非正式環(huán)境下“館校合作”科學活動方案的開發(fā)與實踐

趙 玥

(復旦大學附屬中學 上海 200433)

非正式環(huán)境包括博物館、植物園、水族館和動物館等人工設計的場館[1]。博物館和學校的伙伴關系是不同的教育者共同努力的結果，其目的是讓學生進行豐富的、有活力和有意義的學習活動[2]。下面以上海自然博物館為例，結合滬教版教材高中《生命科學》第3冊第9章“生物進化”一節(jié)，談談利用非正式環(huán)境中的博物館資源，如何通過“館校合作”來開展科學活動。

1 活動開發(fā)背景

目前，國內(nèi)博物館的“館校合作”正處于積極、全面地開展階段。但與國外發(fā)達國家博物館的“館校合作”教育相比，還有相當大的差距。國內(nèi)大部分地區(qū)的博物館，目前的普遍做法只是允許學生參觀部分展覽，其本質重“展”而不重“教”[3]。

然而，在校內(nèi)的課堂教學中，尤其是“生物進化”等教學內(nèi)容較抽象，如果僅用教材進行教學，并不利于學生理解“生物進化”歷程和“生物進化”的相關知識。雖然，教師可通過大量的網(wǎng)絡資源找到相關的圖片和視頻等資料，也可在實驗室或戶外找到標本。但由于資源缺乏系統(tǒng)性，學生較難通過直觀感受和切身經(jīng)歷，來體驗和理解“生物進化”的基本內(nèi)容。

基于以上在實際教學中遇到的問題，教師可利用自然博物館的教育資源，設計與學科教學內(nèi)容相結合的科學活動方案。既能豐富學生的學習體驗，又能增加學生在“生物進化”方面的學習經(jīng)歷，初步學會科學研究的基本方法。

2 活動實施方案

在上海自然博物館內(nèi)有“起源之謎”“演化之道”和“探索中心”等展區(qū)，以及有“自然探索移動課堂”“恐龍盛世”和“探索者聯(lián)盟”等主題活動。如果學生盲目地參觀展品，缺乏系統(tǒng)性地學習，對“生物進化”知識的理解也只能停留于表面。為此，根據(jù)教材內(nèi)容，結合上海自然博物館“演化之道”與“探索中心”兩個主題場館，設計了“館校合作”的體驗活動。將校內(nèi)外學習資源緊密整合，不但使展品“活”了起來，也有利于學生活用教材中的知識。

3 科學活動案例

根據(jù)學生在校內(nèi)的學習情況，結合表1中“館校合作”科學活動方案的內(nèi)容，在學生已有課堂信息概念的基礎上，帶領學生分三次來到上海自然博物館開展體驗活動。具體策略如下： 基于教材的前概念(活動前)→自博館觀察并完成學習單→模擬體驗活動→自然觀察筆記→撰寫相關科普報告(活動后)。

3.1 主題活動“生物滅絕的原因” 在開展本次活動之前，學生需要具有的前概念是： 物種的概念、物種之間的生殖隔離是如何維持的、新物種如何形成和導致物種滅絕的原因等。此外，教師在自然博物館展區(qū)中將恐龍的圖片發(fā)給學生。學生以小組為單位“認領”一種恐龍，并通過查閱資料獲取恐龍的相關信息。接著，教師帶領學生參觀自然博物館“演化之道——恐龍盛世”展區(qū)開展如下活動： ①帶領學生觀察恐龍標本和模型并思考： 恐龍有哪些類群？結合恐龍的結構特點，談談它們是如何適應環(huán)境的；②組織學生開展恐龍仿真骨骼還原模擬活動，引導學生結合恐龍的骨骼模型，尋找它們適應環(huán)境的特征；③引導學生開展探索與討論活動；④指導學生以自然觀察筆記的形式，描繪自然博物館展區(qū)內(nèi)恐龍標本或模型；⑤課后指導學生撰寫與恐龍相關的科普報告。

例如，以恐龍為例，根據(jù)物種形成的原因，探討古生物世界的奧秘，以及恐龍演變與生物進化的關系，討論導致恐龍滅絕的可能原因： ①是因為恐龍只棲息在一個非常小的區(qū)域，以至于只要這個區(qū)域的任何變化都很容易導致物種的滅絕；②恐龍進化能幫助它們在生存環(huán)境中存活并繁殖的特殊適應性，一旦環(huán)境改變，恐龍的過度進化可能會導致滅絕；③恐龍與其他物種之間存在競爭關系，這些相互作用會導致物種的滅絕而非適應性；④恐龍棲息地的改變和破壞，無論是當代還是史前，棲息地的改變和破壞都是物種滅絕最大的原因。

教師從“社會責任”的角度告知學生，較多的生物學家認為，人類正處于生命史上速度最快、影響范圍最廣的一次滅絕中。在未來50年，如果人類不斷地砍伐森林，棲息繁衍于其中、占地球半數(shù)的物種都可能會滅絕，呼吁學生要樹立起保護地球環(huán)境的意識。

表1 “館校合作”科學活動方案

3.2 主題活動“達爾文計劃” 在開展本次活動前，學生需要具有的前概念是： 適應輻射、達爾文進化論的觀點和自然選擇作用的機理等。教師出示達爾文和華萊士基于自然選擇是如何發(fā)生的四條假設(種群中的個體互不相同；性狀從親代傳遞給子代；有些個體未能存活并繁殖和存活和繁殖不是由運氣決定的)，并攜帶鑷子、筷子、橡皮糖、堅果和330mL的塑料礦泉水空瓶若干。

例如，教師帶領學生參觀自然博物館展區(qū)并開展活動： ①教師帶領學生進入自然博物館“探索中心——自然探索”移動課堂和探索者聯(lián)盟展區(qū)。引導學生開展鳥類的標本觀察，了解鳥喙和羽毛的差異。②組織學生開展撫摸鳥類羽毛的模擬體驗活動，并試圖說出鳥類的生存環(huán)境。讓學生分別用鑷子、筷子和手指模擬加拉帕戈斯群島上地雀的喙，并嘗試夾出放在塑料小瓶中的橡皮糖和堅果。學生從模擬體驗活動中嘗試發(fā)現(xiàn)地雀喙的形狀、大小與食物堅硬度之間的關系，明白鳥喙的差異可能由于食性不同引起。教師提問：“你認為達爾文和華萊士的四種假設正確嗎？”學生可以根據(jù)生物進化的歷程和一般規(guī)律、達爾文自然選擇學說的基本觀點，結合自然博物館的展品找出證據(jù)進行分析，并總結達爾文自然選擇學說的重要意義。③引導學生在觀察加拉帕格斯群島的各種鳥類標本后開展探索與討論活動，如： 探討“啄木鳥有哪些特征可以適應加拉帕格斯群島的環(huán)境？”“如果啄木鳥來到島上，它身體的哪些結構可能適應當?shù)丨h(huán)境？哪些結構不能適應環(huán)境？”等問題。此時，教師從“生命觀念”的角度，引導學生通過這樣的體驗活動，理解自然選擇在不同的環(huán)境里從不同的方向選擇著生物的變異，使生物的變異朝著不同的方向積累，逐步形成結構與功能觀、進化與適應觀。④指導學生以自然觀察筆記的形式，記錄自博館內(nèi)鳥類的形態(tài)、生存環(huán)境等。⑤課后指導學生撰寫與鳥類相關的科普報告。

3.3 主題活動“人類的起源與發(fā)展” 在開展本次活動前，學生需要具有的前概念是： 人類在自然界中的位置、人類起源過程中新舊特征的更替、現(xiàn)代進化理論和人類進化的歷程等。此外，教師在活動前出示南方古猿、能人、直立人和智人頭骨圖及相關簡介。

例如，教師帶領學生參觀自然博物館展區(qū)并開展活動： ①教師帶領學生進入自然博物館“演化之道——從猿到人”展區(qū)開展猿人骨骼標本、猿人生活用具等觀察。引導學生先了解猿人的骨骼結構、相應階段的文化特征等，再舉例說明，文明進步與人類的“生物進化”如何協(xié)同前進。②組織學生開展猿人仿真骨骼還原模擬體驗活動，引導學生說出猿人有哪些特征與環(huán)境相適應、人類與猿人有什么差異。接著，引導學生在館內(nèi)尋找與人類親緣關系相近的動物化石，并推測人類的起源和進化的主要階段。即古猿、能人、直立人和智能。③引導學生在觀察猿人標本和體驗活動后開展探索與討論活動： 探討“人類最直接的祖先從哪里來？”“人類在生物界的地位和特征”和“人類是否在進化”等問題。此時，教師從“生命觀念”的角度，引導學生通過體驗活動形成這樣的概念： 人類的進化伴隨著文化的進化，即人類的社會性。最后，請學生歸納出文化發(fā)展對人類進化的重要性，逐漸形成進化與適應觀。④指導學生以自然觀察筆記的形式記錄自然博物館內(nèi)猿人的骨骼形態(tài)、生活環(huán)境等。⑤課后指導學生撰寫與人類的起源和發(fā)展相關的科普報告。

4 活動評價方案

針對“認知領域—情感領域—精神運動領域”3個方面，以解決情感問題為目標實施“多元化”的評價方案[4]，有利于在學生參與“館校合作”科學活動中，給予恰當?shù)倪^程性評價。這種過程性的評價可以是教師給予學生，或由學生互評、學生自評；評價也可是針對學生的學習成果、成績。我校在“館校合作”科學活動方案中，是對學生在學習態(tài)度、合作交流、實踐能力和成果展示四個方面的表現(xiàn)，設計了活動評價表。

據(jù)統(tǒng)計，非正式學習可獲得80%的知識建構[5]。在非正式環(huán)境中，以“館校合作”的形式開展科學活動的學生不再單純依靠視覺觀察和閱讀學習，還可通過互動、參與、體驗、交流和觸摸展品或標本等多種形式來開展學習。