小學科學微場館對自主學習能力培養的作用

中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》提出了推進中國教育現代化八大基本理念，其中涉及“人的發展”的理念為：更加注重全面發展，更加注重面向人人，更加注重終身學習。自主學習是終身學習的基礎，是當前課程改革倡導和推行的一種學習方式，在學生的學習生活中占據重要的位置。新課程改革背景下的教育教學目標是加強學生自主學習能力的培養，既要保證學生真正學到知識，又要讓學生的自主學習能力得到有效提高。

科學微場館指的是針對科學教學中某一領域教學內容創設的特定微型場館，它既包含學科知識、方法策略，又包含組織和調控學習過程的方式，為學生自主學習提供支持，也就是說科學微場館具有自主學習特征。本文以自主學習理論為基礎，討論科學微場館中培養小學生自主學習能力的教學策略。

一、自主學習和自主學習能力

自主學習，指一個人在任何時候和任何環境里使用任何方法，憑借自身努力開展的指向知識、技能、才藝或人格發展的任何增長活動。自主學習不等同于自學，自學是指沒有其他人的指導和教育，通過個人的方法學到一定的技能或知識；自主學習不僅指學生自覺自主地學習具體的學科知識與技能，更注重其在復雜多變的社會情境中自覺地使用一系列復雜的認知（如反思與批判性思維等）與非認知策略（合作及目標管理等）解決復雜問題，以達成各種個體及社會性的發展目標。

自主學習與被動學習相對立。被動學習，學生缺乏積極反應機會，處于被動接受的一種學習狀態，學習基本依賴于教師的指導和調節。自主學習，學生的學習動機是自我驅動的，學習內容是自己選擇的，學習策略是自主調節的，學習時間是自我計劃和管理的，學生能夠主動創建有利于學習的條件，并能夠對學習結果作出自我判斷和評價，學習是充分自主的。

個體學習由被動轉向自主過程中所表現與形成的能力就是自主學習能力，它強調具體情境中的問題解決能力及終身學習的能力。自主學習能力包含了學生自主安排學習內容的能力、自主安排學習時間的能力、自主運用學習技巧的能力等。自主學習能力是可以通過后天訓練習得的，通過創造自主的學習環境，教師進行學習引導和啟發性教學，或幫助學生進行自我評價，都有助于提高學生的自主學習能力。這種能力的擁有或缺失、運用的熟練性程度等，都會影響學生的學習效果。

二、科學微場館的認識論基礎

《義務教育科學課程標準（2022年版）》在“課程理念”中強調要“激發學習動機、加強探究實踐”，強調要“突出學生的主體地位，利用學校、家庭、社區的各種資源，創設良好的學習情境，倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗”，并在“課堂資源開發與利用”中特別指出：注重校園環境、設施設備的開發與利用。教學環境和學校的一些活動場所、設施等，都是實施科學教學的有效資源。教師應充分利用教學環境中與科學有關的資源，如花草樹木、鳥類昆蟲以及微型天文館、氣象館等，讓教學環境成為學生學習科學的一部分。

科學微場館指的是針對科學教學中某一領域教學內容創設的特定微型場館，如針對三年級下冊“動物的一生”單元創設的“昆蟲館”，六年級下冊“宇宙”單元創設的“天文館”等?？茖W微場館是一個開放的學習環境，可以為學生提供發展自主學習能力的良好的空間和物質條件，是培養學生自主學習能力的重要教學策略。在科學微場館中學生可以自主設定學習目標、分配學習時間、選擇學習方法進行探究，并能及時對學習行為進行自我調節，對學習環境進行迭代。

科學微場館的內容可以是依據教材為學生的科學學習提供的圖片、資料、學習單、實物等學習資源，也可以是實驗、挑戰任務等探究活動，還可以是輪流說、拼圖法等學習組織形式。在該場所中，學生可以通過有效識別資源的可利用度、解釋和解讀資源，進而對資源進行有選擇的接受、加工、整合和改進?？茖W微場館能夠滿足學生的個性化要求，讓他們能夠根據自身的特點制訂個性化的學習目標，選擇學習內容及合適的時間，按自己的節奏進行學習，沉浸式的體驗探究學科內容。在科學微場館中，學生不僅可以通過探究實踐習得科學觀念、發展科學思維，還可以與其他學生互相學習、共同探究。

三、科學微場館的自主學習特征

科學微場館為學習提供了復雜的情境、豐富的信息、寬松的環境和時間，有利于學生主動搜集和處理信息、獲取新知識、分析和解決問題以及交流與合作等自主學習能力的提升。所以，科學微場館是學生探索和了解自然、獲得科學觀念的重要場所，也是提升學生自主學習能力的重要途徑。同時，有研究者發現，具有高水平自主學習能力的學生，在科學微場館中會更高效地自主學習。由此可見，科學微場館與自主學習能力之間呈現相輔相成的緊密關系。

科學微場館為學生的學習提供了難易程度合適的學習場所，有利于充分激發學生的學習動機與興趣。例如，在引導學生探索“磁鐵的性質”時，教師創設“磁性玩具館”，學生通過對磁性玩具的觀察、操作，發現磁鐵可能具有的性質，提出假設；再通過探究實踐，得出結論，明白磁性玩具背后的科學原理，并能利用磁鐵的性質對磁性玩具進行再設計和優化。在“磁性玩具館”中，教師基于學生已有的磁鐵知識儲備水平，注重新舊知識的不間斷銜接，通過合適的目標定位、啟發誘導等調動學生的學習積極性，發掘他們的潛能，實現新知識的構建。

科學微場館以研究性學習為基礎，倡導學生經歷類似科學家探索世界的過程，即采用探究的方式進行學習。例如，在引導學生探索“聲音的性質”時，教師創設“樂器館”，學生通過對尤克里里、編鐘、排簫等樂器的觀察，發現彈撥樂器、擊打樂器、吹管樂器等的發聲原理以及聲高變化規律。在“樂器館”中，學生通過親身參與實踐活動，如觀察、實驗、設計、評估等，像科學家一樣去探究聲音的特點，親歷知識的建構過程。學習過程中聲音變化規律的發現是學生親歷知識產生與形成的過程，是知識發現、方法習得與態度形成的有機結合，是學生自主學習能力提升的過程。

科學微場館中學生的學習過程扶放有度。小學生具有未成熟性，這不但表現在知識、技能、思維能力等方面的欠缺，還表現在自主、自控等方面的不足。所以在科學微場館中不僅要注重“放”，就是給學生自主，還要注重“扶”，就是對學生進行適當的指導。例如，學生在“船博物館”中探索船的不同動力與行駛情況時，選取微場館中的任務挑戰書和對應的探索記錄單，在記錄單的引導下學生可以根據自己選擇的動力類型，根據對應記錄單的指引進行自主探究，保障在自主環境下能有效地開展研究、獲得發展。一般來說，學生年齡越小、學習能力越弱，越需要教師的指導，科學微場館中蘊含大量自主學習特征，可以培養小學生的自主學習能力，在科學微場館的學習策略下他們的自主學習能力會越來越強。

四、通過科學微場館培養自主學習能力

科學微場館的建設涉及多個方面，各方面之間的關系既有來自科學認識論的要求，又源于學生認知之間的邏輯聯系。因此，科學微場館要按照各方面的邏輯順序進行設計，使學生形成自主學習的方式和習慣，有效培養學生的自主學習能力。

（一）開辟學習空間，拓寬自主學習視野

李葆萍、楊博在《未來學校學習空間》藍皮書中指出，未來學?？臻g建設包括教室空間、過渡空間、綠色空間、網絡空間、非正式學習空間。五種空間類型，各自承擔著不同的教育功能，共同構建了一個更加靈活、多元化的學習環境，反映了現代教育理念下對未來學校設計的一種前瞻性的思考。教室空間是傳統教學的主要場所，但在未來學校的構想中，它將跳出原有的學習空間限制，更加注重互動性和個性化，以便適應不同類型的課程和活動。

小學科學微場館的場地建設可以來自科學墻、科學園、科學坊和科學館。科學墻即墻面微場館，是由走廊、樓道等公共墻面組合形成的有特定主題的觀察和互動空間，如以星空、行星、黑洞等元素，結合AR技術，通過掃描墻面獲取宇宙知識，感受浩瀚宇宙魅力的宇宙探索墻?？茖W園即戶外微場館，是由種植園、昆蟲探秘角、樹林果園等戶外自然資源統籌形成的實踐和探究空間。如在種植園中，學生可以親手種下鳳仙花種子觀察其生長變化，通過尋訪生物的種類和分布了解生物的多樣性等。科學坊即項目微場館，是學生體驗項目活動的空間，包括電路設計館、塔臺模型館、船模制作館等。如在塔臺模型館中，學生可以利用材料像工程師一樣對塔臺進行設計和制作，通過評估進行優化，體驗塔臺模型制作的項目之旅。科學館即主題微場館，是根據教學內容，由教師或師生共同創設的某一指定主題的微型博物館，如指向發現生長的“生長博物館”，館內呈現了學生不同時期的物品、體重與身高數據、照片墻等，學生通過對學習資源的分類與比較、觀察與測量等方式找尋生長的證據，沉浸式地感受生長的各個階段。

開辟全方位、沉浸式的學習空間，采用開放式布局，各個區域之間既有界限又相互融合。校園內時時能遇見科學內容，處處能感知生命世界，刻刻能體驗工程項目，人人能共建科學微場館。實現館與館之間、館與人之間、人與人之間的聯結，這種主動聯結是學生發揮主觀能動性，基于已有認知對新知識進行有意義的建構，從而建立新聯結的動態過程。微場館空間的創設不僅提供了豐富的資源和工具，還營造了利于探索和實踐的氛圍，拓寬了自主學習視野，從而激勵學生主動學習和深入研究。

（二）拓展學習資源，拓寬自主學習經歷

小學科學教學注重使學生在復雜多變的真實情境中自覺地運用科學思維（如模型、推理論證和質疑批判等）和實踐探究解決科學問題，以提升學生的科學素養?？茖W微場館為學生提供了豐富的學習資源，創設了復雜多變的真實情境，當學生有多種資源可以選擇時，他們可以根據自己的興趣和學習進程來挑選適合自己的學習材料，這種自主選擇的過程就是一種自主學習行為。廣泛的資源覆蓋了科學的不同層面和深度，學生可以根據自己的理解和需求，深入挖掘某一領域的知識，從而形成深入研究的能力。面對豐富的學習資源，學生需要學會篩選和利用信息，以便形成更強的信息處理和問題解決能力。豐富的學習資源不僅能夠激發學生的學習興趣，還能幫助他們在復雜多變的真實情境中根據自己的節奏和興趣點進行深入學習。

科學微場館中構建豐富的學習資源需要關注教育性、可獲取性和趣味性，以激發學生的好奇心和探索欲，同時保證教學活動的順利進行。教育性，指學習資源與課程標準和學習目標緊密相關。如在“消化器官博物館”中呈現的人體消化器官的圖文資料、豬的消化器官實物、模擬食道和胃作用的材料等學習資源，緊貼教學目標，直觀呈現教學內容，有效幫助學生開展探究?？色@取性，指材料的易得性和便利性。如“消化器官博物館”中呈現的四個學習場景：類比體驗區、信息學習區、活動體驗區、任務挑戰區，學生能方便地從不同區域獲取不同形式的信息，如圖文解說、實物模型、互動體驗等，以滿足不同學習需求，便于學生自由選擇學習內容。趣味性，指提供能引起學生興趣的學習資料。如“消化器官博物館”中用塑料管、塑料袋分別模擬食道和胃工作的探究活動，借助動手實驗，通過親手操作來發現科學現象，學習過程更加生動有趣，從而提高學生學習的積極性和主動性。

豐富的學習資源可以激發學生積極思考問題的解決方案，提供多樣化的問題解決途徑，激發學生的想象力，提出創造性的思考和解決問題的新方法。在自主學習過程中，復雜多變的情境也為學生的學習帶來了難度，學生需要逐漸學會規劃學習路徑，評估學習進度和效果，并根據反饋進行調整，這些都是自主學習的關鍵組成部分。教師拓展科學學習資源不僅能夠給學生提供更多的學習機會，還能激發他們的內在動機，促進深層次的學習，最終達到培養學生自主學習能力的目標。

（三）豐富學習方式，靈動自主學習探究

科學是一門重視探究的學科，它強調學生的學習要像科學家一樣探究?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》中指出，小學科學中的探究實踐主要是指在了解和探索自然、獲得科學知識、解決科學問題的過程中形成的科學探究能力、技術與工程實踐能力和自主學習能力?？茖W微場館為學生提供了多樣的探究方式，學生根據需求自主選擇，親身經歷問題解決的過程，在探究中增強科學觀念，形成科學思維，豐富自主學習的方法。

科學微場館可以為學生的自主學習提供多樣的探究方式，如實驗探究、項目化學習、角色扮演、實地考察等。實驗探究是科學微場館學習中極為重要且常用的學習方式，學生利用館內的實驗材料，通過親手操作、觀察現象、收集數據來發現科學原理，形成觀察能力、思考能力和實踐能力。項目化學習是一種以學生為中心的教學方法，它通過設計和實施一個真實問題來促進學生學習。如在“家庭電路模型館”中，在驅動性問題“如何為房屋模型安裝適宜的電路？”的指引下，學生通過頭腦風暴、知識建構、模型設計制作、測試優化等，完成一次完整的項目化學習之旅。角色扮演是一種將學生置于特定情境中，通過模擬科學家、歷史人物或其他與科學相關角色的活動，來深入理解科學概念、過程和歷史的教學策略。如在“生物館”內，學生可以通過扮演各種生物的角色，呈現它們在捕食過程中的數量變化等情況，激發自身的參與熱情，同時沉浸式地感受各種生物在食物鏈中的關系。實地考察是讓學生走進戶外科學微場館，親身體驗和觀察自然現象。如在“種植園”中，學生可以播種鳳仙花，并且定期觀察植株的生長特點，并對其生長條件展開實驗探究。

在科學微場館中，學生由于認知水平、興趣偏好、知識經驗和學習方式等因素的不同，在探究活動中需要不同程度的指導。微場館中提供的學習支架可以幫助學生在學習過程中得到及時的指導。學習支架是指教育活動中教育者為學習者提供的暫時性支持。科學微場館中的學習支架類型豐富，如為學生的實驗探究提供的各種“觀察記錄單”、項目化學習中的“須知問題清單”以及“拼圖法”等學習形式。在“電路工具博物館”中提供的“拼圖法”是指原先4～6人的自然組成員分別進入4～6個專家組進行學習，每人分擔一塊獨立的學習任務，同一塊學習任務中來自不同自然組的成員就組成了該學習內容的專家組，通過學習后，專家組的成員帶著學到的內容再次分別進入自己原有的自然組進行后續的學習?！捌磮D法”充分尊重每一個學生，他們都帶著“專家”使命感，主動規劃自己的學習，充分體現學習主體性。

借助科學微場館培養學生自主學習能力的教學策略是全新的研究。它倡導學生在科學微場館中全面自主地參與學習過程，包括學習內容、時間、策略的選擇，強調學生個體在學習中的重要作用，學生通過對自身學習活動的不斷反思，調整策略，從而獲得最佳的學習效果。在這一過程中，學生主動發現問題、解決問題的能力也隨之不斷提高，充分體現了以學生為中心的教育思想。在科學微場館中真正實現時時是學習機會，處處是學習場所，物物是學習資源，人人是學習主體。

（作者單位：杭州市學軍小學）

編輯：趙文靜