自然科学类博物馆中研究性学习的实践探索①

金 淼 卢君辉 赵洪涛

一、 研究性学习的内涵

研究性学习，是个体仿照研究的过程来学习知识，从而在掌握知识的同时，体验、理解和应用研究方法，获得研究能力的一种学习方式，简单说,就是个体以研究的方式学习的过程[1]。针对未成年人的研究性学习，是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定课题来进行研究,并在研究过程中去主动获取知识、应用知识、解决问题的一种学习活动或课程[2,3]。由于其与分科课程、讲授式教学以及标准化测评等的差异，受到广泛关注，由高中学段逐渐向初中、小学学段拓展。研究性学习倡导发挥学生的主体意识和主动性,在研究实践中提升学生的科学素养和综合能力，其中学生是学习的主体，知识(包括描述性知识、程序性知识和策略性知识等)的理解和应用是学习的目标，研究是学习的过程，这三部分在研究主题和研究过程中实现整合，具备自主性、实践性、过程性、情境性、问题性和探究性等特点。

提到研究性学习，常与探究性学习(hands-on inquiry based learning，HIBL)产生联系，二者源于对探究学习(inquiry-learning)的理解并拓展而来，有时未加以区分被视为同义词而通用，学习的内容一般指向科学。但在中文语境中，科学探究是指通过社会调查、实地观察和实验等进行猜想、假设、检验假设的实践活动；科学研究则指为了增进人类的知识以及利用这些知识去发明新的技术而进行的系统的创造性工作(1)来源：cnki概念知识元库http://concept.cnki.net/。。前者是一种实践体验，后者具备职业属性。结合本土化的使用情境，前者普遍用于针对未成年人学习的过程、方式以及教学法的教育学范畴，后者普遍适用于成人的专业性工作。基于科学探究的探究式学习强调通过基于已有认知和生活经验(生活概念、准科学概念)的实践活动促进科学概念(包括科学知识概念和科学本身的概念)的建构和理解[4]，关注初级认知；而研究性学习更强调科学概念在对真实、复杂问题分析、评价和创造中的应用，强调高级认知。此外，二者在起点、过程、目标等方面均存在一定差异性，后文将详述。考虑科学研究的先进性、模范性及学生与科学家从事探究活动的共性[5]，笔者认为：在未成年人阶段，将研究和学习并列提出的研究性学习包含了科学研究的全方面，需要具备一定的专业背景，包括学科背景和能力背景(研究基础或职业基础)，还包括知识和能力的再习得，获得判断、分析和应用的能力(研究能力或职业能力)，体现职业性、社会性和科学伦理等科学本质中关于科学事业的描述，是一种集考察探究、职业体验和社会参与为一体的综合性学习体验。

二、 博物馆研究情境的创设

2017年，教育部办公厅推出首批204家全国中小学生研学实践教育基地，2018年增加了377家。全部581家研学实践教育基地中，105家实践基地名称中含“博物馆”，此外还包括多家科技馆、纪念馆、陈列馆、科普馆等[6,7]。各省市结合自身的实际情况，陆续搭建省、市级的科普场馆研学实践平台，场馆作为研学实践基地建设的重要组成部分，开发、组织和实施了众多研究性学习实践活动和课程，通过教育部门和学校有计划地组织安排，以馆校结合方式开展的研究性学习实践，是学校教育和校外教育衔接的创新形式，成为博物馆教育活动的形式之一。

为充分理解博物馆研究性学习活动的内涵和特点，本文以北京自然博物馆“水族达人训练营”活动为例，对基于博物馆资源开展研究性学习实践活动的内容设计和形式组织进行了探索。

(一) “水族达人训练营”活动简介

“水族达人训练营”是北京自然博物馆依托展厅资源——水生生物厅，结合《义务教育生物学课程标准》，参考《以大概念理念进行科学教育》设计和实施的面向初中一、二年级学生，以馆校结合方式开展的研究性学习活动(见表1)。活动以初中《生物学》的学科核心概念和内容为主体，结合可操作性和可实现性，从“如何养活一缸观赏鱼”出发组织开展。活动全流程共分九个阶段，根据需要分别在博物馆和学校完成，每一阶段从知识技能、过程方法和情感态度价值观角度，设置了阶段性目标供活动组织者设计表现性评价标准(见表2)。

表1 “水族达人训练营”研究性学习实践课程主要内容

表2 阶段三学习目标

本项活动的灵感来源于博物馆和学校教师的交流(馆校合作的出发点)，从校园内的真实问题出发(阶段九)，结合博物馆资源条件向上拓展延伸形成活动整体。活动选择的研究对象、研究内容、研究方法以及研究过程等符合参与者的知识水平、智力水平和能力水平，问题的提出、过程的执行和结果的实现能够由学生直接接触、快速学习并亲身实践，确保学生在过程中的真实参与和理解，学习维度中“+”表示各个维度之间的直接递进关系，“回忆+理解”表示对已有科学概念(生物多样性)的回忆并理解现实情境(水族馆中的生物多样性)，“回忆+记忆+理解”表示回忆已有科学概念、记忆新内容及对新内容的理解。根据活动需要，结合化学、物理、工程实践等内容，在真实性任务中实现跨学科整合。

学生在一个学期内，围绕一个研究问题拆分形成九个阶段或单元开展深度学习和实践，知识和能力不断递进和累积，满足了研究的过程性，也体会了研究工作的单调、枯燥，以及在团队合作和分工过程中需要承担责任等情感、态度、价值观内容。活动最后的开放性任务和实践性任务，重新将研究过程整合并迁移，属于活动效果评价的一部分。长时间、多次的连续活动，保证了学习的深度和广度及目标的实现，但也占用了大量的校内课时，对学校(特别是中学阶段)的教学计划和组织提出了挑战。

(二) “水族达人训练营”中的研究情境创设

基于自然、生活和社会提出研究性问题，确定研究对象、组织研究内容，选择研究方法，在过程中实践、分析、判断，共同组成了研究性学习的研究情境。在研究情境中，学生是具备能力背景的“研究者”(研究基础)，活动组织者转变为引导者、监督者和评价者，博物馆资源(实物、文字、图片、人员等)是知识和方法的提供者，学生通过真研究、真实践，将知识和方法的习得、能力的提高融入具体的应用、迁移、分析和判断等研究实践中(职业能力)。“水族达人训练营”活动借助博物馆的多种资源，从以下几个方面为研究性学习的开展创设了研究情境：

1. 研究问题的提出和研究对象的选择

研究性学习实践，学生主体性和自主性的体现需要学生的知识结构、智力水平与研究的内容和环境条件相匹配。因此，研究问题应来源于自然、社会和生活等身边事物，通过对真实世界的观察和思考引发问题并确定研究对象，能让学生通过实践解决复杂问题，研究的对象和内容(或主要对象和内容)应该可直接获得、接触和理解。本活动通过阶段一的“试错”，保证学生的生活经验和生活实践位于同一起点，自主发现问题和提出问题，确定和理解研究对象，并将研究问题与研究对象和博物馆资源建立联系。在完全开放的条件下，如何将问题的提出限定在一定范围、环境和条件下，而非天马行空，需要组织者的智慧。本活动的试错过程虽是教师设计安排的，但学生在试错中聚焦和确认问题，仍能感到自己发现并提出问题的成就感，从而实现学生的自主性。后续研究问题的回答需要基于学生过往学习经历中对生物个体、生物与环境、生物与能量等科学概念的理解及其他综合实践能力，体现学生具备研究基础。

2. 研究方法和研究过程的确定和实践

研究方法包括观察法、调查法、实验法、文献法、实践法、思辨法等。在研究性学习过程中，根据具体的研究问题和内容，可供选择的学习和实践方法是多样的。在“水族达人训练营”活动中，学生基于实验和实践，进入水生馆的真实情境，将博物馆资源作为“参考文献”，通过阅读文字、图片等“文献”学习获得信息，通过访谈、观察等直接借鉴博物馆从业者(饲养员)的工作经验，并结合生活实践、学科知识，分阶段解决问题，在博物馆科学教师的讲授、指导(调查法)下快速掌握信息、提升能力，多种方法合力推动研究进程，从而促进研究问题的解决。以本活动中探究三湖慈鲷的生存环境为例，学生“基于已有认知和生活经验”，可以作出温度、阳光、空气等环境因素具有影响力的假设(科学探究)，但并不具备提出和探究水环境(包括氨氮、亚硝酸盐等理化因素和具体指标)以及最适温度、pH值等内容具体影响的能力，而需通过“文献研究”、调查、访谈等方法快速获得科学信息，并在实践和实验中具体应用、分析和判断，从而实现研究过程(科学研究)。通过直接讲授、设备操作、阅读和理解展览内容以及对话经验从业者获取间接经验等等，学生可以将多数研究方法应用在自己的研究中，并在研究实践过程中不断作出分析、判断、重复、调整等。同理，科学家通过文献研究，结合专业背景，提出具体研究方法并通过实践检验研究的过程，体现了研究性学习在高级认知学习过程中的教育价值。

3. 研究资源的获得

在研究性学习活动中，涉及研究对象、实验材料、仪器等多种研究资源，研究资源要符合现实可获得性。义务教育阶段，特别是以国家课程、地方课程或校本课程为基础，针对学生开展的学习内容，应具有普适性，即全体学生能够参与并完成。选择的研究方法，研究对象，过程中所需的各类材料、仪器，应由课程的组织者提供支持，并符合学生的能力水平，保证学生能理解和驾驭。活动目标指向的不是研究成果，而是过程中的高级认知，因此不强调获得突破性、创新性的研究成果。此外，个性化的需求和内容(如大型仪器设备、大额资金投入)，更适合个体的深入学习，例如个别学生的个别活动，但缺乏普遍意义。博物馆作为公益性社会教育机构，一方面，大多数向公众免费开放；另一方面，基本陈列的形式和内容及其深度、广度经过广泛的观众调查和专业策划，可以满足不同年龄和知识结构的观众，两方面合力保证了博物馆资源的普适性。“水族达人训练营”的活动设计，通过博物馆的基本陈列、工作人员的参与，结合博物馆简易、快捷、高效、易得的学习资源，从而使得研究性学习内容具有普适性。

三、 研究性学习课程实践对馆校合作的启示

(一) 基于博物馆资源的研究性学习实践为馆校合作提供了新的思路

博物馆包括现象类博物馆和物质类博物馆，前者以现象的再现为主体，后者以物的呈现为主体[8]。自然科学类博物馆，区别于科学中心，本质上更偏向于物质类博物馆。它借助陈列，通过对实物的呈现，辅以图片、文字和多媒体等多种动、静态展现形式，客观陈述了特定主题的基本信息、价值判断、研究成果等内容，呈现史实、证据、结论、现象、过程、争议等，突出真实性和科学性，具备作为“科学文献”或“文献综述”的价值。作为服务于科学传播和科学普及的社会教育资源，展览内容的科普化表达，使之成为一种区别于专业论文、经过“科普翻译”、更容易被理解的“科学文献”，是未成年人或非专业人士获取信息并对信息进行筛选、整合、关联、加工处理的优良载体，同时有助于培养未成年人面对博物馆等社会资源的学习方法和学习能力，助力其终身学习。

针对已具备一定科学概念和科学思维的未成年人，重视历史资料，应用已有科学概念，结合他人研究成果，学习新内容并将学习经验迁移，进而应用、分析、判断、评价，开展实践、进行验证、提出质疑，甚至开展发明创新的研究性学习，实现对“科学是基于证据的”科学本质观的理解，提升高阶认知，是研究性学习的价值体现。博物馆中标本收藏、科学研究、展览陈列的“文献价值”为未成年人的科学研究提供了“肩膀”和“脚手架”，提高了起点，提供了支撑，提升了效率，与学校的研究性学习实践活动相呼应，可以为馆校结合提供新思路。

(二) 充分理解研究性学习，组织开展有教育意义的馆校合作研究性学习实践

近些年，博物馆行业结合自身优势资源和特色资源，特别是参考课程标准，引入教育学理念和教育方法，借助基于问题(项目、实践等)的学习、5E教学法等，设计和组织开展了多样化的优质场馆教育活动和教育课程内容，价值不断提升。但区别于传统的场馆教育活动，研究性学习活动从研究情境的构建，主题的选择、内容的设计、过程的实施到教育目标的实现等均对博物馆提出了更高的要求，不能简单理解为教育活动的叠加和拼凑，而应是围绕一个主题的系统性、综合性、渐进式的学习过程(全环节)，或者是基于学校研究性学习的内容整体，完成内容整体中的一个或几个环节(部分环节)，两种方式代表了利用博物馆资源开展研究性学习中场馆和学校之间关系的不同维度。

全环节参与的研究性学习活动基于场馆中的藏品、展示和研究等特色资源，重点关注博物馆中研究情境的可实现性，为学生提供提出研究问题、搜集和筛选研究信息、确定研究对象、实践研究方法、体验研究过程、得出研究结论的全流程。博物馆中的资源要能够提供完善的内容链条，呼应研究问题，内容的选择要参考和结合学校的教学计划，实现馆校结合，如“水族达人训练营”活动。

部分环节参与的研究性学习活动可仅选择研究性学习课程整体中的一个或几个环节，博物馆作为资源提供者参与其中，重点发挥和利用博物馆的“文献”价值。以开展生物多样性的研究性学习为例，学校制定教学内容和计划，可以利用自然博物馆中的相关展示内容，结合藏品和展品中蕴含的地理区域性特征，综合提取便于研究性学习开展的信息、内容和形式，为学生研究校园、社区或公园中的生物多样性提供支撑。

以上两种形式均可涵盖自然科学领域和人文社会科学领域。在研究性学习活动中，不管是通过全环节的馆校结合还是部分环节的馆校合作，都能有效发挥博物馆的教育价值。

(三) 指向课程化建设的研究性学习实践和深化博物馆教育活动的内涵

在组织研究过程的考量中，可以首先通过分解和整合长时程活动，形成多个阶段或单元，从对单一复杂问题的解决逐渐转变成围绕一个问题的多个连续性子问题；各阶段或单元以拼图或递进的方式，将对单一知识、技能和内容的理解、应用、分析和判断，扩展建立形成多个相关知识、技能和内容的联系和综合，指向研究实践整体，使之结构化、系统化；多项单一、零散的活动组成持续的、连续的、灵活的过程性内容，从而实现场馆教育活动的系列化。针对特定年龄段学生团体开展的研究性学习实践，以已有认知、科学概念和能力为起点，以开展基于场馆资源的学习、应用、分析、判断、重复检验等研究过程的组织和实现为内容/目标，以研究过程各阶段和单元间的系统设定为结构，以研究实践/学习中学生的表现为评价[9]，起点、内容、目标、结构、评价共同指向基于馆校结合的研究性学习课程化建设，满足课程的课程目标、课程内容、课程结构和课程评价四要素。《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》(2001)中明确提出了开展研究性学习的学习目的、学习特点、学习内容、学习实施和学习评价，直接将研究性学习定位于一门“课程”，发展后的《中小学综合实践活动课程指导纲要》(2017)，将研究性学习纳入“考察探究”类，同样定位为“课程”。可以认为，利用博物馆资源组织开展的研究性学习活动为博物馆教育由活动、系列活动向课程化转变提供了参考，是博物馆教育内涵不断拓展、“馆校合作”深度发展的产物。