以“探究学习”为核心的科技馆教育模式初探

龙金晶

（中国科学技术馆，北京 100012）

纵观国际科学中心的发展历程，自20世纪80年代以来，就一直将“科学探究”作为其首要教育目标，历经30余年的发展，国外科学中心在“探究学习”的教育理论与实践方面都取得了累累硕果。大量研究资料表明，“探究学习”的理念和方法被广泛应用于欧美科学中心展品设计、说明牌内容编写、学习单内容设计、教育活动策划以及网络教育项目研发等诸多领域，成为欧美科学中心实现探究式教育教学的重要思路。已有实践证明，“探究学习”是符合科技馆教育本质特点的一种教育理念和教育模式，“探究学习”模式的研究和推广必将成为我国科技馆教育新的发展方向。

1 “探究学习”的概念及内涵

“探究”一词英文“Inquiry”，在《现代汉语词典》中，对“探究”的解释为：“探索、研究，是指多方寻求答案，解决疑问；探求事物的性质、发展规律的活动”。因此，从词义上分析，“探究学习”是指寻找所需信息，对某种现象或疑问进行解释，寻找解决问题答案的一种学习活动。目前，对于“探究学习”的定义有多种，虽然表述不尽相同，但其核心思想却相对一致。从一般意义上来说，“探究学习”是指为学习者创设模拟人类探索真实自然世界活动的情境，引导学习者以类似科学家的思维方式，自主学习知识和技能，探寻未知问题答案的一种学习方法。它以“提出问题”为学习活动的出发点，以学生作为活动主体，以解决实际问题为教学目标，以实践性活动为中心来展开学习过程。20世纪 60年代初，美国教育学家施瓦布首次提出“探究学习”的概念。在随后广泛建立的欧美科学中心的教育项目中得以广泛应用，并取得了很好的教育效果。

2 国内外科技馆对于“探究学习”模式的研究和探索

欧美是世界科学中心（科技馆）诞生的摇篮，其教育理论和实践研究均走在世界的前列。欧美科学中心对于“探究学习”的理论研究和实践已有30余年的历史，是世界各国学习借鉴的榜样。

2.1 国外科学中心对于“探究学习”的研究和应用

相对于博物馆来说，科学中心的诞生时间较晚。建成于1937年的巴黎发现宫是世界上第一座真正意义的科学中心，建成于1969年的旧金山探索馆将世界科学中心的发展推向了一个新的阶段。欧美科学中心建立之时，受到杜威“动手做”和施瓦布“探究学习”教育理念的深刻影响。因此，欧美科学中心大多自诞生之日起，就将“公众教育”作为其主要功能，开始了对探究式教育项目的研发。

欧美科学中心一直以来都非常重视基础教育理论的研究工作，紧跟国际科学教育思想发展的脉络，积极进行理论探讨和实践。20世纪80年代，欧美发达国家相继制定《国家科学教育标准》，将“探究作为科学教育的核心”，欧美科学中心以此为依据进行教育活动项目的研发，使得“探究学习”理论在欧美科学中心教育项目中得以广泛应用。

欧美科学中心对于“探究学习”的理论探讨和实践一直延续至今，并从青少年扩展到其他人群。例如，1995年，美国探索馆针对学校科学教师设立“探究学院（institute for inquire）”职业培训项目，为教师提供工作室进行探究式教学和学习的理论研究和实践。科学中心的工作人员将探究式教育理论与实践结合起来进行授课，并组织科学教师利用科学中心的展品、展览和实验资源进行探究式教学的专题研讨，形成诸多探究式教学的成功案例直接用于学校课程教学。该项目开办17年来，已有来自美国46个州的600个校区的从教者参加，此外还有来自10个其他国家的科学教师参与了该项目，对欧美国家“探究式”学习和教学实践起到了巨大的推动作用。目前，这种形式已在欧美、日本乃至全球的科学中心中得以广泛应用，成为其教育活动项目的重要组成部分。

世界其他国家的科技馆建设，大都从学习欧美科学中心开始。澳大利亚、日本、新加坡，甚至是我国的台湾在兴建科技馆之初就非常重视基础教育理论的研究以及教育活动项目的研发工作。目前，越来越多的科技馆通过多年实践欧美科学中心探究学习的理论，积累了丰富的实践经验，走在了世界科技馆发展的前列。

2.2 我国科技馆对于“探究学习”的研究和应用

我国科技馆教育理论研究近年来才刚刚起步，多为译介国内外博物馆教育实践案例，或者梳理国内外科技馆教育的发展脉络，缺乏深入的教育学及相关学科理论的支持和指导，缺乏对科技馆教育理论的系统研究和创新实践。对于“探究学习”的相关理论研究目前在国内科技馆领域几乎还是空白。

不过值得关注的是，2010年，广西科技馆与广西师范大学合作，率先在展厅设置了“‘探究科学’魅力课堂”。从一定意义上来说，这是对“探究学习”模式的初步实践探索。但是可惜的是，该探究活动的教学方式是演示实验及展品研发的过程；而观众学习的方式仍是通过观看实验演示和听老师讲解。这种实验缺乏学习者的主动参与，并不能达到真正意义上的“科学探究”，其实质仍然是“接受式学习”。

此外，还有部分科技馆近年来尝试设置了实验室、工作室、培训教室等，开设了物理化学实验、积木搭建、动手制作、机器人拼装等探究性教育活动项目，极大地丰富了科技馆教育活动的内容。但是，我们也能够看到，这些科学实验、动手制作等活动项目，基本上都是学习者严格按照教师提供的固定的实验程序、活动步骤进行操作，目的只是验证已有的结论。每个环节的探究都不充分，其实质仍是披着“探究”外衣的接受式学习。由此可见，近年来，我国科技馆虽然在“探究学习”实践方面有所尝试，但是由于缺乏相关理论的研究和指导，对于“探究学习”的认识不够深入，因此教育效果并不理想。

3 以“探究学习”为核心的科技馆教育模式的基本理念

科技馆作为非正规教育机构具有宽松的学习环境，既没有严格的学习任务要求，也没有固定的时间限制，更没有考试的压力。此外，科技馆的互动式展品和教育项目鼓励观众亲自体验、自主学习，强调科学思维方式的培养和解决问题能力的提高，正好为“探究学习”的实现提供了很好的情境和平台。因此，“探究学习”符合科技馆教育的本质特点，并能够体现出科技馆教育与学校教育的区别和优势，是近年来广泛提倡的一种新型的教学模式。以“探究学习”为核心的科技馆教育模式应该具有以下基本特征。

3.1 观众是科技馆科学学习的主体

按照传统的讲授式教学模式：“教师是主动的施教者（知识的传授者、灌输者）；学生是外界刺激的被动接受者、知识灌输的对象；教材是教师向学生灌输的内容；教学媒体则是教师向学生灌输的方法、手段。”对于科技馆而言，这种教学模式显然不符合科技馆建设的初衷。

一直以来，科技馆都非常强调参与、互动、体验，而“参与、互动、体验”的主体正是观众，而不是科技馆的辅导教师。因此，除了体验展品要体现观众的主体地位以外，科技馆的其他一切学习活动也应该突出观众的主体地位，要强调学习者对探究过程的全程参与及认识，要充分发挥其主观能动性。因此，科技馆内的学习活动从提出问题、收集整理信息、设计实验方案、分析实验数据到得出最后结论等环节应尽量由观众自主完成。在此过程中，科技馆的辅导教师在观众学习遇到困难时及时提供帮助，是观众自主学习的引导者和帮助者，而不是现成知识的传授者。

3.2 以“自主式探究学习”为核心，强调实践和体验

“探究学习”有“他主式探究”和“自主式探究”之分。“他主式探究”学习中每个环节的探究并不充分。对于科技馆而言，具有更为宽松的探究环境，也不受学习时间和探究内容的制约，因此学习者有足够的时间来进行非指导性的探究，进行必要的自主学习。科技馆能够为观众创造从实践中体验、学习科技并获得“直接经验”的情境，是科技馆与其它教育、传播机构及传统博物馆的最大区别，也是科技馆生存与发展的价值所在。

因此，科技馆教育活动的设计首先应该满足能够“从实践中获取直接经验”这一基本原则和思路，让观众在手动、心动、口动等系列实践体验活动中，建构对科学的理解。例如：可设计亲手操作并探索物质材料的活动，引导学习者用耳倾听、用眼观察、用鼻嗅察、用口尝试、用手触碰操作，通过操作、制作、实验、饲养、种植、采集、记录等手段去揭示科学现象，理解科学问题的实质。

3.3 “问题情境设置”是科技馆探究学习的关键

为达到吸引学生主动建构的目的，除学生本身对所学习的内容产生兴趣外，更重要的是通过教师创设问题情境，吸引学生的注意力，激发其学习兴趣，使学生主动参与到学习活动中来。要让学生产生极强的探究意愿并产生持久的兴趣，建立新旧概念之间的情景冲突是一种重要手段。例如，生活常识告诉学生，“能飞”是鸟类的基本特征，此时，教师如出示鸵鸟、企鹅等不会飞的鸟类图片，让学生思考这些动物是不是鸟类，就会造成学生新旧概念之间的矛盾冲突，极大地激发学生的学习兴趣。

科技馆中有很多能引发观众新旧认知矛盾冲突的展品，为观众创设问题情境提供了便利。例如：在科技馆的“离心”展项中，当倾斜的装有水的玻璃管旋转时，浮在水面上的木球沉入水底，而沉在水底的钢球却浮到了水面，这与人们“钢球沉底，木球上浮”的常识相矛盾，因此是一个很好的问题情境设计。此外，诸如“椎体上滚”、“双曲槽”、“倾斜小屋”等展品也是如此。问题是探究学习的载体与核心，学习活动是围绕问题展开的。探究学习的出发点是设定需要解答的问题，这是进一步探究的起点。在富有开放性的问题情境中进行实践探究，这是科技馆“探究学习”的关键步骤。

3.4 科学态度、情感和价值观的培养是科技馆教育的重中之重

以“探究学习”作为科技馆教育的目标，是要以概念和过程体系为基础，全方位地实现学习者理解科学概念、掌握进行探究的技能、形成运用探究技能和养成科学态度的习惯的目标，在此过程中，更应该注重学习者科学情感、态度和价值观的培养，这一维度的目标必须在引导学习者进行探究的过程中，在对科学概念获得理解的过程中形成。因此，观众在科技馆参观展览和参与教育活动项目后了解和掌握了多少科技知识并不是最重要的，重要的是使观众通过参观展览和参与教育活动，激发其内在动机，真正对科学产生兴趣，并形成某种科学的意识和观念。

近年来，随着科学教育改革的兴起，“探究学习”尤其是“自主探究学习”成为教育界所普遍倡导的一种新型的教育模式，也为我国科技馆实现教育理念的更新、转变和突破提供了新的思路。对于科技馆而言，从“知识传播”到“探究学习”的教育理念的转变，将是我国科技馆教育未来发展的重要方向。

注：20世纪80年代，欧美发达国家相继制定《国家科学教育标准》，将“探究作为科学教育的核心”，欧美科学中心以此为依据进行教育活动项目的研发，使得“探究学习”理论在欧美科学中心教育项目中得以广泛应用。

[1]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典（第5版）[M].北京：商务印书馆，2005.

[2]任长松.探究式学习——学生知识的自主建构[M].北京：教育科学出版社，2005.

[3]Kimberly Lott.激发探究（赵云铃译）. 2012科学教育活动案例集[Z].中国科协青少年科技中心.

[4]Rodger.W.Bybee等.The BSCS 5E Instructional Model[DB/OL].（2009－09－08）[2012－05－22]http://www.bscs.org/bscs－5e－instructional－model.

[5]朱幼文.中国的科技馆与科学中心[J].科普研究，2009（4）：68.

[6]Institute for Inquiry[EB/OL].[2012－05－22].http://www.exploratorium.edu/about/professional_development/institute_for_in quiry/.

[7]何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础[J].学科教育，1998（3）：29－31.