科普展项青少年科学课程开发的探究与实践——“双环亭有‘理’说不清”课程

刘明星 史冬青 王 蕊 常福银

（中国园林博物馆、北京科技人才研究会，北京，100072）

摘 要科普展项青少年科学课程开发是对教育“双减”中做好科学教育加法的有效回应。“双环亭有‘理’说不清”课程依托文化内涵丰富的建筑展项，紧密结合自然科学和社会科学内容，运用新表达的教学理念和多样化教学手段，引导学生探究与实践。本文旨在通过一个课程案例的总结分析，对馆校间落实科学教育新政策、推动我国青少年科学教育发展进行交流。

关键词 科学课程 青少年 科普展项 探究实践

作者团队在科普基地从事科学课程研究多年，从内容研究、教育管理、课程实践、传播形式等多方面研究发现，今天的青少年知识增长的方式和途径发生巨大变化，场馆作为校外主要知识供给场所，针对青少年这个受众群体提供的教育内容在不断变化，知识传播形式不断向多维度、多形式、多样化转变。场馆内的科学教育从传统课程到展项讲解、到线上课堂、到线上线下结合、再到如今的馆校结合，学校和场馆之间的“墙”正在逐渐打开，逐渐消失。新背景下，做好馆校结合，助力科学教育加法意义重大。在这里，作者团队希望通过一个课程案例的实践总结，对馆校间落实科学教育新政策、推动我国青少年科学教育发展进行有益交流。

1做好科学教育加法的现状分析

1.1做好科普基地科学教育加法的背景意义

2021年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅正式出台《关于进一步减轻义务教育环节学生作业负担和校外培训负担的意见》，这代表我国教育正式进入“双减”时代；2023年2月，习近平在中共中央政治局第三次集体学习时强调“要在教育“双减”中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”；为深入贯彻习近平总书记的重要讲话精神，2023年5月，教育部等十八部门联合印发了《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，意见中明确提出要求在3-5年内完成在教育“双减”中做好科学教育加法的各项措施全面落地。

这一加一减政策的出台是国家对青少年教育提出的新要求，青少年教育面临新形势。做好科学教育，离不开科学普及工作，离不开社会教育工作。国家颁布的一些其他教育纲领性文件也提到充分发挥各类社会实践基地等校外活动场所的作用，由此可见场馆作为社会教育的重要组成部分和校外重要科普资源基地在助力科学教育中意义重大，做好馆校结合是做好科学教育加法的重要途径。

1.2场馆作为科普基地的现状分析

做好科学教育加法，要求场馆利用好场馆资源，充分发挥自身职能，场馆要成为科学教育中的主要参与者、推动者、实践者、创新者。

目前，国内场馆相对完整，资源较为丰富。普遍具有以下优势：第一是体验式学习场景丰富，学生可以身临其境获得“视觉、听觉、触觉、嗅觉”多位一体的体验，获得在校园课堂资源中缺乏的“直接经验”。第二是教育活动形式多样化，基于场馆资源的活动一般分为体验型、演示型、考察型、戏剧性和线上传播等多种形式的教育活动，有利于增加青少年学习兴趣。第三是场馆展教线索清晰，能将多个知识点串联成一个教育主题，引导青少年进行跨学科的探究式学习。

但是，在场馆中同样也存在一些需要解决的问题。首先学生走进场馆的次数较少，参观时间短，无法将零散的知识构建成知识体系进行系统学习；第二课程研发能力较薄弱，关联基础课程不足，缺乏与学校课程标准的深层结合，大多数科普展项课程在开发中更侧重于场馆专业知识挖掘，而忽略了学生的基础课程学什么，课程标准要求什么，与相应的课程内容有些脱节。第三是课程研发没有找到精准受众，存在一课多用的现象，不同年龄段的理解能力和兴趣点不一样，课程应更有针对性。

因此，场馆内科学课程还有很大提升空间。

1.3科普基地科学课程开发方法的研究

场馆科学教育工作面对公众提出的新需求、社会提出的新期盼、党政提出的新要求，需要重新审视科学课程的开发创作，在过程中加入“新表达”¹的运用。新表达，即科学课程理念、内容、形式、传播手段等的创新，新表达包含三个维度：1.科学课程是一种思维；2.科学课程内容创作需要场景化；3.科学课程要和受众之间产生互动、共情。在科普展项科学课程的开发中，要融入好科普表达，以更易于学生理解的角度思考从而诠释复杂的问题，帮助青少年建立科学逻辑；针对青少年科学素养提升，搭建适合不同年龄段的场景；以青少年的兴趣和需求为导向，以他们能接受的方式进行课程环节设置，通过互动实践的手段引导学生自主学习。

综上所述，下文以中国园林博物馆开发的“双环亭有‘理’说不清”课程为例，总结交流“新表达”理念运用在课程中的创新和实践。

2双环亭有‘理’说不清课程

2.1课程简介

“双环亭有‘理’说不清”课程，课程基于中国园林博物馆的建筑展项——双环亭进行课程设计，它将自然科学和社会科学紧密结合，集历史、文化、科学于一体，既能讲好科学故事又能将文化内涵集中呈现。

课程以小学高年级科学课程标准中“物质的运动与相互作用”的核心概念为学习依托，让学生通过观察、实践、认识常见的力是如何作用在亭子上以及了解生活中的简单力学。与此同时，课程融合故事叙述的形式，将双环亭建造的历史、艺术价值等传统文化内涵融入其中，体现出文化育人的意义，促进跨学科学习。

2.2教学对象及学情分析

教学对象以小学高年级，五至六年级学生为主。该年龄段学生还停留在被动学习的状态，主动意识不强。比较容易理解直观、形象性的事物，较难理解抽象概念。

针对该年龄段学生的特点，课程设计应以问题为导向引导学生自主学习，运用多样化教学手段突出实践性、主动性和引导性，融入趣味性避免教学枯燥。

2.3教学目标

“双环亭有‘理’说不清”课程内容对标2022版《科学课程标准》，课程的探究实践过程与教学目标四个维度相互结合（见表1）。

表1探究与实践过程表

2.4教学重点与难点

重点问题：

1.力是抽象的概念，如何讲清楚力学原理，让学生通过身边存在的事物来理解力的相互作用。

2.感受中国建筑之美和其艺术价值，感悟孝道文化。

难点问题：让学生以“问题—猜想—计划—实验”的动手实践将力是抽象的这一概念转化为具体的实际可以观测的指标，说清楚其中的道理。

2.5教学手段

课程中运用多种手段达到教学目的（见表2）。

表2

教学手段

教学目的

激发学习兴趣

情境创设

创造认知冲突

问题引导

探究学习、合作互动

学生自我构建

2.6教学过程

第一阶段预热与导读

课程准备是做好馆前教育的重要环节，在进入场馆学习前，老师在课堂系统的复习相关力学知识，发放任务单以问题为导向引导学生对新知识进行预习。运用查阅资料法，引导学生简单了解中国古代建筑的美学和中国建筑特点。预热与导读确保学生在进馆参观时具备基础知识储备和明确进馆学习目的。

第二阶段走进展项

组织馆内参观，走进展项进行基于实物的学习。此阶段设计两个教学环节：一是带领学生近距离参观双环亭的外观，通过观察和讲解让学生了解双环亭的建筑特征和艺术美学，二是以讲故事的方式讲述双环亭的历史。其中运用情境创设和问题引导方法，设计几个故事线索：1.观察双环亭“寿桃”形状的外形，引导学生猜测其用途；2.结合著名影视剧《甄嬛传》的故事，让学生从“环”与“嬛”同音引发学生认知共鸣，进一步引出双环亭历史3.最终给予答案它是乾隆皇帝送给母亲崇庆皇太后的贺寿礼物，是皇帝对于母亲孝心的表达4.讲述故事，太后体恤百姓，责怪乾隆皇帝铺张，乾隆皇帝的孝心和苦心有“理”也说不清。

这一系列环节设计让学生了解双环亭是古人和合、长寿寓意的体现，表达出我国古人和谐、至孝的传统文化。走进展项有助于让学生产生直观体验，故事叙述增加课程趣味性。

第三阶段课程教学

老师通过多媒体和模型讲解双环亭的结构，让学生了解其中的力学原理——拓展出摩擦力的作用、牛顿第三定律及二力平衡概念。教学环节是对课程标准核心概念的迁移，有利于学生知识的转化和学习的“拔高”。

在教学中将总结牛顿定律的《自然哲学的数学原理》首次出版（1687年）和我国古代建筑技术著作《营造法式》颁布时间（1103年 宋代）进行纵向对比，让学生了解到我国古人智慧和古代建造水平远领先于西方。

第四阶段实践体验

设置两个动手实践活动，从而让学生通过实践体验认识力学在双环亭中发生的作用：活动一是分组搭建亭子模型（见图1），了解力在其中的相互作用；活动二是团队间可以通过增加、减少建筑构件或施加外力尝试让其他小组亭子倒塌。

图1搭建亭子模型

活动一中设计问题：搭建亭子的过程中会遇到哪些常用的力。让学生在探究实验中了解摩擦力对物体作用，认识牛顿第三定律—支撑力和压力这一对作用力和反作用力如何达到二力平衡。活动二中设计问题：哪些构件对力的传导起到关键作用，还有哪些力可以改变亭子的状态。让学生在探究实验中了解亭子是如何承重，以及风、地震等外力对建筑破坏的作用。

实践体验是课程中的核心环节，以“基于实物的体验”和“基于实践的探究”的设计思路，让学生以实践学习概念知识，将力学原理与生活密切联系起来。

第五阶段评价与探讨

学生分组互评，打分评出最佳作品。留一个作业：让学生写一封给“太后”的信，围绕主题：200多年后的今天，我给双环亭评评“理”。

互评既是围绕已完成的实践活动进行复盘，也是对本次课程再一次学习，也让学生通过发言勇于表达自我。作业让学生将知识进行转化，把知识带回生活，培养学生的科学家态度。

2.7课程分析

运用课程分解表（见表3）对课程进行分析，直观了解社会科学和自然科学内容在各环节的应用，同时分析出可以达到哪些学习效果。

表3课程分解表

3科学课程探究实践的路径与思考

3.1以学生为本作为出发点

科学发展观的本质和核心是以人为本，教育的本质是“以学生为主体”。馆校合作的教育目标是为了人才的培养，科学课程开发应以发掘学生的需求和兴趣点为出发点，以促进学生发展为主要原则。课程内容做到精准送达，针对不同年龄段的学生，充分做好学情分析，根据其兴趣点、认知特点和学习习惯，确定活动框架和课程设计，设计分层教学。课程中重点落实“激发学习兴趣，加强探究实践”的教育理念，利用讲故事、动手做、分组等多种互动形式融入趣味性，让学生自主学习，在实践中获取知识。

3.2突出科普展项特点，深度融合科学课程标准

科普展项科学课程是基于实物的课程，围绕展项本身的特点是开发科学课程的基础，应利用不同环节潜移默化的将多学科知识进行融合。同时深度结合《科学课程标准》，全方面确保内容紧密联系课程标准，同步更新教材版本，使课程有助于教师教学，有助于学生对知识点的掌握和成绩的进步。学生通过在场馆的实践学习中也能进一步掌握观察、设计、实验以及分析运用信息的能力。

3.3科学整合场馆资源

科学整合场馆资源为馆校结合创造教学新环境，为学校定制个性化学习场所。2022年版科学课程标准指出要注重场馆资源的的开发和利用，发挥各类场馆的作用，因地制宜设立科学教育基地，补充校内资源不足。科普展项是场馆在馆校结合中发挥的最大优势之一，也是场馆最大的教育资源。藏品和展项恰恰是科学家们科学实验、科学考察、技术发明的对象或原型，其实验、考察、发明的过程也是科学探究的实践过程，科学家们正是从这些对象或原型身上获得“直接经验”，实现了科技的发现和发明。利用好场馆的科普资源，给学生像科学家一样思考，一样做事情提供了广阔空间。

3.4构建“馆校家”结合共同体

科学课程的开展过程中应构建“馆校家”共同体，注重馆前馆后学习，让课程形成一个整体，不孤立成为一个课外活动。首先明确学校的主导位置，其次发挥好场馆的服务属性以及强化家庭的阵地作用。在课程研发时可以邀请学校教师共同参与，和学校建立起师资队伍的合作机制，真正实现场馆教育与学校教育的有效衔接。同时，不可忽视家庭的作用，多在馆外学习和课程评价中引入家长参与，鼓励家长利用课余时间再次走进场馆，在学生学习的同时也引导家长做到终身学习，回归场馆教育本质，增加馆校结合科学课程的价值。

3.5发挥数字化手段

数字化建设是做好科学教学的重要手段。场馆可通过引进数字化设备，拓展科学教育手段达到虚拟场景与真实场景相辅相成的效果。借助互联网传播优势，将课程录制科普视频在科普平台进行视频推送，更加积极推广科学课程，增加与受众互动沟通机会。

4结语

“双减”背景下做好科学教育加法是时代赋予场馆的新使命，科普展项科学课程在未来的探究和实践中，要进一步挖掘展项特征，发挥场馆教育优势，开发出更多吸引青少年的优秀作品，助力科学教育水平的不断提升。

参考文献

1. 
   

2. 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准［M］.北京:北京师范大学出版社，2022.4

3. 常利梅.义务教育课程标准（2022年版）课例教学解析——科学［M］.福建教育出版社,2023.6

[3]朱幼文.馆校结合中的两个三位一体—科技场馆“馆校结合”基本策略与项目设计思路分析[J].中国博物馆，2018(4):91-98

[4]朱幼文.馆校结合项目评价标准与设计思路分析[J].面向新时代的馆校结合·科学教育——第十届馆校结合科学教育论坛论文集，2018:322-326

[5]朱幼文.科技场馆展品承载、传播信息特性分析[J].科学教育与博物馆，2017（3）：161-168

1. 
   

2. 鲁文文.像科学家一样想事情、做事情——基于科技馆资源的馆校结合科学教育课程开发思路[J].自然科学场馆研究，2019(3):43-48

作者简介：

刘明星，副研究馆员，中国园林博物馆；研究方向为科学传播和科普教育。

史冬青，副研究馆员，北京科技人才研究会、北京科技教育促进会、北京女科技工作者协会；研究方向为科普内容创作和科学传播形式创新。

王 蕊，经济师，中国园林博物馆；研究方向为科普教育和数字化传播；E-mail：

104994614@qq.com。

常福银，高级工程师，中国园林博物馆；研究方向为场馆信息化和智慧化；E-mail：changfuyin@163.com。