杜欣 史永悅 楊玉平

摘 要 科技館中蘊含著大量的課程資源，非正式情境教學(xué)可以成為學(xué)校傳統(tǒng)教學(xué)的有效補充，館內(nèi)展品的精彩效果和互動性會對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)起到意想不到的效果，能夠充分調(diào)動青少年的自我探究興趣，從而將知識與生活聯(lián)系起來，在掌握了基礎(chǔ)知識、基本技能后真正得到基本能力的提升。本文采用問卷調(diào)查法、訪談法初步研究了目前北京市中學(xué)物理實驗課程的情況以及學(xué)生的情感態(tài)度，調(diào)研了學(xué)生對于物理非正式情境教學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，并對中國科技館內(nèi)的展品與北京市初中物理課程內(nèi)容作了對應(yīng)。

關(guān)鍵詞 科技館 物理實驗 非正式情境教學(xué)

我國基礎(chǔ)教育新課程改革中提出了三維培養(yǎng)目標(biāo)，知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等課程要素[1]。但正式課堂背景下的物理教育，由于缺乏課程資源的開發(fā)利用，在實施中存在著實驗硬件不夠、課時緊張等諸多的問題。因此，發(fā)生在教室及學(xué)校以外物理環(huán)境或互聯(lián)網(wǎng)虛擬環(huán)境的非正式學(xué)習(xí)，如場館學(xué)習(xí)（博物館、科技館、動物園、植物園等）、日常生活學(xué)習(xí)（看電視、發(fā)展個人興趣、讀書、購物等）和課外小組學(xué)習(xí)（科技活動小組等）等，成為延伸科學(xué)素質(zhì)教育的重要途徑[2]。研究結(jié)果表明非正式科學(xué)學(xué)習(xí)對激發(fā)和維持中小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和習(xí)慣具有深遠影響。

目前，美國有88%的自然科學(xué)博物館提供“K—12”教育項目，為學(xué)生提供豐富而多樣化的科學(xué)教育資源[3]。為了適應(yīng)新時期對于科技人才的需要，我國也興建了許多博物館、科技館等科技場所，蘊藏著豐富的物理課程資源，充分體現(xiàn)了新課標(biāo)中三維目標(biāo)要求。對比西方發(fā)達國家，我國對科技館等校外科學(xué)課程資源的重視程度不高，未能充分地把館內(nèi)的展品與初、高中的課程資源對應(yīng)起來，未能很好地利用科技館等資源配合學(xué)校的課程來進行教學(xué)。中學(xué)教師即使有對科技館資源的利用，也往往局限在參觀、考察等一些簡單的方式，沒有將課程教學(xué)與科技館資源深入有效地結(jié)合。因此，北京市2015年的中考說明[4]中增加了科普閱讀題，而科普閱讀參考樣題題材源于博物館、科技館等科技場所，再次說明了科技館中有大量的科學(xué)課程資源有待我們?nèi)ラ_發(fā)。

本研究以中國科技館為例，北京市初中生為研究對象，從其基本的科學(xué)觀、學(xué)校課程設(shè)置、科技館課程學(xué)習(xí)態(tài)度三個方面對其非正式物理情境教學(xué)進行實證調(diào)研，研究北京地區(qū)義務(wù)教育階段物理課程內(nèi)容與科技館展品內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，尋求科技館教育與學(xué)校教學(xué)相結(jié)合的最佳途徑，以期對學(xué)校利用科技館資源進行課程資源開發(fā)，開展物理非正式情境教育提供借鑒。

一、過程和方法

表1 問卷的調(diào)查維度

我們在寒假期間前往中國科技館，隨機選取參觀的北京市中學(xué)生50名發(fā)放問卷（問卷的調(diào)查維度見表1 ），獲得有效問卷50份，進行預(yù)實驗，使用SPSS19.0進行信度檢驗，問卷總體結(jié)構(gòu)信度Cronbachα系數(shù)為0.786。內(nèi)容效度檢驗的統(tǒng)計分析采用單項與總和相關(guān)分析法獲得評價結(jié)果，即計算每個題項得分與總分的相關(guān)系數(shù)，經(jīng)檢驗題目具有較好的描述性。隨后對數(shù)據(jù)進行KMO檢驗，得到結(jié)果為0.715，說明變量比較適合做因子分析。結(jié)果劃分為四個維度解釋率為66.1%，前三個維度與問卷設(shè)計相一致，第四個維度的方差貢獻率較小且變量較少，但仍具有一定的參考價值。根據(jù)結(jié)果對問卷進行了一定的修正，保證了問卷本身的信度與效度。隨后再次前往中國科技館進行了調(diào)查共發(fā)放問卷220份，回收有效問卷200份。

二、調(diào)查結(jié)果分析

1.參與校外非正式科學(xué)學(xué)習(xí)情況

調(diào)查顯示，中學(xué)生參與度較多的還是圖書館、書店、科普讀物等傳統(tǒng)紙質(zhì)媒介材料的學(xué)習(xí)，而經(jīng)常和有時參與校外科技場館學(xué)習(xí)的學(xué)生明顯低于前者，只能達到60%?？梢钥闯龈鞣N科技場館、科普場所的利用率較低，仍然具有較大的開發(fā)空間。76%的學(xué)生會經(jīng)常讀或有時主動閱讀科普讀物，說明學(xué)生對于科普知識的求知欲非常強。16%的學(xué)生節(jié)假日會經(jīng)常去博物館、科技館等學(xué)習(xí)場所，42%的學(xué)生有時會去，表明非正式情境的學(xué)習(xí)并沒有成為一種常態(tài)，這種非正式情境學(xué)習(xí)的地位還有待提升。這與社會和學(xué)校的重視程度，老師的課程開發(fā)能力密不可分。問卷題目分析顯示在遇到感興趣的科學(xué)問題時，30%的學(xué)生會請教老師或家長，54%的學(xué)生會自己查閱相關(guān)資料以深入了解，14%的學(xué)生會跟朋友或同齡人一起商量。這表明學(xué)生的探究興趣都很濃厚，正式或非正式的科學(xué)課程資源如果能合理設(shè)置，教師再加以引導(dǎo)一定會對學(xué)生的科學(xué)課程學(xué)習(xí)起到良好的促進作用。

在性別差異上，如圖1所示，男生相比較女生更樂意接受非正式科學(xué)學(xué)習(xí)，尤其體現(xiàn)在經(jīng)常參觀博物館、科技館等科技場所，閱讀科普讀物上分別高出了8.2%和16.6%。而女生則更愿意去動物園、植物園、海洋館等科普類場館。

2.科技館課程學(xué)習(xí)態(tài)度方面

調(diào)查顯示，在科技館課程學(xué)習(xí)態(tài)度方面，學(xué)生對科技館這種非正式情境教學(xué)都表現(xiàn)出了極大的興趣，如圖2所示。多數(shù)人表示科技館中的展品多富含物理知識，且展示形式多樣，可從中體驗到課堂內(nèi)無法達到的探究過程和研究方法。如圖3所示，46%學(xué)生表示對去科技館、博物館等科技場所上物理實踐課程非常感興趣，48%學(xué)生表示比較感興趣，可見學(xué)生對于這種物理非正式情境教學(xué)的接受度非常高。但是，目前只有16%的學(xué)生會經(jīng)常參觀科技館，42%的學(xué)生偶爾會參觀，而40%的學(xué)生不常參觀。這說明了非正式情境教學(xué)的缺失，科技館內(nèi)的展品，沒有與中學(xué)的課程教育相結(jié)合，學(xué)生的偶爾參觀只是當(dāng)作了一次有趣的科學(xué)體驗，很多時候只是走馬觀花的玩一圈，沒能很好的利用科技館內(nèi)的資源。學(xué)校方面，雖然也有一些學(xué)校有意識地將科技館資源納入本校課程或假期作業(yè)中，如調(diào)查中了解到北京市東直門中學(xué)印發(fā)了參觀手冊要求學(xué)生寫出特定項目的實驗現(xiàn)象和結(jié)論；北京石油附中要求學(xué)生參觀拍照，做成PPT開學(xué)分享等。但是沒有進行校外科技館非正式情境教育資源的開發(fā)，學(xué)生在科技館內(nèi)自學(xué)或與同學(xué)交流學(xué)習(xí)時，沒有緊張和約束感，學(xué)習(xí)主動性無法調(diào)動起來，往往是漫無目的的參觀。為此，我們可以借鑒我國臺灣省博物館與學(xué)校合作的一種方式，利用“學(xué)習(xí)單[4]”作為教學(xué)的輔助工具組織學(xué)生在科技館內(nèi)的課程，能起到激發(fā)興趣、引導(dǎo)學(xué)習(xí)、學(xué)法指導(dǎo)和拓展視野的作用。

圖2 中學(xué)生科技館課程學(xué)習(xí)態(tài)度情況

圖3 科技館物理實踐課程參與情況

3.校內(nèi)科技活動及物理實驗現(xiàn)狀

我們從教學(xué)方法、實驗方式、課程感受三個二級指標(biāo)來研究目前學(xué)生對物理課程的感受以及物理課堂演示實驗情況。如圖4所示，有38%的學(xué)生對物理課程非常熱愛，感到學(xué)習(xí)輕松；52%的學(xué)生感到一般，8%的學(xué)生感到吃力；近一半的學(xué)生并沒有被這門課程所吸引。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？物理的非正式情境教學(xué)課程能提供豐富的物理課程資源和精彩的演示效果，成為提高學(xué)習(xí)興趣的很好補充。

在強調(diào)探究式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)的新課程改革的環(huán)境下，實驗在中學(xué)物理教學(xué)中占據(jù)著舉足輕重的地位。然而，由于升學(xué)壓力，大量的物理規(guī)律和物理公式的機械記憶、題海戰(zhàn)術(shù)代替了新奇有趣的物理實驗，物理教學(xué)缺失了應(yīng)有的學(xué)科特征。所以本問卷設(shè)置了一組實驗方式的題目，以期能夠了解目前中學(xué)的實驗現(xiàn)狀和學(xué)生喜歡的物理課程實驗方式。調(diào)研結(jié)果顯示，60%的學(xué)生希望能夠去學(xué)校的實驗室親自做實驗，只有16%的學(xué)生希望看老師做演示實驗。說明學(xué)生對于這些有趣的物理實驗很感興趣，期待能夠親自實踐。然而由于學(xué)時安排、課程設(shè)置以及地區(qū)的差異，不可能做到每一個實驗都能讓學(xué)生親自參與。因此，對于實驗感興趣，期待進一步研究的同學(xué)，非正式情境教學(xué)就會成為一個很好的補充。目前，不少科技館配備了中小學(xué)實驗設(shè)備，鼓勵教師帶著中小學(xué)生去參觀、實驗、親身體驗科學(xué)原理。但是，74%的學(xué)校沒有建立校外的科技活動基地，說明現(xiàn)階段北京市初高中對于校外課程資源的開發(fā)還有待提高。

4.發(fā)明制作與科技創(chuàng)新性活動參與情況

由因子分析結(jié)果可知，第四維度為發(fā)明制作與科技創(chuàng)新性活動，是初始問卷設(shè)計結(jié)構(gòu)沒有考慮到的，涉及的題項較少，方差貢獻率較低，但仍有一定的參考價值。如圖5所示，只有8%的學(xué)生進行過一些小制作和小發(fā)明的創(chuàng)作，說明校內(nèi)的正式科學(xué)教育缺少實踐環(huán)節(jié)，使得學(xué)生的創(chuàng)新性降低，不能在親自動手實踐中體會科學(xué)的樂趣。調(diào)查結(jié)果還顯示在正式課堂教學(xué)中只有44%的老師會在課堂中滲透最新的科技發(fā)展信息。

5.問卷中各維度的分析

（1）各維度相關(guān)分析

我們采用將量表中各維度的總分相加，利用Pearson相關(guān)系數(shù)假設(shè)檢驗比較各維度總分與量表總分的相關(guān)性。得到各維度分量表與總量表在0.01水平上顯著相關(guān)，各維度間在0.05水平上顯著相關(guān)。說明校內(nèi)的發(fā)明制作與科技創(chuàng)新性活動開展的豐富與否會影響到學(xué)生的物理課堂以及物理實驗的興趣，從而影響到學(xué)生的科學(xué)觀。長此下去會造成學(xué)生與校外科技場館的距離感和陌生感。所以物理非正式情境教學(xué)課程資源的開發(fā)和館校結(jié)合將有力的解決這一難題。

（2）差異性的量化比較

主要研究了不同性別的學(xué)生在每個維度上是否有差異性的認識，利用獨立樣本T檢驗，得出不同性別的學(xué)生在參與校外非正式科學(xué)學(xué)習(xí)、科技館課程學(xué)習(xí)態(tài)度、校內(nèi)科技活動及課堂實驗、發(fā)明制作與科學(xué)創(chuàng)新性活動參與方面無顯著性差異。

6.科技館資源與物理課程內(nèi)容對應(yīng)

科技館中的資源契合了課程目標(biāo)對于知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標(biāo)的需求[5]?？梢园l(fā)現(xiàn)科技館內(nèi)的教學(xué)雖然是非正規(guī)和非系統(tǒng)性的，但突出的是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗性和互動性，重視思維的啟發(fā)和興趣的培養(yǎng)，充分體現(xiàn)了新課標(biāo)所要求的培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，重視學(xué)習(xí)的探究過程?？萍拣^中的展品多富含物理知識，為了能更好地設(shè)計參觀單等物理非正式情境課程資源?，F(xiàn)將中國科技館中的部分展品與中學(xué)物理課標(biāo)[5]中的科學(xué)內(nèi)容做部分對應(yīng)，將科技館的物理資源進行梳理（見表2），以便更好地開發(fā)課程資源。

科技館作為非正式教育機構(gòu)，與學(xué)校課堂教學(xué)相比擁有更加自主的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生可以在比較輕松的氛圍中受到科學(xué)知識的熏陶。通過問卷調(diào)查和訪談，學(xué)生對物理非正式情境教學(xué)表現(xiàn)出很大的興趣，而目前學(xué)校的物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀與學(xué)生濃厚的興趣和期望還有著比較大的差異。而科技館中的展品多與實際生活相聯(lián)系，學(xué)生可以通過動手親自操作和現(xiàn)場體驗，增加學(xué)習(xí)的樂趣，互動性強，可以充分調(diào)動青少年學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這是學(xué)校課堂教學(xué)所不能替代的。所以開發(fā)利用科技館中豐富的資源，挖掘物理非正式情境教學(xué)資源對于補充校內(nèi)課程資源的缺乏，促進課程的順利具有重要的意義。

參考文獻

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[5] 教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2011.

[作者：杜欣（1989-），男，陜西西安人，中央民族大學(xué)理學(xué)院在讀碩士研究生；史永悅（1989-），女，山東德州人，中央民族大學(xué)理學(xué)院在讀碩士研究生；楊玉平（1976-），女，山東德州人，中央民族大學(xué)理學(xué)院副教授，博士，碩士生導(dǎo)師。]

【責(zé)任編輯 楊 子】