别强调了课程的知识内容既可以符合课标难度要求，也可以拓展或超越课标要求。如果是符合课标要求，突出从不同的角度和方式去演绎，与教材有所区别；如果是拓展或超越课标要求，要充分考虑学生的能力范围，设置适应难度的探究学习过程。经过分析现有的活动资源与学校实施的需求，课程设置以学期为单位，面向小学1年级到6年级每个学期开发一套主题课程。每套课程设置一个独立的科学主题，包含5个子主题，实现不少于10个课时的课程量。课程设计时将中国科学技术馆已开发的“三只小猪”IP形象作为人物线索贯穿全系列，设置统一的背景增加趣味性。每个课程在序言阶段引入独立的科学背景，围绕某个科学主题展开，在课程最后进行关键词、核心概念汇总，作为整体前后呼应。表2为课程内容选题。
表2 课程内容选题
表2 课程内容选题-续表
3 从科技馆教育活动转变为课程化的再设计
科技馆的教育活动是模块化结构的，注重体验过程，每个活动相对独立，缺少以主题为线索的整体串联。科学课程强调主题逻辑完整，突出教学设计，因此，需要一个从教育活动转变为科学课程的再设计。课程设计原则坚持以科技馆资源为核心，体现科技馆实践、探究的教育特征，展示科技馆多元化的教育内容与形式。
在设计过程中，重点强化两个方面。一是融合科技馆多元化的教育资源形式，既开发读本（阅读材料、学习手册、探究单），也有动手活动的套材包，以及展品现象体验视频和科技馆的数字教育资源。图1为课程涵盖的资源形式。
图1 课程的资源形式
二是在课程教学设计过程中，采用以核心概念为知识线索，围绕知识链组织教学设计。在教学设计中强化探究体验，整合跨学科的内容，融入STME教育理念。图2为课程化设计的流程示意。
图2 课程化设计流程示意
4 课程试点反馈与总结
2019年9～12月在北京、山西、山东、广东等省市70个学校采用“互联网+科普教育”的模式，利用双师课堂、直录播结合的模式组织课程试点。试点后，组织了评价反馈，邀请参与试点的学校教师从课程整体情况进行全面评价。图3为反馈结果初步统计。
从反馈来看，93.7%的受调查者对课程整体效果感到满意。“课程内容优质”“动手探究形式好”“直播教师水平良好”是获得评价较高的三个指标。“时间安排合理”和“网络平台性能良好”是反馈中需要重点关注的问题。
图3 对试点整体情况反馈的初步统计
注：柱状图中颜色越浅，满意度越高。
结合已完成的课程开发与初步实施反馈情况，基于科技馆资源开发的科学课程，具有丰富的科学知识内容，突出了探究实验的过程，对开展科学活动、延伸小学科学学习是有益的补充。但是，课程需要借助部分科技馆资源来实施，在学校课堂开展有一定的难度，采用直录播结合、利用互联网开展双师课堂教学模式，将科技馆辅导员与学校老师有机联合，既能够凸显科技馆资源的特点，也能够发挥线下教师课堂组织的优势。从反馈来看，实施过程中技术平台的保障以及直录播安排、线上线下协调支持是推广过程中需要重点解决的问题。
参考文献
［1］廖红：《中国科学技术馆馆校合作的实践与思考》，《科普研究》2019年第2期。
［2］叶兆宁、杨冠楠、周建中：《基于“大概念”的馆校结合STEM主题活动的设计剖析》，《自然科学博物馆研究》2019年第5期。
［3］叶兆宁：《科学课程标准对科技博物馆科学教育的启示》，《自然科学博物馆研究》2017年第3期。
［4］周文婷：《基于展品资源，引进STEM教育理念，对接课标——科技馆“馆校结合”项目开发的思考与实践》，《自热科学博物馆研究》2019年第1期。
［5］中华人民共和国教育部：《义务教育小学科学课程标准》，北京师范大学出版社，2017。
[1] 通讯作者：李志忠，中国科学技术馆高级工程师，研究方向为科普场馆科学教育、科普展览策划。
[2] 廖红：《中国科学技术馆馆校合作的实践与思考》，《科普研究》2019年第2期。
[3] 叶兆宁、杨冠楠、周建中：《基于“大概念”的馆校结合STEM主题活动的设计剖析》，《自然科学博物馆研究》2019年第5期。
[4] 叶兆宁：《科学课程标准对科技博物馆科学教育的启示》，《自然科学博物馆研究》2017年第3期。
[5] 周文婷：《基于展品资源，引进STEM教育理念，对接课标——科技馆“馆校结合”项目开发的思考与实践》，《自热科学博物馆研究》2019年第1期。
[6] 中华人民共和国教育部：《义务教育小学科学课程标准》，北京师范大学出版社，2017。