STS多維目標下科普研學課程設計

摘 要 以STS教育理念為指導，現代科普研學教育，應當將科學素養與人文素養融合發展。作為新時代科普教育的重要形式之一，科普研學課程的課程目標應該從“科學素養、技術能力、社會參與”多維角度出發，引導其課程的教學設計。沙漠科普研學課程，作為地質生態科普研究的典型代表，在多維目標的指導下，通過“科學思維與科考實踐的統一、科學技術與社會發展的統一、個人分析與團隊探究的統一”課程設計，體現科普研學課程的實踐教學優勢。

關鍵詞 科普研學 STS多維目標 沙漠研學 課程設計

0 引言

隨著社會與科學技術的發展，科普教育也在不斷與時俱進，STS的科學教育觀也應用而生。STS為“science， technology and society”的簡稱，即“科學、技術與社會”。現代科普教育，不僅僅關注個人的科學知識、科學技能，也關注個人的科普社會觀、科普價值觀。

1 科普研學課程的多維目標

STS的科學教育觀，為現代科普教育課程設計拓展了思維廣度、培植了教育厚度。而科普研學課程正為STS的科學教育觀提供了實踐的土壤。科普研學課程是讓學生在行走中理解科學概念、領悟科學精神、掌握科學技能、提升科學素養的有效的科學教育方式，并進一步發現、探究不同自然人文地域情境下，科學技術對社會的重塑功能。

如圖1所示，科普研學課程目標設置，需要系統關注“科學素養、技術能力和社會參與”三個維度，層層遞進深入，細化目標，指導科普研學課程發揮其“實踐性、探究性、社會性”優勢。如表1所示，根據筆者所搜集的資料與實踐，對科普研學課程多維目標從科學素養、技術能力和社會參與三個方面進行了解析。

2 實現多維目標的課程設計及組織

為了實現科普研學“科學素養、技術能力和社會參與”三個目標，在科普研學課程設計當中，應當充分實現多種學科融合、多種類型活動應用。在充分利用科普研學資源的基礎上，以多維目標為指導，踐行科學思維與科考實踐的統一、科學技術與社會發展的統一、個人分析與團隊探究的統一。

科普研學課程設計理念如圖2所示，由科普研學課程目標入手，從研學課程參與受眾、研學課程設計元素、研學課程主題活動、研學課程評價總結四個方面對科普研學課程進行設計。

2.1 科學思維與科考實踐相結合

在科普研學設計和組織過程中，既充分調動學生思維層面的邏輯運用，又鍛煉學生實踐層面的操作訓練，實現“知行合一”，從而實現“科學素養”與“技術能力”的雙重培養。

（1）思維層面：在科普研學的過程中，需要引導學生基于已經獲得的知識、經驗，自主發現問題、提出問題、推理假設、合理判斷。因此，在科普研學課程開始之前，需要有效引導學生，積累相關科普研學活動的學科知識、應用知識以及與之相匹配的科學研究方法。

（2）實踐層面：通過大腦的記憶聯想、分析綜合、判斷定義之后，需要經過一定的實驗器材準備和操作驗證，以及自然資源、社會科技資源的實際應用，來進一步驗證思維層面運轉的數據。通過科考實踐、情境體驗，將校內科學知識、拓展科普知識得以應用。

在科普研學的過程中，問題—假設—推斷—檢驗—結論—交流—評價是一個完整的閉環，需要協調思維與實踐。

2.2 科學技術與社會發展相結合

科學技術，是自然科學研究領域的成果展現。時代發展不斷提出新的科學技術命題，而科學技術的自覺發展，也在不斷推動著社會各個層面的變化。科普研學活動，憑借其融合科學教育與社會資源的重要特征，能夠有機地將科學教育與社會教育結合起來，實現跨學科綜合教育。從而，在構建“科學思維”與“技術能力”的同時，培養“社會參與”意識，進行社會課題的反思。

因此，在課程的設計中，既要根據課程目標和資源狀況，提供科學思維分析、科學知識應用的課程及活動，又可以結合社會資源和科技的社會效應，進行關于科技的社會價值的思考。

（1）科技層面：在科普研學課程中，應當充分考慮科學教育的獨特性。自然科學無意識、無目的、沒有自覺能動性，需要引導作為思考主體的學生通過觀察、實驗、畫圖、分析、比較等活動，探尋蘊藏在其中的原理和規律。

（2）社會層面：相較于客觀的科學物質世界，人類社會具備有意識、有目的、有自覺能動性的特征。一方面，科技的發展是歷史的潮流，并不以單個人的意志為轉移。但另一方面，科技的發展方向和維度，卻又是人類社會的需求與自主能動性所選擇的。因此，在科普研學過程中，將具體的科技知識、科技成就與區域因素、時代因素和社會價值，應當充分結合起來，培養學生統一自然科學研究與社會科學反思的意識。

2.3 個人探究與團體合作相結合

在科普研學的過程中，個體探究和小組合作，在保障科普研學課程的實踐過程中，缺一不可。個人探究與團隊探索相互碰撞，將個人智慧與團隊合作結合起來，才會以更加多元化的活動方式，實現科普研學的多維目標。

（1）個人層面：個人在自主探究的過程中，會經歷知識遷移—知識反思—知識重構的三個過程，個人需要通過運用先前知識，對后續的探究、驗證和新知識的獲取產生或正或負的遷移，實現通過或順應，亦或是困惑混沌，而這正催促著個體好奇心的生發，不斷學習、驗證。

（2）團體層面：團隊合作學習是基于個人學習的集體性學習，它之所以區別于個人學習，是因為它最大效度地發揮了成員的交互作用和群體效應，在一定情況下，這種交互作用和群體效應使學習行為更有效。在科普研學課程中，通過PBL課題研究的形式，有效強化團隊合作意識與能力。

3 科普研學課程設計——以沙漠研學為例

沙漠科普研學課程的開展，在于幫助學生實地勘探、考察沙漠的生態環境狀況，并能在極端環境下，磨練學生的生存意志與生活能力。其是在真實的沙漠場景中發生，但并不能將百分之百地還原沙漠科考過程，所以需要將沙漠科考的過程進行課程模型的搭建，幫助不同學齡階段的學生掌握不同側重的沙漠研學內容、沙漠科考方法，并培養正確的生態環境觀念與意識。

3.1 沙漠研學課程主題及目標

沙漠科普作為一個整體性的科學考察活動，需要通過不同的科普探究主題，完成對沙漠生態系統的全方位研究。

沙漠研學課程總體目標從三個層面進行建構：

（1）科學素養層面：沙漠，作為地球表面上獨具特色的地形地貌之一，氣候干燥、降水稀少、蒸發量大、植被貧乏，終年被流沙和沙丘所覆蓋。這里，自然條件極其嚴酷，生態平衡十分脆弱。然而，在這看似生命禁區的地方，也會有生命的律動。并且，為了沙漠生命的繁榮，和中國生態的和諧，沙漠治理與沙漠科技，也在一路高歌猛進地發展。

因此，通過沙漠科普研學，在實地考察中，認知沙漠獨特的生態系統。綜合運用地理、生物、物理、化學、數學、語文、藝術等知識，得以認知基礎學科知識在實際科考中的應用。

有效掌握沙漠科學知識，訓練沙漠科考素養，培養沙漠科考品質。

（2）技術能力層面：在沙漠科考過程中，會涉及到各類科學考察工具、使用各種科學考察方法、完成各種科學考察報告，進行科學研究闡述。運用觀察、分析、對比、綜合等邏輯思維方法，將沙漠科普研究過程中的現象，進行科學剖析、理論升華。

因此，學習掌握各類實驗、科考工具的使用，實踐沙漠科考的常規方法，學習一般的治沙技能和步驟，都是沙漠科普研學的重要的技術目標。

（3）社會參與層面：沙漠科考的一大重要目標，便是認知沙漠生態在人類生存系統中的重要地位和作用。沙漠生態系統，以其肆虐的風沙、惡劣的環境，成為大部分生命的禁區。土地沙漠化，也在不斷威脅著人類既得的生存空間。

但是，沙漠的不適宜性并不意味著沙漠存在的不合理性。合理治理沙漠，維持沙漠生態系統與其他地域的生態平衡。了解治沙科技在人類與自然關系中的重要應用，思考科學技術手段的社會價值。

基于沙漠環境特有的自然資源和人文資源，可以將沙漠科普研學課程建設，分為“五個主題”。每個主題的課程目標與內容，如表2所示。

3.2 沙漠科普研學課程設計

沙漠科普研學課程與活動的設計，始終圍繞多維科普研學目標，將“科學素養、技術能力、社會參與”作為課程設計的重要指導因素，實踐科學思維與科考實踐的統一、科學技術與社會發展的統一、個人分析與團隊探究的統一的課程設計原則。

（1）注重沙漠知識與科學考察的結合

科普研學“科學素養”與“技術能力”目標的培養，相輔相成。因此，在沙漠科普研學中，既需要沙漠基礎知識、實踐知識和學科知識的儲備，又需要具備沙漠科考的一般能力，做好充足的知識、技能的準備，才有助于沙漠科普研學的有效開展。

同時，根據不同學齡階段的學生在認知程度、知識儲備、培養目標的不同，在行前準備的時候，需要分學段進行內容準備與策劃。每個沙漠研學主題下，小學、初中、高中在研學開展前分別所需要儲備的知識與技術能力，如表3所示。

（2）注重沙漠科研與生態反思的結合

在沙漠科考的過程中，探求沙漠的地形地貌、生態狀況、生存環境，用實地考察經驗，證明人類治理沙漠的重要性。了解、實踐沙漠治理技術，在促進中國生態平衡中的重要作用。在治理沙漠的過程中，既有先進的治沙個人不辭辛勞，也有成功的治沙經驗廣泛應用。

以科普研學“社會參與”為目標指導因素，在沙漠科普研學課程的設計當中，教師應當積極引導學生，將不同主題的科學認知與價值反思進行內在構建，形成整體性思考。在探究沙漠成因、沙漠形態、沙漠生命、沙漠治理的過程中，也要發現沙漠的人文魅力，思考沙漠的經濟價值。同時，在辛勤的勞動中，體悟沙漠治理工作人員的不易，以及沙漠治理科學的社會價值。通過引導學生，完成綜合課題研究，可以實現知識、技術與反思的融合，完成“問題—假設—推斷—檢驗—結論”的學習閉環，參考課題如表4所示。

[學段 課題名稱（建議） 小學 保護沙漠中的小精靈 初中 沙漠生態環境中的生存問題 高中 沙漠環境治理的經濟效益與社會效益 ][表4 沙漠科普研學課程社會考察課題]

（3）注重個人學習與團隊項目的結合

沙漠科考的過程中，例如沙丘測量、沙盤制作、昆蟲誘捕、麥草方格、課題探究等研學任務，都需要團隊配合，才能實現科學考察的預期目標。團隊合作精神，是科學實驗、科學探究所必須具備的精神，是科學素養的重要組成部分，是技術能力更大范圍發展的基礎。

因此，以PBL小組合作形式組織科普研學課程的探索過程，可以幫助各個小組以“科考團隊”的方式進行自我定位，以系統而有條理地方式，進行科考準備、科學考察、科學總結、項目匯報。整體來說，沙漠科普研學PBL項目，可以分為三個階段，即項目準備、項目實施、項目總結，具體實施過程如圖3所示。

如課程設計階段所提出的PBL課題，每一個課題，都需要根據相應學段，提出適宜的驅動性問題，設計合理的分解考察任務，準備相應的技術工具。分解考察任務，即五個主題下的“小任務”。不同學齡階段沙漠科普研學PBL的驅動性問題設置及技術工具示例，如表5所示。

通過成員內部分工，完成沙漠科考活動的閉環性流程，將學科知識、拓展知識、工具應用、思考探究、團隊分工、總結陳述集中應用，充分了解沙漠環境的地質生態和治理現狀，將個人對問題的思考與團隊對問題的解決相互配合，推動沙漠科普研學的多維目標得以落實。

4 結語

科普研學課程的設計，應當始終圍繞“科學素養、技術能力、社會參與”這三大目標，體現STS教育理念。科普研學課程設計的原則和要素，也以實現“多維目標”協調發展為引導。科普研學課程，要充分利用實踐類型的資源，注重考察在科普研學活動過程中，學生對科學、技術及科考活動的認知轉變，注重科學知識應用及科考能力掌握程度，及其學生對科研與社會關系思考的深度的反映。

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作者簡介：杜明夏，（1993—），女，從事研學實踐教育方向研究，E-mail：dumingxia@mingde.com。

Course Design of Experiential Education of popular science under the Multi-dimensional Objectives of STS： Taking Desert Experiential Education Course as an Example// DU Mingxia

Author's Address Beijing MIND educational and technology Limited liability company， E-mail： dmxdmx3991@163.com

Abstract Under the guidance of STS education concept， Experiential Education of modern popular science should integrate scientific literacy and humanistic quality. As one of the important forms of popular science education in the new era， the goal of? Experiential Education of popular science should start from the multi-dimensional perspective of “scientific knowledge， technical ability and social participation"， and guide the teaching design of the course. As a typical representative of geological and ecological popular science research， the desert popular science research course embodies the practical teaching advantages of Experiential Education of popular science through the course design of "the unity of scientific thinking and scientific research practice， the unity of science and technology and social development， the unity of individual analysis and team exploration" under the guidance of multi-dimensional goals.

Keywords Experiential Education of popular science， STS Multi-dimensional Goals， Experiential Education of desert popular science， course design