孫偉強(qiáng) 張力巍

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引導(dǎo)觀眾以科學(xué)實驗的方式操作體驗展品
——科技館展品探究式輔導(dǎo)的探討

孫偉強(qiáng) 張力巍

展品是科技館最大和最有特色的教育資源，但目前我國大多數(shù)科技館尚未充分利用好該資源開展好適合的輔導(dǎo)教育活動。如何讓展品中蘊(yùn)含的科學(xué)知識、方法、思想更好地被參觀者所認(rèn)識了解，對于提升科技館展教效果至關(guān)重要。本文從科技館的本質(zhì)特點(diǎn)出發(fā)，論述了科技館開展展品輔導(dǎo)教育活動的重要性，并將實驗探究的方式引入科技館展品輔導(dǎo)的教育活動當(dāng)中，提出了引導(dǎo)觀眾像進(jìn)行科學(xué)實驗一樣去操作體驗展品的輔導(dǎo)方式。

科技館；展品；輔導(dǎo)；實驗探究

一、 科技館開展展品輔導(dǎo)的必要性

為了使參觀者在科技館中獲得更好的參觀體驗，豐富科技館的教育內(nèi)容，很多科技館在館內(nèi)開展了形式多樣的教育活動，比如科學(xué)表演、實驗室或活動室科普活動、科技競賽等，這些活動在很大程度上提升了科技館的人氣，并對科技館的教育效果起到了一定的促進(jìn)作用。但是科技館的最大和最有特色的教育資源并不是這些活動，而是其所擁有的展品。

科技館展品的一大特點(diǎn)就是通過互動體驗型和動態(tài)演示型展品創(chuàng)造了參與體驗的展示方式，為參觀者營造了可以直接從實踐中學(xué)習(xí)、體驗科學(xué)技術(shù)知識的環(huán)境?；仡櫩萍拣^的發(fā)展歷程，最初的科技館如法國的發(fā)現(xiàn)宮，就是利用由科學(xué)家使用的科學(xué)實驗儀器轉(zhuǎn)化而來的展品對公眾進(jìn)行科學(xué)教育?，F(xiàn)今科技館的發(fā)展也延續(xù)了這一思想，尤其是一些經(jīng)典展品，真實再現(xiàn)或模擬科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某種科學(xué)原理、規(guī)律所用的實驗裝置和設(shè)備。

很多科技館展品，參觀者都可以親自動手操作，就像當(dāng)年科學(xué)家一樣通過觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)規(guī)律，重現(xiàn)當(dāng)年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的過程。那這些展品背后所蘊(yùn)含的不僅僅是一個現(xiàn)象，還有通過實驗來驗證理論的過程，以及科學(xué)的思維方法。這些相比于實驗現(xiàn)象本身來說，是更為重要的。

在科技館中要不要進(jìn)行展品輔導(dǎo)?有很多人持有這樣的一種觀點(diǎn)：科技館應(yīng)當(dāng)鼓勵參觀者獨(dú)立地進(jìn)行觀察和探究，而不應(yīng)當(dāng)對參觀者進(jìn)行過多的干涉。

上海師范大學(xué)鮑賢清教授認(rèn)為在博物館中，展品是場館學(xué)習(xí)發(fā)生的基礎(chǔ)，但并不能保證學(xué)習(xí)能自然地發(fā)生。[1]

筆者通過實際在科技館中的觀察以及對科技館工作人員的調(diào)查了解到：很大一部分參觀者錯誤操作展品、暴力操作導(dǎo)致展品損壞的例子屢見不鮮。當(dāng)參觀者無法做到正確操作展品時，通過展品進(jìn)行實驗探究就更無從談起了。無法正確操作展品的原因有很多，其中很重要的一點(diǎn)就是缺乏對參觀者的輔導(dǎo)。

當(dāng)參觀者能夠正確地操作展品，他們會對展品進(jìn)行探究么？情況也并不樂觀，很多觀眾在觀看到展品的現(xiàn)象之后，會認(rèn)為這件展品的參觀到此結(jié)束，跑去看另外的展品，并沒有進(jìn)行深入的思考。以中國科技館探索與發(fā)現(xiàn)展廳的“牛頓分光實驗”這件展品為例，其展示了牛頓巧妙地證實光的色散這一現(xiàn)象實驗過程。根據(jù)調(diào)查，一部分觀眾，尤其是年紀(jì)較小的參觀者，看到后說一句：“彩虹”，便去參觀操作其他展品了，并沒有對這個現(xiàn)象進(jìn)行探究，他得到的就只是好看的彩虹。有些家長也會給孩子介紹為什么會產(chǎn)生彩虹，但是只停留在解釋現(xiàn)象的階段，并未觸及牛頓分光實驗的后兩步過程及其中所蘊(yùn)含的牛頓發(fā)現(xiàn)自然光奧秘的科學(xué)方法和態(tài)度。如果能夠進(jìn)一步對參觀者進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蛊份o導(dǎo)，教育效果就會有很大的差別。

根據(jù)以上的分析，如果不依據(jù)展品開展相應(yīng)的教育活動，參觀者在實際的參觀過程中，是很難自主地去進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)活動的。從另一個角度來看，科技館展廳的展品，尤其是常設(shè)展廳的展品，更新?lián)Q代的速度比較慢，當(dāng)參觀者在參觀一次之后對展品的現(xiàn)象已經(jīng)有所了解，這時候他就缺乏再次來科技館進(jìn)行體驗、學(xué)習(xí)的動力，但很多時候參觀者對展品背后的科學(xué)方法和科學(xué)精神是缺乏了解和認(rèn)識的。那我們還可以通過開展合適的教育活動，來幫助參觀者能夠常來常新，每次來到科技館后都能對相關(guān)知識有新的理解和認(rèn)識。

二、 實驗探究在科技館展品輔導(dǎo)教育活動中的重要性

前文說到，如果在展廳中不開展針對展品的輔導(dǎo)活動，展品所起到的教育效果就會大打折扣。如何針對科技館的展品開展輔導(dǎo)活動，亦或是什么樣方式的輔導(dǎo)活動適合在科技館中開展，值得進(jìn)一步的思考。

(一) 博物館的講解方式不適合在科技館開展

對展品進(jìn)行講解是傳統(tǒng)意義上的博物館進(jìn)行的輔導(dǎo)活動。講解是一種以陳列為基礎(chǔ)，運(yùn)用科學(xué)的語言和其它輔助表達(dá)方式，將知識傳遞給觀眾的一種社會活動。在一般的博物館中，都會有講解員進(jìn)行展品講解工作。那傳統(tǒng)講解適不適合在科技館開展呢？

科技館教育活動相比于其他機(jī)構(gòu)最重要特色就在于其能夠?qū)茖W(xué)技術(shù)實踐過程進(jìn)行再現(xiàn)，參觀者在科技館所提供的資源中，可以對科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和探索過程進(jìn)行體驗，從而從自身直接的感受中獲得科學(xué)概念、知識、方法。[2]“通過親身實踐獲取直接經(jīng)驗”是科技館教育的特殊要求，更是科技館區(qū)別其他博物館、展覽館的一個重要標(biāo)志。

傳統(tǒng)講解中，觀眾是被動地接受信息的。若以這樣的方式在科技館開展教育活動，在整個活動過程當(dāng)中，很少有觀眾會自主地去操作、體驗展品。展項存在的意義就從一個互動性展品變?yōu)榱艘粋€收藏性展示。亦或是講解員在講解的過程中將探索的過程提前劇透，觀眾缺乏自身探索所帶來的收獲和樂趣，從而無法獲得直接經(jīng)驗。展品像是一本教科書，講解員像是一個老師，這與老師在課堂上授課差別不大，只是環(huán)境從教室換成了科技館。這樣講解的方式就將科技館展品最大的特點(diǎn)——參與體驗忽略甚至舍棄掉了。將展品的結(jié)果直接告訴觀眾，破壞了展品所提供的科學(xué)實踐情境，也無從談起觀眾在操作展品過程中去探索其中的科學(xué)方法的過程，展品的教育功能和價值就將大打折扣，教育效果也不盡如人意。因此，這種灌輸式的講解并不適合在科技館中開展。

所以在實際的輔導(dǎo)過程中，應(yīng)當(dāng)采取一種更為合適的方法來充分利用展品本身的特點(diǎn)，去引導(dǎo)觀眾融入展品創(chuàng)設(shè)的情景中自主地探究。

(二) 國內(nèi)外科技館對于實驗探究展品輔導(dǎo)模式的研究和探索

實驗方法是科學(xué)研究的基本方法之一。根據(jù)科學(xué)研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門的儀器設(shè)備，而人為地變革、控制或模擬研究對象，使某一些事物(或過程)發(fā)生或再現(xiàn)，從而去認(rèn)識自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)、自然規(guī)律。

科技館營造了一種通過親身實踐獲取直接經(jīng)驗的情景，那實驗的探究方式就是引導(dǎo)參觀者像科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)實驗、自然探索一樣通過觀察展品的現(xiàn)象，從現(xiàn)象出發(fā)到獲得結(jié)論，在這個過程中參觀者親身實踐，并從整個探索展品的過程中學(xué)習(xí)和獲取科學(xué)知識、方法，甚至形成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和價值觀。

在國內(nèi)的一些科技館的實驗室中開展了關(guān)于實驗探究的教育活動。但針對科技館展品的實驗探究式輔導(dǎo)還比較少。

在第四屆全國科技館輔導(dǎo)員大賽的展品輔導(dǎo)賽中，要求參賽選手在科學(xué)原理和過程描述準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上，結(jié)合展品現(xiàn)象，引導(dǎo)觀眾探究展品和對于科學(xué)方法、科學(xué)思想、科技與社會、人與自然的深層次思考；[3]參加比賽的一些選手就嘗試了實驗為主的輔導(dǎo)方式，并取得了在座評委的認(rèn)可。

美國探索館“磁學(xué)展項指南”所實施的教育活動，模擬再現(xiàn)了丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)所進(jìn)行的電磁學(xué)實驗，引導(dǎo)觀眾進(jìn)行了一次科學(xué)探索的實踐。觀眾所獲得的知識并非來自灌輸，而是通過親身實驗、親自觀察、親歷探索而得來的。在探索館的“展項參觀指南”中，不乏類似的案例。[4]

并不是所有的展品都展示實驗的過程，有些展品本身現(xiàn)象非常明顯，并不符合直接開展實驗輔導(dǎo)活動的條件，也可以通過輔助的實驗裝置配合展品開展相應(yīng)的輔導(dǎo)。在北京航空航天大學(xué)研究生陳闖的碩士論文中，以“旋轉(zhuǎn)的金蛋”這件展品為基礎(chǔ)，再現(xiàn)了當(dāng)年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁場效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律等實驗的探究過程，在中國科技館實際應(yīng)用，取得了不錯的效果。

三、 引導(dǎo)觀眾像進(jìn)行科學(xué)實驗一樣操作體驗展品

將實驗探究的方式引入展品輔導(dǎo)過程當(dāng)中，就是引導(dǎo)觀眾在操作體驗展品的同時，像進(jìn)行科學(xué)實驗一樣展開。應(yīng)當(dāng)注意到，這種方式的輔導(dǎo)更注重過程，更多的是去思考如何引導(dǎo)觀眾去觀察，去思考。那在傳統(tǒng)的講解輔導(dǎo)中，知識基本處于單向傳遞的狀態(tài)，輔導(dǎo)過程中更注重去告訴觀眾哪些原因會產(chǎn)生展品這樣的現(xiàn)象或結(jié)果。所以在設(shè)計教育活動中，就要注意到這種觀念的轉(zhuǎn)變，從“我要告訴觀眾什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙龑?dǎo)觀眾看什么、發(fā)現(xiàn)什么、想什么”，去引導(dǎo)觀眾以科學(xué)實驗的方式操作體驗展品。這就要求科技教師首先對展品和受眾本身有深入的分析和了解。

(一) 對展品的認(rèn)識

在輔導(dǎo)活動開展前，科技教師需要對輔導(dǎo)的展品所展示的內(nèi)容、所用的方法，甚至背后的故事有一個足夠深入的了解。很多展品本身就創(chuàng)設(shè)了一個學(xué)習(xí)的情境，不光是展品本身包含的科學(xué)知識和原理，還有其外觀信息等，在教學(xué)活動的過程中都是可以利用的。并不是所有的科技館展品都適用于實驗探究式的輔導(dǎo)方式，比如靜態(tài)陳列型展品和圖文、多媒體展示類展品，這些展品無法單獨(dú)進(jìn)行實驗探究式的輔導(dǎo)。但并不是說這類展品就不能進(jìn)行實驗探究，科技館的很多展品之間不是相互孤立的，是有一定聯(lián)系的，可以通過一系列相關(guān)展品相互配合來展開。除此之外，還可利用一些小道具、實驗裝置來彌補(bǔ)，正如前述之依托“旋轉(zhuǎn)的金蛋”展品所設(shè)計的小實驗?zāi)菢印?/p>

某些展品還可能會通過不同的現(xiàn)象展示出不同的知識點(diǎn)，從而推導(dǎo)出不同的結(jié)論。這個展品包含了哪些知識點(diǎn)；每個知識點(diǎn)對應(yīng)的是什么樣的現(xiàn)象；應(yīng)該怎么去進(jìn)行觀測；其背后的科學(xué)原理是什么；以及在展品背后包含的科技史信息。科技教師應(yīng)該去分析展品的關(guān)鍵知識點(diǎn)和關(guān)鍵演示現(xiàn)象及其二者的關(guān)系，通過哪些現(xiàn)象可以導(dǎo)出、揭示展品的科學(xué)知識。這些都需要科技教師熟識和掌握。例如“行星的運(yùn)動”這件展品本身，包含了萬有引力定律，開普勒三大定律等知識點(diǎn)，不同的知識點(diǎn)對應(yīng)不同的觀察角度以及現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)將觀察到的現(xiàn)象作為事實、線索或是驗證的結(jié)論供參觀者進(jìn)行研究討論與分析。

(二) 對受眾的認(rèn)識

來科技館參觀的觀眾范圍很大，涵蓋的年齡段也很多。但不同觀眾的認(rèn)知水平是有差異的，這就對科技館的科技教師提出了更高的要求。不同的觀眾，可以進(jìn)行實驗探究的程度是不同的?？萍冀處煈?yīng)該根據(jù)受眾的不同，預(yù)先設(shè)定不同的教學(xué)目標(biāo)，來組織安排輔導(dǎo)內(nèi)容。探究過程的設(shè)計要恰當(dāng)，既能引導(dǎo)參觀者，也沒有“劇透”。在實際的輔導(dǎo)活動中，要根據(jù)實際情況進(jìn)行把握。

在探究中很重要的一個環(huán)節(jié)就是科技教師與觀眾之間的溝通和交流。在整個實驗探究的過程中，不僅要求參與者通過動腦思考和動手實踐驗證自己的想法，還需要參與者將自己的想法表達(dá)出來，與其他參與者、科技教師進(jìn)行溝通交流，對觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行描述與解釋，與其他的參觀者對實驗過程和結(jié)果進(jìn)行分析。

(三) 實驗探究式展品輔導(dǎo)教育活動的過程

一般的實驗的過程可以分為提出問題、進(jìn)行猜想或假設(shè)、設(shè)計并進(jìn)行實驗、分析并得出結(jié)論和評估交流這幾個階段。科技教師在引導(dǎo)觀眾操作展品、進(jìn)行輔導(dǎo)的時候，可以遵循這樣的一個流程。在實際的輔導(dǎo)過程中，由于展品條件和時間等因素，并不一定嚴(yán)格遵循以上的實驗過程。

圖1 展品“獨(dú)輪車走鋼絲”

在中國科技館探索與發(fā)現(xiàn)A廳開展過關(guān)于重心的實驗探究式教育活動，依托的是“獨(dú)輪車走鋼絲”這件展品。

提出問題：從獨(dú)輪車走鋼絲這件展品看到一個現(xiàn)象，在一根鋼絲繩上，一個騎車的人可以從一端平穩(wěn)地到達(dá)另一端，而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？

進(jìn)行假設(shè)和猜想：觀察展品，看到這個獨(dú)輪車的下方懸掛了兩塊砝碼，而在不同的高度有兩處卡槽，不同重量和不同高度是否是影響?yīng)気嗆嚪€(wěn)定性的關(guān)鍵。

設(shè)計和進(jìn)行實驗：通過調(diào)整砝碼的數(shù)量和位置，來觀察獨(dú)輪車的穩(wěn)定性，并進(jìn)行記錄。

分析結(jié)論：通過實驗記錄發(fā)現(xiàn)，要使獨(dú)輪車穩(wěn)定，如果砝碼放置的位置越高，所需砝碼越多；如果砝碼放置的越低，使獨(dú)輪車穩(wěn)定所需的砝碼越少。最后得到結(jié)論，使獨(dú)輪車穩(wěn)定的原因是重心。

評估交流：參觀者和參觀者之間、科技教師和參觀者之間對重心進(jìn)行交流：生活中還有哪些關(guān)于重心的相關(guān)現(xiàn)象和事實？

四、 總結(jié)

科技館本身及其展品通過為觀眾提供體驗科技、探索科技的情境，引導(dǎo)觀眾自主探究展品所蘊(yùn)含的科學(xué)原理、科學(xué)方法并體會其中的科學(xué)精神。但如果沒有對觀眾進(jìn)行引導(dǎo)，觀眾的參觀、探索效果會大打折扣。為了達(dá)到預(yù)期中的效果，科技館的科技教師需要對觀眾進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。傳統(tǒng)博物館中的講解方式并不適合科技館，破壞了展品所提供的科學(xué)實踐情境，并沒有起到引導(dǎo)觀眾在操作展品的過程中探索科學(xué)方法的作用，科技館展品的教育功能大打折扣。本文探討了將實驗探究的方式引入到展品輔導(dǎo)過程當(dāng)中的具體做法，從“我要告訴觀眾什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙龑?dǎo)觀眾看什么、想什么、發(fā)現(xiàn)什么”，更多地引導(dǎo)觀眾去觀察、去思考，像進(jìn)行科學(xué)實驗一樣對展品進(jìn)行探究。

[1]鮑賢清.博物館場景中的學(xué)習(xí)設(shè)計研究[D].華東師范大學(xué)，2013.

[2]龍金晶.以“探究學(xué)習(xí)”為核心的科技館教育模式初探[J].科學(xué)之友，2013，06：109-110.

[3]中國自然科學(xué)博物館協(xié)會科技館專業(yè)委員會.全國科技館科技教師大賽總體方案[Z].http://fdy.cdstm.cn/index.php?m=commentator&d=fdy&a=showStaticPage&page=gz，2015.

[4]朱幼文.科技館教育的基本屬性與特征[A].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、云南省人民政府.第十六屆中國科協(xié)年會——分16以科學(xué)發(fā)展的新視野，努力創(chuàng)新科技教育內(nèi)容論壇論文集[C].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、云南省人民政府，2014:6.

[5]張彩霞.科技館實驗類教育活動體系研究[J].科普研究，2014,03:52-57-90.

[6]朱玲玲.淺析科技館的科學(xué)實驗教育[J].科協(xié)論，2013，02：45-46.

[7]陳闖.“旋轉(zhuǎn)的金蛋”展項探究式學(xué)習(xí)教育活動方案設(shè)計[D].北京：北京航空航天大學(xué)，2015.

[8]周輝軍.淺議如何有效發(fā)展科技館的實驗教育[A].中國科普研究所(China Research Institute for Science Popularization).中國科普理論與實踐探索——第二十一屆全國科普理論研討會論文集[C].中國科普研究所(China Research Institute for Science Popularization)，2014:4.

[9]朱幼文.我國科技館教育的實踐困惑與理論盲區(qū)[A].中國科普研究所(China Research Institute for Science Popularization).中國科普理論與實踐探索——第二十一屆全國科普理論研討會論文集[C].中國科普研究所(China Research Institute for Science Popularization)，2014:8.

How to Guide Audience to Experience Exhibits in a Scientific Experiment Manner——Discussions on Inquiry Tutorship on Exhibits in Science and Technology Museum

Sun Weiqiang Zhang Liwei

Exhibits are the largest and most distinctive educational resources in Science and Technology Museums. However, most of such museums in China failed to make full use of these resources when carrying out educational activities. How to make the scientific knowledge, scientific approaches and scientific spirit contained in exhibits better understood by visitors is essential for these museums to enhance the educational effect. This essay will discuss the importance of carrying out educational activities with exhibits in museums which starting from the nature and characteristics of Science and Technology Museum, whilst introduce experimental inquiry methods into these educational activities, and put forward the way of how to guide audience to operate and experience the exhibits just like conducting scientific experiments.

science and technology museum, exhibits, educational activities

孫偉強(qiáng)：中國科學(xué)技術(shù)館科技教師；研究方向：科技場館教育活動；通訊地址：北京市朝陽區(qū)北辰東路5號；郵編：100012；Email：weiqiangsun@foxmail.com；張力巍：中國科學(xué)技術(shù)館科技教師；研究方向：科技場館教育活動；Email：zhangliwei@cstm.org.cn。