让儿童“动起来”，让知识“活起来”——史密森尼国家自然历史博物馆线上教学资源的分析①

何珊云 胡凯悦

各种新兴技术的发展，不仅丰富了博物馆的线下参观体验，也推动了博物馆的线上资源建设。相较于远程参观、线上游戏等传统的博物馆线上资源，线上教学资源因其更具活动性、互动性、教育性等优势，已经成为国内外知名博物馆的重点建设工作。如英国科学博物馆集团(Science Museum Group)根据博物馆主题、学习者年龄、学科主题等分类推出了上百个教学资源，包含学习任务、思考活动以及教学指南等；法国圣路易斯艺术博物馆(Saint Louis Art Museum)提供了双语学习资源，外语教师可以将艺术资源引入低龄人群的外语学习，以弥补艺术背景的不足[1]。美国纽约大都会艺术博物馆 (Metropolitan Museum of Art)根据馆藏数字资源，为不同年龄段的学习者制定了一系列的共享课程计划，促进博物馆教育与学校课堂的结合。

可见，线上教学资源是每个博物馆根据其类型和主题进行设计，用以辅助教育工作者开展学校课堂教学的资源，包括教学案例、课程单元、学生任务单以及视频资源等[2]。这些线上教学资源一方面联结了博物馆与学校课堂教学，一方面将学习活动从传统的静态输入转变成学生的“做中学”，让学习在活动中发生，让知识在实践中建构。下文将以线上教学资源建设颇具特色的美国史密森尼国家自然历史博物馆(National Museum of Natural History)平台中的动手活动(Hands-On Activities)教学资源集为例进行分析。

一、 美国史密森尼学会的“学习实验室”

美国史密森尼学会(Smithsonian Institution)成立于1846年，是世界上最大的博物馆、教育和研究综合体，目前拥有21个博物馆和国家动物园，收藏有1.365亿件艺术品和标本[3]。作为世界上最大的博物馆群，史密森尼学会在博物馆线上资源的设计与开发上一直发挥引领作用。数字化是该学会近几年的工作重点，提出“每年用数字战略惠及10亿人”的目标[4]，并于2016年推出了一个全新在线平台——史密森尼学习实验室(Smithsonian Learning Lab)，提供包括教学资源、远程学习资源、青年项目、家庭学习计划和教师专业发展计划等内容，通过数万个示例和数字材料让所有年龄段学习者进行跨学科发现、创造新想法，建立了一个整合历史、科学、艺术和文化的大型教育社交平台[5]。

在所有的线上资源中，教学资源是史密森尼学习实验室非常有特色的部分，其整合了旗下博物馆的特色资源并进行详细分类、设计了具有特定学习任务的教学案例并提供教学资源链接[6]。2017年，史密森尼学习实验室发布了《整合真实数字资源，支持深度、有意义的学习》(IntegratingAuthenticDigitalResourcesinSupportofDeep，MeaningfulLearning)[7]，报告提出要利用课程标准(1)包括《共同核心国家标准(英语)》《新一代科学教育标准》《国家核心艺术标准》《大学、职业和公民生活框架——社会科课程国家标准》等。、技术和数字资源来支持深度、有意义的学习，指导教师如何结合课程标准来利用资源设计教学、学生如何与资源互动进行学习、学生如何在学习实验室创作以及师生如何共享资源等，同时呈现多个案例，为教学资源设计提供了理论和实践层面的指导。为了进一步展现案例特色，分享国外博物馆线上教学资源的先进经验，本文选择史密森尼学会旗下最大、拥有藏品最多，同时也是世界上最大科学教室之一[8]的史密森尼国家自然历史博物馆的线上教学资源进行分析。

二、 史密森尼国家自然历史博物馆线上教学资源

史密森尼国家自然历史博物馆的线上教学资源拥有四百多个教学资源包，可供教育工作者根据学习主题、资源类型、适用年级和科学标准等进行个性化搜索。其中，按资源类型可分为五类[9]，第一类是动手活动，它是教学设计最详细、最具操作性的资源；第二类是音视频资源(Videos and Webcasts)，可供教师进行课堂实时转播以及存档后观摩学习；第三类是素养知识清单(Science Literacy Resources)，帮助教师补充教学内容；第四类是学习单(Posters and Worksheets)，为教师提供课堂中的支架；第五类是主题活动(Subject Guides)，其根据知识主题进行分类，为教师创建便捷的知识导航(见表1)。

表1 史密斯尼自然历史博物馆学习资源类型

在所有资源中，动手活动资源是互动性最强、设计组织最严密、最易在学校或家庭中组织实施的资源。该类别目前共有31个教学资源案例，分成若干专题，其中比较重要的专题有4个(包括14个项目)，每一专题内有若干子主题，包括活动概述、教学指南、学习目标、评价单以及支持素材等(见表2)。每个子主题都可当作一节课程展开，教师可根据学生的年龄和兴趣选择课程。下文主要从情境、目标、内容与组织以及活动支架四个方面对14个教学案例展开分析。

表2 史密森尼国家自然历史博物馆动手实践资源基本情况

(一) 创设真实有意义的情境

根据情境学习理论(Situated Learning Theory)，知识是个人和社会或物理环境之间联系的属性以及互动的产物，强调学习需要置于社会性合作的形式之中，关注人在日常生活中创设的“真实”或“虚拟”的情境[10]。因此，创设真实或虽是虚拟但有现实意义的情境，赋予学生真实情境角色和身份，能够更好地帮助学生理解学习，增加学生学习的投入度，提升互动体验效果。知识是具有情境性的，它融入活动、背景和文化产品之中，不断被运用和发展。因此，史密森尼国家自然历史博物馆的线上教学资源为每个主题创设了丰富趣味化的情境，并设计了情境中的驱动性问题和待完成的任务，提供了相关的文化产品、学习物料等，供教师在学校课堂或者父母在家庭中使用。

表3 实践活动情境设计

如表3所示，在史密森尼国家自然历史博物馆“深度时间谱系”这一专题中，以子主题“大象进化”为例，构建了一个古生物化石发掘的真实情境，通过小组合作，“小古生物学家们”将比较不同种属大象的化石并找出进化关系，充分体现了“在哪里用，就在哪里学”。首先，学习设计在“发掘现场”这一模拟真实的社会实践情境中进行，学生担任“现场古生物学家”或“首席研究员”等情境身份，在现场寻找对应古生物的化石，并探究其进化关系，让学生在情境中建构起专家身份。其次，学习中提供了大象展品、挂图、学习单等多种学习素材，设计了多种形式的科学探究实践活动，如实物观察、搜集数据、假设检验、回答问题、分享交流等一系列情境任务，让学生建构起专家思维与实践。第三，学习过程中每个小组都是一个实践共同体，需要承担情境中的不同角色，分工合作，共同完成“大象进化关系树状图”这一学习任务。情境中的共同体协作更强调自然的、动态的、有机的、协作式的问题解决方式，在探究过程中进行着“知识意义”和“身份意义”的双重建构[11]，给予学生认知和非认知的学习机会。最后，每一个活动案例都以完整的课程形式展开，并与生活情境进一步联结，如讨论“牙齿与饮食”之间的关系，从而关联学生的日常饮食习惯等讨论，迁移到日常的生活经验之中，生成个人化的学习体验，形成丰富的学习理解，让科学知识与概念具有了现实意义，活化了知识。这一情境设计的逻辑也同样体现在“制作洞穴与洞穴艺术”等其他案例中。

(二) 对接《科学教育标准》

在史密森尼国家自然历史博物馆的动手活动教学资源中，每个活动都制定了学习目标，并与美国《新一代科学教育标准》对接，设计者根据课标和博物馆主题来制定相应内容。如表4所示，在“小化石、大图片”的教学资源案例中，学生将学习如何使用微观化石花粉来重建数百万年前蓬勃发展的植物群落，涉及生命科学、地球科学两个主题。教学对象根据难易版本可分别针对3～5或6～8年级。3年级要求“用证据构建论点”，5年级要求“开发模型”，而6～8年级则需要“构建科学解释”。这一系列目标都涉及了探究教学元素，并随着年级的增加对探究程度提出不同的标准，也满足了美国在1996年的《国家科学教育标准》中提出的“以探究为核心的科学教育”理念。学校教师因此可以充分运用这些博物馆线上教学资源融入到课堂教学之中，一方面由于这些教学资源符合课程标准，可以为学校教育提供更为丰富的资源，另一方面，无论是基于场馆的科学教育，还是基于学校的科学教育，都是为了培养学生“像科学家一样”思考、实践与探究，并形成馆校合作育人的合力。

表4 实践活动目标设计

(三) 结构化的课程内容

1. 设计大单元教学

美国《新一代科学教育标准》以“做科学、学科学”(Learning Science by Doing Science)作为核心理念，以实践、跨学科概念(Crosscutting Concepts)、学科核心概念(Disciplinary Core Ideas)三个维度作为设计框架[12]。因此，教学的设计要有“大”的视角，即整合不同的学习内容和素养能力；每个独立的单元可以进行组合，形成一个更大的单元[13]。大单元设计围绕相应的教学主题,运用已有的知识解决生活中的实际问题，引导学生积极参与到问题解决的实践中，可以充分提升学生能力和素养[14]。因此，学生的科学学习要摆脱一个个知识点的记忆和背诵，要能联结不同科学领域的知识，运用不同的科学素养和能力。史密森尼国家自然历史博物馆的14个线上教学资源中的案例，除个别以外，都充分体现了“大单元教学”的设计思路，每个单元围绕同一主题展开，其中细分为若干个独立单元，同时这些单元之间又彼此联系。

如表5所示，教学案例中推出的“深海动物适应周”专题，包含4个子主题，分别通过动手实践、绘图、运动和语言四种方式来了解海洋动物特征。从海洋动物的生物特征到外型，再到行动方式和居住场所，学生能够身临其境体会到海洋生物的各种特征。同时，随着课程进行，对学生科学素养的培养也有了更高的要求，从了解海洋生物、与他人介绍生物特征到宣传保护海洋的重要性，学生的学习活动从“知”到“行”，从获取知识到具备科学实践能力。可见，大单元教学创设了“大情境”，设计了“大任务”，培养学生的课程内容比传统教学更多，同时用大概念进行内容统摄、使课程内容产生结构化的重组[15]。

表5 《深海动物适应周》大单元课程设计

2. 选择跨/多学科内容

博物馆教育具有终生性、开放性和拓展性的特点，展品信息的跨学科属性和展览的跨学科表达，对组织学生进行跨学科学习具有先天优势[16]。《整合真实数字资源，支持深度、有意义的学习》报告也指出，许多教育工作者更希望资源是跨学科(interdisciplinary)或者多学科(multidisciplinary)的[7]。在史密森尼国家自然历史博物馆的线上教学资源案例中，几乎都蕴含丰富的跨学科内容，如“像深海动物一样跳舞”案例要求学习者了解海洋鱼类的身体构造、行动方式、空间移动等特征；将网站中深海蠕虫、甲壳类动物、深海虾等海洋生物的游动视频结合舞蹈元素来设计舞蹈动作；融入运动节拍和计数，创造属于自己的舞蹈；考虑生物的适应性(如何进食、避开捕食者和吸引配偶)来改编舞蹈。该活动虽是以古生物学为主要学科，但涉及了美术、体育、音乐等多学科，整体上提高了学生素养。

此外，跨学科教学需要不同专业教师的共同协作。在“建造雕塑”的学习活动中，通过三位专家(海洋生物学家、海洋艺术家和海洋教育家)的视频演绎，由海洋生物学家指导学生认识海洋生物的特征和居住环境；由海洋艺术家指导学生利用身边的废弃物品建造雕塑，并用素描画出雕塑；由海洋教育家向学生介绍海洋废弃物，谈论如何保护海洋。由此看来，博物馆教育中的跨学科教学不论对学生还是教师，都具有重要意义。

(四) 丰富的学习支架

为了使博物馆资源真正走进学生的学习之中，史密森尼国家自然历史博物馆的线上教学资源通过多种方式与手段，在资源和教师之间搭建有效教学支架，提高教师授课的积极性和专业性。教学支架的设计覆盖了教学活动的全过程，包括活动前的介绍，活动中的教学指南、学习单，以及活动后的拓展探索和资料补充等。

1. 教学指南

教学指南旨在为教师提供每个案例落地实施的“说明书”。如前文提到的“大象进化”项目为教师提供了详细的教学指南(见图1)。这份指南为教师提供了教学开展的整体框架，包括开场白、介绍语言、教具使用方法、引导性问题、教学组织形式等具体内容，甚至包括教师进行教学活动某个环节可以使用的口头语言和动作描述。同时，在指南末尾还有“博物馆知识链接”，对活动中的拓展内容进行具体介绍。

说什么做什么开场白[您自己组织语言]根据受众进行区分介绍地球上的每一个生物、每一个物种都是相关的。生物学家和动物学家想了解的是,不同的物种是如何随着时间的推移而进化的,以形成我们今天看到的生物多样性,以及不同的物种是如何从早期的共同祖先进化或相互分支的。一组非常有趣的树状图是给大象和它们古老灭绝的亲戚的。你能帮我调查一下这些关系吗?[指着展品]引导参与展品“面向树”,做一个假设让我们来看看这些展品———你认得它们吗?对,我们有一头亚洲象,还有三种已经灭绝的大象亲属———乳齿象、长毛猛犸象和剑齿象。你以前见过进化树吗?我们把物种放在树枝顶端。古老的祖先在最底层。进化正在发生、分裂、再分裂。这就像一个家谱,但我们谈论的是物种。我们会把展品放在每个树枝的末端。这就像是一个血统。有一个古老的祖先,随着时间的推移,这个分支不断分裂。那么接下来你看看这些展品,你对哪两个关系最密切、哪两个最相似有想法吗? 指着这些线,跟着它们说下去。

2. 任务单及数字资源

可在线上平台下载打印学习任务单，分发给学生。任务单大多以开放题进行设计，包括实地考察记录、工程图等丰富的任务形式(见图2)。此外，教学资源还会根据具体的学习任务需要，为教师提供博物馆的专业知识与设备操作教学短片，为教师的教学提供专业的内容支持。

图2 动手实践活动任务单(部分)

三、 博物馆线上教学资源设计经验与启示

作为世界上最大的博物馆群的成员，史密森尼国家自然历史博物馆在博物馆线上资源的设计与开发上一直发挥引领作用，其平台中推出了众多可应用于课堂实践的教学资源，并推出“教育工作者日”活动(Smithsonian Educator’s Day)，全美超过1300名K-12教育工作者参加了活动，探索跨学科课程的创新设计和教学技能的提升[17]。与国际优秀博物馆的普遍做法相比，我国博物馆在教育资源的开发与运用上还有一些值得提升与改进的方面，已有的线上教学资源中大多为知识介绍和学生学习单，为教育工作者设计的资源还不够多[18]，尤其是利用线上教学资源推进儿童科学学习的主动性与有效性还不够，具体可以从以下方面进一步改进。

(一) 创设情境，提升学习体验

情境对博物馆线上教学资源的设计与使用具有重要意义。首先，线上教学资源需要设计真实情境，从而拉近学生与学习活动的距离，使知识的叙述富有故事性和层次性，提高学习者的兴趣和学习动机。第二，基于情境的学习能够促进学生对科学知识的理解，增强学生学习的效果。如为学习者提供“穿越史前生活”“体验海底探索家”等实践情境，使学生对科学实践的情境有更深的理解，并促进其联系生活情境，从而提升学生的科学素养。第三，线上教学资源情境的设计也为教师在线下设计与使用物理情境提供借鉴，从而让学生活动更有趣味性、参与性[10]。

(二) 对应课标，拓展传统课堂

随着“双减”政策的提出，学校开始探索高质量的课程服务。其中，优秀的公共教育资源被引入学校教育，以填补学生课后学习时间，尤其是对于偏远地区学校的儿童和缺乏优质教育资源的学校来说尤为重要。结合课程标准和博物馆资源来设计系统化的课程成为一种有效的实践形式。从学习目标和内容上看，史密森尼国家自然历史博物馆线上教学资源在设计和使用上都对应美国《新一代科学标准》[18]。我国新近颁布的《义务教育科学课程标准(2022年版)》也为博物馆建设线上教学资源提供了参考。其中，科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大科学核心素养为科学教育的素养目标进行了清晰的界定，学科概念和增设的跨学科概念、学业质量等为学习内容、质量标准的设计都提供了操作依据[19]。从学习类型上来看，由于线上教学资源的便捷性，教学活动既可以在学校中进行，也可以在社区、家庭等地点展开，具有广泛运用的价值，拓展博物馆教育的范围和影响，丰富和深化学生的学习。

(三) 促进融合，设计综合学习

随着教学领域中基于项目的学习、基于问题的学习等先进教学方法的运用，博物馆的线上教学资源也需要打破传统依照“知识点”的建设思路，而是以“主题”带动“知识网”，去解决真实情境中的复杂问题。要从跨学科视角、以问题为导向进行单元项目化教学；结合各个学校特色，融合数学、语文、美术、科学等多学科内容对博物馆课程进行设计和构建。从史密森尼国家自然历史博物馆的案例中可以发现，教育者在活动设计的过程中起到重要作用，线上教育资源的综合性与跨学科性要求构建教学共同体，即加强博物馆教育工作者和学校教师之间、教师和教师之间的广泛合作；其次，博物馆教育活动应当以解决某个实际问题为目标，且在议题中融入可持续发展的要求，如案例中的“综合利用废弃物”“化石中研究气候变化”等；此外，充分利用博物馆作为研究型机构的特点，将博物馆科研工作者开展探究的过程作为教学活动设计的思路，提供学生学习“专家思维”的机会，如模仿科学家探究化石亲缘关系时，学生也需要进行实地考察、搜集证据、比较特征、交流讨论和分享成果等一系列的探究实践，让学生学会“像科学家一样思考”。

(四) 跨界交流，打造学习中心

教学资源的质量是教师开展学习活动意愿的重要影响因素。我国许多博物馆虽然已经开始线上教育资源的建设，但存在设计内容比较简单、形式比较单一的问题，这也主要是因为博物馆教育工作者与学校缺乏充分交流的机会。因此，博物馆可以设立“教师开放日”等研讨会活动[20]，了解教师教学的专业需求，为教师提供详尽的线上教学指南、教学材料和教学支持。除了一些实物和图片工具之外，为学习任务设计表单、建立评价指标，都能够加强教学资源的丰富性和完整性，确保教学更具有专业性。最后，建立博物馆线上教学案例的分享交流平台，提供培训视频等内容，可以增加线上教学资源优化改编与分享使用心得的机会，将博物馆建设成为开放性的教学资源平台，从而支持个性化的学习方案，满足差异化的学习需求，成为真正意义上的学习中心。