科技史融入初中跨学科主题学习：场馆资源的开发与利用研究

随着《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035）》的深入实施，青少年科学素质的培养日益受到重视。在新一轮义务教育课程改革中，义务教育课程方案和课程标准（2022 年版） 明确提出了跨学科主题学习的要求，成为改革的亮点之一。初中阶段作为学生科学素养形成的关键时期，跨学科主题学习是提升学生综合素质的重要途径之一。科技史作为连接过去与未来的桥梁，不仅能够帮助学生理解科学技术的发展历程，还能激发他们对科学的兴趣和探索精神。2020 年9 月30 日，教育部、国家文物局联合印发了《关于利用博物馆资源开展中小学教育教学的意见》，该文件强调要精心设计博物馆教育内容， 研究开发自然类、历史类、科技类等系列活动课程。本文以“跟着郑和去航海”为例，探讨如何通过场馆资源的开发与利用，将科技史融入初中跨学科主题学习。

科技史融入跨学科主题学习的意义

增强学生对科技史的理解

科技史是人类文明进步的重要记录，蕴含着丰富的科学思想、技术发明和创新精神。将科技史融入跨学科主题学习，有助于学生全面了解科学技术的发展历程，理解科学与社会、文化、经济等方面的相互关系，从而增强他们的科学素养和历史意识。

促进学生综合素质提升

跨学科主题学习强调知识的整合与应用，其设计思路、情境素材和教学策略应聚焦发展学生解决问题的能力，并秉持综合性、实践性、多样性、探究性、可操作性的原则[1]。通过科技史的学习，学生可以将不同学科的知识融会贯通，形成更加完整的知识体系。同时，科技史中的创新精神和探索精神能够激发学生的求知欲和创新意识，提升他们的综合素质。

激发学生的科学兴趣和探索精神

科技史中的很多发明和发现都源于人类对未知世界的探索，通过科技史的学习，学生可以感受到科学探索的魅力，激发他们对科学的兴趣和探索精神。

当前初中科技史教育的困境

教育资源不足

有关科技史教育的教辅资料相对匮乏，部分教师只能依靠有限的参考书和教案进行教学，使得科技史教育的深度和广度受到限制。同时，为了配合课程改革和减轻学生负担，相关部门对教辅资料的限制也进一步加剧了这一问题。

科技史教育往往需要借助实验和实践活动增强学生的理解和体验，但许多学校存在实验设施老化、资源短缺等问题，限制了科技史教育的实践环节，影响了教学效果。

师资力量薄弱

具有科技史专业知识和实践经验的教师相对缺乏，使得科技史教育难以专业、系统地实施。部分教师对科技史的理解不够深入，难以有效引导学生探究科技发展的历程和规律。

针对科技史教师的专业培训相对滞后，教师缺乏持续学习和提升的机会，影响了教师的专业成长和教学效果。

教育理念和方法滞后

部分学校和教师受传统教育理念的影响，注重知识的传授而忽视学生实践能力和创新能力的培养，这种理念在科技史教育中尤为明显，导致学生难以真正理解和体验科技发展的历程和意义。

科技史教育的教学方法相对单一，主要以讲授为主，缺乏互动性和实践性，使得学生在学习过程中难以保持兴趣和积极性，影响了学习效果。

评价体系不完善

科技史教育需要多元化的评价体系全fd403e7bb47d42cc24b2f42ee13ed68e面评估学生的知识掌握程度，以及实践能力和创新思维等方面的发展情况，然而，当前的评价体系仍较为单一，导致科技史教育在评价方面难以得到应有的重视和支持。

社会认知度不高

相对于其他学科而言，科技史教育的学科地位较为边缘，使得科技史教育在资源配置、师资建设等方面面临诸多困难，而且部分家长和学生认为科技史教育不是学科中的主要内容，这种认知偏差进一步加剧了科技史教育的困境。

场馆资源的开发与利用策略

由于内容丰富、形式多样、覆盖面广、可操作性强，博物馆资源越来越多地进入了学校教育的视野，越来越多的学校与博物馆建立了紧密的合作关系，比如2024 年8 月，上海科技馆举办了2024 上海市中小学科学教师科创教育能力提升专项培训、中国航海博物馆面向各学科教师举办了“博老师研习会”等，这种合作具有开放性、主题性、对象性、课程相关的系统性、实物为基础的多样性等特征，旨在通过馆校间的资源共享、互相支持，共同推进学生的跨学科学习[2]。

馆校合作的特点

馆校合作是指社会文化教育场馆（博物馆、图书馆、科技馆等）与学校之间建立的一种合作模式，这种合作旨在通过资源共享、互相支持，共同推进学生的跨学科主题学习，其合作特点如下（图1）。

资源共享 馆校合作通过共享文献资源、空间资源、设备资源、专家资源、活动资源等，形成一个系统、优质、高效的综合资源库，为学生提供了更丰富、更广阔的学习材料和实践机会，有助于学生在跨学科主题学习中进行深入探究。

教育支持 场馆为学校提供教育支持，包括联合开展各类培训活动、提供功能补偿等，有助于提升教师的专业素养，增强其指导学生开展跨学科学习的能力。

实践平台 馆校合作为学生提供了一个真实的、实践性的学习环境，学生可以在这些场馆中进行实地考察、学习和实践，也可以将相关资源搬到校内开展相关主题学习和活动，从而将课堂知识与现实生活相结合，提升跨学科主题学习的效果。

共同研发 馆校双方可以共同研发跨学科主题学习的课程和教材，结合双方的专业优势和资源，为学生提供更具创新性和实用性的学习内容。

场馆资源的选择与整合

在场馆资源的开发与利用过程中，首先要根据已生成的跨学科主题的需要，选择合适的场馆资源，跨学科主题生成路径如图2 所示。以“跟着郑和去航海”为例，可以选择与航海、历史、科技相关的博物馆、科技馆、纪念馆等作为学习资源。同时，要对这些场馆资源进行整合，形成具有系统性、连贯性的学习资源体系。其中，笔者所在学校与中国航海博物馆、上海科技馆达成了紧密的馆校合作关系，对于资源的选取和应用具有较大优势。

实地参观与互动体验

实地参观是场馆资源利用的重要方式之一，学生可以直观地感受到科技史的魅力。在参观过程中，可以设置互动体验环节，比如模拟航海、航海工具操作、科技发明展示等，让学生在互动中加深对科技史的理解和记忆。

课程设计与实施

课程设计与实施是场馆资源利用的关键环节。在“跟着郑和去航海”这一跨学科主题学习中，可以设计涵盖历史、地理、物理、科技等多学科知识的课程内容。通过课堂讲授、小组讨论、案例分析等多种教学方式，引导学生全面深入地了解郑和航海的背景、过程、意义，以及相关的科技发明和创新精神。同时，可以结合场馆资源的特点和优势，设计具有实践性和探究性的学习任务和活动，让学生在完成任务和活动的过程中提升综合素质和能力。

“跟着郑和去航海”案例研究

案例背景

“郑和下西洋”是中国古代航海事业的巅峰，也是帆船时代的最高峰，不仅展示了中国古代航海技术的先进性和海洋文化的丰富性，还促进了中国与亚非国家的经济文化交流。将“跟着郑和去航海”作为跨学科主题学习的案例，有助于引导学生全面了解中国古代航海史和科技史的相关知识，是学生了解古代航海事业的一扇窗户。本课程遵循《义务教育历史课程标准（2022 年版）》相关理念，体现育人为本，以培养和提高学生的历史素养和跨学科素养为宗旨，引导学生科学地考察人类航海史的发展进程。

本课程借助中国航海博物馆丰富的藏品资源，创设沉浸式的场景，通过自主、合作、探究式学习，以及馆内的实践体验项目，让学生能全面、客观地认识中国古代造船、航海技术、海外贸易等相关情况，感受郑和的人格魅力，增强民族自豪感。同时，掌握搜集资料、观察、分析研究的基本方法，提升探究推理的能力。

资源选择

在选择博物馆资源时，可优先考虑与郑和航海相关的博物馆、科技馆等。“跟着郑和去航海”选取了中国航海博物馆的部分资源，包括《大明混一图》、郑和下西洋展区、福船、“绿眉毛”船模等，如图3 所示。

课程设计与实施

课程内容设计应涵盖历史、地理、物理、科技等多学科知识。

历史背景 介绍郑和航海的时代背景、目的和意义，以及中国古代航海技术的发展历程。

地理知识 分析郑和航海的航线、途经国家和地区，以及这些地区的地理特点和文化特色。

物理知识 讲解航海过程中涉及的物理原理，比如风向、潮汐、地磁场等，以及相关的科技发明，比如罗盘、海图等。

科技发明 展示郑和航海时期，以及之后的中国古代科技发明和创新成果，比如火药、造纸术等，并探讨它们对航海事业的影响。

根据博物馆展览的特点，整个教学过程可分为“参观前”“参观中”和“参观后”。

参观前

环节1 通过史料了解郑和及皇帝选派他的原因。

环节2 了解明朝“西洋”的范围，以及郑和船队到达的主要西洋国家。

配套活动 在郑和七次下西洋航海路线图上，用彩笔分别描摹郑和船队七次航行的路线。

环节3 分析史学界流行的关于郑和“下西洋”目的的4 个说法。

环节4 讨论郑和下西洋需具备的条件。

参观中

通过了解馆内展出的实物史料和文献史料，了解中国古代造船技术、航海技术的成就及海外贸易的相关情况，并同步填写学习单。

活动1 参观航海历史馆《大明混一图》和“郑和下西洋展区”。

活动2 参观福船。

参观后

环节1 小组讨论学习单内容，教师进一步讲解中国古代造船技术、航海技术的成就。

环节2 结合学习单第4 题分析并总结郑和下西洋海外贸易的特点。

环节3 比较郑和与15 世纪西方航海家的航海活动，了解亚非各国保存的纪念郑和的文物和古迹，总结郑和下西洋的意义。

“绿眉毛”船模制作 “绿眉毛”帆船是中国古代四大船型（广船、福船、浙船、沙船）之一——浙船的典型代表，其年代可追溯到宋代，约有800 年以上的历史，是明代郑和下西洋船队中的一种优良船型。通过船模制作，能更加直观地了解中国古代发明的水密隔舱、船尾舵、纵帆、龙骨结构等造船技术，凸显中国古代造船技术的辉煌成就有力地推动了中国和世界的造船与航海活动。

教学方式与活动设计

课堂讲授与讨论 通过教师讲授和学生讨论相结合的方式，引导学生了解郑和航海的相关知识。

实地考察与互动体验 组织学生前往相关场馆进行实地考察，并在场馆内设置互动体验环节。

小组合作与探究学习 将学生分成小组，分配不同的探究任务，比如分析郑和航海航线的特点、探讨科技发明对航海事业的影响等，通过小组合作完成探究任务并展示成果。

科技制作与展示 鼓励学生利用所学知识进行科技制作，比如制作古船模型、简易罗盘，绘制航海路线图等，并在课堂上进行展示和交流。

实施效果与反思

课后对学生进行学习评价，旨在全面评估学生在跨学科主题学习中的理解和应用能力，以及他们的创新思维和实践技能，教师可根据学生的具体表现和学习目标进行评分和反馈。具体实施效果如下：①学生对郑和航海史和科技史有了更加全面深入的了解， 掌握了相关的历史、地理、物理和科技知识；②学生在实地考察、互动体验、小组合作等环节中锻炼了观察力、思考力、合作能力和创新能力等综合素质；③激发了学生对科学的兴趣和探索精神，学生更加关注科学技术的发展和应用。

课后，有16 名学生接受了问卷调查，均表示喜欢本课程。

结论

通过将科技史融入初中跨学科主题学习中，并意识到丰富的博物馆资源 的重要性，不仅促进了学生综合素质的提升，还激发了学生对科学的兴趣和探索精神。未来，将继续深化对跨学科主题学习的研究和实践，开发更为丰富多元的博物馆资源，并不断探索更加有效的教学策略和活动形式，以更好地服务于学生的全面发展。同时，也期待更多的教育工作者和博物馆研究者，关注和支持跨学科主题学习，共同推动青少年科学素质的提升和社会的发展进步。

参考文献

[1] 王乐. 馆校合作的理论与实践[M]. 北京： 科学出版社， 2018.

[2] 任亚娜. 跨学科主题学习： 内涵、特征与设计[J].教育进展， 2023， 13（6）： 3489-3495.