摘 要：非正式學習環(huán)境為STEM教育提供了獨特的機會和資源。作為非正式學習環(huán)境的典型代表，美國博物館以知識共享為使命，通過策劃豐富多樣的教育活動，為各年齡段學生提供有針對性的STEM教育資源。研究聚焦于美國國家自然歷史博物館、舊金山探索博物館和西雅圖飛行博物館在STEM教育領(lǐng)域的實踐探索，歸納總結(jié)了美國博物館在提供STEM學習資源，與學校STEM教育有效銜接，支持STEM教師專業(yè)發(fā)展，吸引家庭參與STEM教育，促進STEM教育公平等方面的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗為我國發(fā)展非正式學習環(huán)境中的STEM教育，豐富STEM教育資源提供了良好的借鑒。

關(guān)鍵詞：非正式學習環(huán)境；STEM教育；博物館；學習服務

中圖分類號：G269.3/.7 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3937.2024.06.06

在現(xiàn)代社會，學習的方式已不再局限于傳統(tǒng)的課堂教學，非正式學習環(huán)境逐漸嶄露頭角，成為人們獲取知識和技能的重要渠道。非正式學習是學習者在非正式場所和情境中獲取知識和經(jīng)驗的過程。這些場所可以是圖書館、博物館、科技館等具備教育功能的實體場館，也可以是社交媒體平臺、在線論壇等虛擬的學習空間。非正式學習環(huán)境以其開放、自主、互動和實踐等特點，激發(fā)學習者的學習興趣和積極參與，對于培養(yǎng)其終身學習能力至關(guān)重要。值得注意的是，科學、技術(shù)、工程和數(shù)學（STEM）教育同樣可以通過有計劃的項目在非正式學習環(huán)境中得到有效實施。學生可以在博物館、天文館、科學中心、動物園、植物園和植物標本館、營地、國家公園、水族館和工業(yè)場所等多樣化的環(huán)境中學習STEM領(lǐng)域的相關(guān)主題，通過參與展覽互動、觀看電影和與策展人交談，深入且廣泛地了解具體內(nèi)容。這樣的非正式學習環(huán)境不僅有利于激發(fā)學生學習STEM的興趣，還能提高他們的實踐參與度，形成獨特且難忘的學習經(jīng)歷。

近年來，非正式學習環(huán)境的范圍日益擴展，覆蓋了街道、醫(yī)院、購物中心、各類市場等多元化的場所，這一趨勢使得非正式學習環(huán)境成為學習科學領(lǐng)域重要的研究主題之一。米勒（Miller）等學者通過對博物館和以創(chuàng)客為中心的學習空間等的深入研究，指出這些環(huán)境為人們提供了接觸高科技工具和材料的寶貴機會。[1]參與非正式學習環(huán)境的科學活動，不僅有助于培養(yǎng)兒童的科學推理能力，還能顯著增強他們對科學學習的投入和熱情。[2]特別是在博物館、動物園、水族館和植物園等場所進行的非正式STEM學習，其效果尤為顯著。[3]

隨著教育技術(shù)的不斷進步，對于非正式學習環(huán)境的研究日益受到國內(nèi)學界重視。數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)的創(chuàng)新應用，為非正式學習環(huán)境的構(gòu)建提供強大的技術(shù)支持，為學習者提供前所未有的學習機會。在此背景下，李志河等提出一種創(chuàng)新的非正式學習環(huán)境模型，該模型巧妙地將真實場景和虛擬環(huán)境相結(jié)合，通過先進的技術(shù)手段，打造出一個既具現(xiàn)實感又充滿想象力的學習空間。這種虛實結(jié)合的學習環(huán)境創(chuàng)造出更加豐富和多樣化的學習方式，給學習者提供更好的學習體驗。[4]王艷麗等引入“數(shù)字布魯姆”理論，為網(wǎng)絡(luò)非正式學習環(huán)境的構(gòu)建提供借鑒。[5]胡繼強則聚焦Web2.0時代的非正式學習環(huán)境，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)和社交媒體的非正式學習模式。[6]然而，非正式學習環(huán)境的構(gòu)建不僅面臨技術(shù)和設(shè)計的挑戰(zhàn)，還需要深入研究學習者的需求和行為。黃建軍等認為，非正式學習環(huán)境的構(gòu)建應該結(jié)合學習者的特點和需求，為他們提供個性化、多元化的學習方式和資源。[7]

綜上所述，非正式學習環(huán)境在現(xiàn)代教育中占據(jù)舉足輕重的地位，對學習者的學習體驗和學習效果會產(chǎn)生深遠影響。然而，在我國，非正式學習環(huán)境在支持STEM教育方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如何開發(fā)和豐富其中的STEM學習資源，以及如何真正利用好非正式學習環(huán)境在STEM教育中的支持作用等問題都亟待解決。因此，本文旨在對美國博物館學習服務案例進行深入研究，以期得出相關(guān)啟示，推動非正式學習環(huán)境更好地支持STEM教育改善與發(fā)展。

一、非正式學習環(huán)境在美國STEM教育中發(fā)揮重要作用

美國國家科學教學協(xié)會（NSTA）認為，非正式環(huán)境在促進全學段學生的科學學習方面發(fā)揮著重要作用。該協(xié)會倡導為所有學生提供非正式學習機會，并建議進一步擴大這些機會，特別是對于那些來自STEM領(lǐng)域代表性不足的社區(qū)的學生，應當給與他們更多的關(guān)注。[8]美國國家研究委員會（National Research Council，NRC）的報告強調(diào)了非正式學習環(huán)境對于學習科學的重要作用。該報告不僅提供了明確的證據(jù)證明非正式學習環(huán)境中的學習經(jīng)驗可以有效促進科學學習，還進一步指出這種環(huán)境能夠加強和豐富學校的科學教育。[9]非正式學習環(huán)境主要涵蓋三個方面：首先，日常體驗和在設(shè)計環(huán)境中的體驗，如博物館、動物園等科學和文化機構(gòu)；其次，參與結(jié)構(gòu)化的校外實踐項目，如課后青少年項目、俱樂部等；最后，通過媒體獲得的體驗，如游戲、電視、廣播和互聯(lián)網(wǎng)等。這些多樣化的機會有助于學生理解科學與生活的緊密聯(lián)系。鑒于非正式STEM教育在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、批判性思維、解決問題能力以及未來職業(yè)競爭力方面的重要性作用，美國政府、教育機構(gòu)和社會各界都在積極推動其發(fā)展。

一是美國政府部門積極支持非正式STEM教育項目的發(fā)展。政府通過撥款和項目資助，為非正式STEM教育提供了強有力的支持。美國國家科學基金會（NSF）在此領(lǐng)域發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其STEM教育理事會（Directorate for STEM Education）下設(shè)正式與非正式環(huán)境學習研究部門（Division of Research on Learning in Formal and Informal Settings），旨在推動正式和非正式學習環(huán)境中對所有STEM學科的學習和教學的創(chuàng)新研究、開發(fā)和評估。[10]為了支持在非正式教育環(huán)境中為公眾提供STEM學習機會和經(jīng)驗的設(shè)計、開發(fā)和影響的研究，NSF資助了多個重要項目，如促進非正式STEM學習項目。該項目不僅致力于設(shè)計和開發(fā)非正式環(huán)境中的公眾STEM學習機會，還通過多種途徑促進STEM學習經(jīng)驗的獲取和參與；推進非正式環(huán)境中STEM學習的創(chuàng)新研究和評估；使所有年齡段的公眾都能夠在非正式環(huán)境中學習STEM。[11]

二是美國的中小學和非政府組織致力于開發(fā)適合非正式STEM教育的教材和教學資源，包括在線課程、互動游戲、實驗器材等。這些資源旨在激發(fā)學生對STEM領(lǐng)域的興趣，并提供實踐機會以加深他們的理解。美國有專門的非正式STEM教育資源平臺，為教師、學生和其他對STEM領(lǐng)域感興趣的人提供了豐富的學習資源和機會，如國家非正式STEM教育網(wǎng)絡(luò)（National Informal STEM Education Network，NISE Network）。這是一個由非正式教育工作者和科學家組成的社區(qū)，致力于支持美國各地學習STEM。NISE網(wǎng)絡(luò)的使命是建設(shè)非正式科學教育機構(gòu)和研究組織的能力，共同努力提高公眾對當前STEM的認識、理解和參與。目前，NISE網(wǎng)絡(luò)開發(fā)了廣泛的教育產(chǎn)品，旨在應用于各種環(huán)境，受眾范圍廣泛，專注于美國博物館、科學中心和學院、大學外展項目的非正式STEM教育。[12]

三是一些非營利機構(gòu)，如科學技術(shù)中心協(xié)會（ASTC），在非正式STEM教育的研究與實踐方面發(fā)揮著重要作用。ASTC致力于推動科學中心和相關(guān)機構(gòu)的創(chuàng)新與發(fā)展。通過提供資源、分享最佳實踐、促進專業(yè)發(fā)展和倡導相關(guān)政策等方式，支持STEM教育質(zhì)量和影響力的提高。[13]受到NSF和ASTC聯(lián)合資助的美國非正式科學教育促進中心（Center for Advancement of Informal Science Education，CAISE），為教育工作者、研究人員、評估人員和其他利益相關(guān)者提供了豐富的資源，包括項目描述、研究文獻、評估報告等，以推進非正式STEM教育的發(fā)展，這些資源都可在InformalScience.org網(wǎng)站上找到。[14]此外，CAISE還積極組織調(diào)查小組、工作坊和專家討論，推動非正式STEM教育的深入討論，確定相關(guān)需求和機會。[15]

四是部分美國大學設(shè)有非正式STEM學習研究機構(gòu)和相關(guān)項目，這些機構(gòu)和項目旨在為學生提供更多的STEM學習機會，促進跨學科合作并推動STEM領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新。以美國亞利桑那州立大學的非正式STEM學習創(chuàng)新中心為例，該中心專注于研究人們一生中學習STEM的方式。為實現(xiàn)這一目標，該中心與全國各地的博物館、圖書館和其他非正式學習組織建立合作關(guān)系，力求為所有人創(chuàng)造STEM學習機會。[16]

二、美國博物館

提供STEM學習服務的實踐

目前，發(fā)達國家的博物館學習服務在組織上較為成熟。以美國為例，其各類博物館致力于提供豐富的、有針對性的STEM教育活動，以滿足各年齡段學生的需求。此外，許多博物館不僅提供實地教育，還推出了在線學習課程和教育項目，進一步豐富了教育形式和內(nèi)容。美國博物館聯(lián)盟（American Alliance of Museums，AAM）作為博物館領(lǐng)域的權(quán)威組織，由約3.5萬個博物館（包括藝術(shù)館、歷史博物館、科學中心、動物園等類型）和專業(yè)人員組成，旨在通過以人為本的協(xié)作體驗、教育，以及與歷史、文化、自然世界和彼此的聯(lián)系來改善所處的地方和世界。AAM積極倡導發(fā)揮博物館的價值和改變世界的力量，認為博物館是教育和體驗式學習的重要合作伙伴。根據(jù)AAM網(wǎng)站的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國博物館每年在教育活動上的投入超過20億美元，其中3/4的教育預算用于K-12階段學生。[17]

博物館不僅是文化和歷史的守護者，還是教育的重要陣地。它們協(xié)助開設(shè)州和地方課程，涵蓋數(shù)學、科學、藝術(shù)、識字、語言藝術(shù)、歷史、公民和政府、經(jīng)濟學與金融知識、地理與社會研究等多個領(lǐng)域。[18]97%的美國人認為博物館是他們社區(qū)不可或缺的教育資產(chǎn)。[19]以美國國家自然歷史博物館、舊金山探索博物館（Exploratorium）和西雅圖飛行博物館為例，這些機構(gòu)通過提供豐富的STEM教育服務，積極支持美國STEM教育發(fā)展。

（一）提供豐富的STEM學習資源

美國博物館提供內(nèi)容豐富、形式多樣的STEM教育資源，以支持STEM學習。博物館通過設(shè)計互動展覽和體驗活動，以直觀而有趣的方式向?qū)W生傳達STEM概念。這些展覽通常涵蓋自然科學、地球科學、物理學等各個領(lǐng)域，允許學生親自動手進行實驗、觀察和探索。此外，一些博物館設(shè)有專門的物理實驗室或工程領(lǐng)域挑戰(zhàn)區(qū)，學生可以在這里進行力學實驗、搭建結(jié)構(gòu)或解決現(xiàn)實工程問題。為了擴大STEM教育的可及性，博物館還利用技術(shù)手段提供虛擬和在線學習資源，創(chuàng)建了在線教育平臺、虛擬實驗室和模擬實驗等，使學生能夠隨時隨地學習和探索STEM領(lǐng)域。

國家自然歷史博物館的學校項目提供 K-12階段的面對面課程，教學資源豐富，涵蓋人類學、地球科學、工程與技術(shù)、生命科學、古生物學、自然科學等多個學科領(lǐng)域。在工程與技術(shù)方面，博物館提供了包括文章、課程、活動和工作表等豐富的教學資源。例如，博物館教育工作者撰寫了針對六至八年級的科學素養(yǎng)類文章——《數(shù)字化自然——從田野書籍到化石》《從DNA到基因組學》等。又如，蝴蝶館主管埃里克·溫澤爾（Eric Wenzel）和顯微鏡教育家胡安·巴勃羅·烏爾塔多·帕迪拉（Juan Pablo Hurtado Padilla）通過網(wǎng)絡(luò)直播等形式展示了蝴蝶色彩繽紛的翅膀以及蝴蝶的適應性和仿生學特性，就蝴蝶翅膀獨特的顏色呈現(xiàn)方式探討了其在工程方面的應用。[20]

西雅圖飛行博物館為K-12教育工作者和學生提供獨特的STEM學習資源，主要包括個人學習資源，如航空航天營體驗、阿米莉亞航空俱樂部、邁克爾·安德森計劃、航空探索、私立飛行員地面學校、華盛頓航空航天學者項目等；學校和團體學習資源，如航空學習中心、挑戰(zhàn)者學習中心、博物館探索項目等。這些項目以航空、太空和機器人技術(shù)為主題，提供身臨其境、用戶驅(qū)動的體驗——將工程挑戰(zhàn)與動手科學調(diào)查相結(jié)合，以實現(xiàn)學習方法的創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的理解力、興趣和好奇心，同時為教師提供職前培訓的機會。其中，華盛頓航空航天學者項目是專門為對探索太空感興趣的高三學生設(shè)計的在線遠程學習和暑期體驗課程，該項目聚焦于美國宇航局的太空探索計劃和地球與空間科學主題。成功完成在線課程的學生將有機會參加為期數(shù)天的暑期體驗，并可能獲得與STEM專業(yè)人士、美國航空航天局（NASA）科學家、STEM教育工作者合作研究和實踐的機會。[21]

（二）與學校STEM教育有效銜接

美國的博物館與學校緊密合作，能夠根據(jù)學校的STEM教育需求，結(jié)合自身優(yōu)勢，開發(fā)課程和項目。為了激發(fā)青少年學習自然歷史科學和技術(shù)技能的興趣，國家自然歷史博物館提供優(yōu)質(zhì)的課后教育服務資源和交互式科學學習實驗室，包括“青少年地球樂天派”系列網(wǎng)絡(luò)研討會、自然歷史調(diào)查、青少年實習等活動。其中，“青少年地球樂天派”網(wǎng)絡(luò)研討會以地球科學、工程與技術(shù)、人類學與社會研究為主題，針對六至十二年級的學生，深入探討手機的可持續(xù)性問題，如手機內(nèi)部材料的來源及其對環(huán)境的影響。通過探討，學生能夠更加深入地了解手機的制造過程，以及手機在通信、文化和資源使用方面如何將世界各國人民聯(lián)系起來，進而認識到改變手機使用方式對全球可持續(xù)發(fā)展的重要性。[22]舊金山探索博物館積極與教育機構(gòu)合作，共同提升對學習的理解，改變?nèi)藗兊膶W習方式，使科學教育機會更加易于獲得，促進教育公平。

此外，舊金山探索博物館還設(shè)立了學校非正式學習中心（Center for Informal Learning in Schools，CILS），致力于倡導以公平為核心的基于探究的STEM課后活動。CILS是一個多機構(gòu)合作研究小組，特別關(guān)注來自低收入家庭、歷史上被邊緣化的社區(qū)青年的探究式學習體驗。迄今，CILS已完成多項重要項目，如發(fā)動教育工作者和研究人員共同開發(fā)的“研究+實踐合作實驗室”（Research+Practice Collaboratory）項目，以促進STEM教學和學習的公平性；研究課后環(huán)境中的STEM教育和公平的合作伙伴關(guān)系的“加州修補課后網(wǎng)絡(luò)”（California Tinkering Afterschool Network）；聯(lián)合多機構(gòu)為非正式科學教育進行綜合教育研究的“把研究和實踐聯(lián)系起來”（Relating Research to Practice）項目。目前，CILS正在積極推進修補工作室（Tinkering Studio）項目的發(fā)展，旨在為學生打造能夠通過親自動手制作作品來深入探索科學現(xiàn)象的環(huán)境。[23]

（三）支持STEM教師的專業(yè)發(fā)展

STEM教師是指從事科學、技術(shù)、工程、數(shù)學和相關(guān)學科的教育工作者，以及進行跨學科整合教學的專業(yè)人員。[24]為了教師能全方位地投入STEM教育活動中，美國博物館支持STEM教師專業(yè)發(fā)展，為其提供豐富的非正式教育資源和發(fā)展機會，如開設(shè)工作坊、研討會、項目等。為了傳播非正式STEM教育的相關(guān)知識、為教師提供專業(yè)發(fā)展經(jīng)驗，國家自然歷史博物館為華盛頓特區(qū)、馬里蘭州和弗吉尼亞州初中和高中教師開展研討會，如海洋生物多樣性研討會等。中學教師與國家自然歷史博物館及史密森尼環(huán)境研究中心的科學家和教育工作者一起進行為期數(shù)天的研討，探索不同的技術(shù)，了解科學教育方法，學習和交流如何將知識應用到課堂教學之中。[25]舊金山探索博物館的教師專業(yè)發(fā)展資源豐富，如為中學科學教師開設(shè)的暑期學院、為數(shù)學和科學教師提供動手實踐機會和探究體驗的教師協(xié)會、面向K-5教育工作者和領(lǐng)導者的探究研究所、K-12科學領(lǐng)袖網(wǎng)絡(luò)研討會等，旨在全方位地促進教師的專業(yè)成長和非正式STEM教育的普及。

（四）吸引家庭參與STEM教育

美國博物館通過設(shè)計互動性和趣味性強的展覽和項目，吸引家庭參與。這些展覽和項目往往結(jié)合了視覺、聽覺和觸覺等多種感官體驗，促進家庭成員積極參與其中。一些博物館設(shè)有專門的兒童區(qū)域，提供與STEM知識相結(jié)合的互動展覽和實驗，讓孩子能夠在玩耍中學習STEM知識。同時，博物館還會舉辦家庭日、親子活動等，鼓勵家庭成員一起參與STEM相關(guān)的游戲和挑戰(zhàn)。美國博物館注重提供家庭學習資源，包括在線教育資源、教育視頻和家庭科學套件等。這些資源幫助家庭成員在家中繼續(xù)探索和學習STEM領(lǐng)域。家庭成員可以一起觀看視頻，參與在線互動游戲和模擬實驗，或者使用科學套件進行簡單的實驗和項目。這些資源不僅提供了學習的機會，還促進了家庭成員之間的互動與合作。

為使家庭以互動、有趣和富有創(chuàng)造性的方式共同學習自然、科學和文化，國家自然歷史博物館特別推出“NMNH游戲日”家庭項目，該項目為家庭提供免費信息和幫助，協(xié)助他們與博物館教育工作者一起進行特別設(shè)計的家庭游戲。在游戲中，家庭成員一起實踐科學技能，通過探索各種主題的實踐協(xié)作進行觀察、交流并提出問題。這些活動不僅專門為年幼學習者及其家庭而設(shè)計，而且覆蓋所有年齡段學習者。以“NMNH游戲日”的展覽“熄燈”（Lights Out）為例，學生和家庭成員在專業(yè)人員的引導下，一起探索地球上的生命如何受到光污染的影響，了解減少光污染的方法。[26]

（五）“推優(yōu)扶弱”，促進STEM教育公平

為了吸引優(yōu)秀學習者和支持弱勢群體學生參與STEM學習，美國的一些博物館設(shè)立了獎學金作為激勵措施。這些獎學金旨在減輕學生的經(jīng)濟負擔，支持他們在STEM領(lǐng)域取得卓越成就。為了申請獎學金，優(yōu)秀學習者需要展示在STEM領(lǐng)域的出色表現(xiàn)，如科學競賽獲獎、創(chuàng)新項目、優(yōu)秀學術(shù)成績等。通過為這些優(yōu)秀學生提供資金支持，激發(fā)他們的進一步探索和學習，培養(yǎng)未來的科學家、工程師和技術(shù)領(lǐng)導者。除了優(yōu)秀學習者，博物館還特別關(guān)注弱勢群體學生，努力消除他們在STEM學習中的障礙。為此，博物館設(shè)立基于經(jīng)濟需求、種族、性別或其他社會因素的獎學金，支持那些具有潛力和熱情，但由于經(jīng)濟困難或其他不利條件而無法充分參與STEM學習的學生。

西雅圖飛行博物館通過捐贈者的投資，每年為博物館教育項目的高中生參與者、博物館教育項目的校友和雷斯貝克航空高中的學生提供獎學金。這些獎學金旨在資助那些計劃就讀與航空航天領(lǐng)域相關(guān)學院、大學或職業(yè)學校的學生，特別是那些有志于成為專業(yè)飛行員（如商業(yè)、貨運、企業(yè)、作物、救援等）或從事要求具備私人飛行員執(zhí)照職業(yè)的學生。[27]此外，西雅圖飛行博物館的阿米莉亞航空俱樂部專為女中學生量身定制，旨在激勵其成為STEM專業(yè)人才。俱樂部舉辦個人成長體驗活動，為會員提供批判性思考、冒險、創(chuàng)新、解決問題的機會，并向航空業(yè)女性的歷史致敬。阿米莉亞航空俱樂部讓學生接觸高要求的職業(yè)，培養(yǎng)她們的信心和韌性，讓她們認識到STEM領(lǐng)域未來是一個可行且值得追求的選擇。[28]

三、啟示

非正式學習環(huán)境在推動STEM教育方面具備巨大潛力，能為STEM教育提供充實、個性化的空間、資源、科技和情境支持，有助于突破學科界限，以真實問題為導向，創(chuàng)設(shè)真實問題情境，并促使學生將反思貫穿于問題解決全過程。因此，充分利用非正式學習環(huán)境開展學習活動，有助于提升STEM教育的成效。美國博物館在支持非正式學習環(huán)境推進STEM教育方面的經(jīng)驗可為我國提供參考。

（一）給予政策與資金支持，擴大非正式學習環(huán)境的STEM學習機會

博物館被視為非營利機構(gòu)，其核心使命是為公眾提供多元化的服務，涵蓋教育、研究、美學和娛樂等領(lǐng)域。美國博物館的資金來源廣泛，包括政府、私人及基金會資助，同時也通過門票銷售、捐贈和會員費等途徑籌集資金，以維持其運作和發(fā)展。盡管部分博物館可通過商業(yè)活動或特展獲得額外收入，但這些收入仍主要用于推動博物館的使命和運營，而非實現(xiàn)盈利。我國博物館的資金來源多樣，政府財政支持占據(jù)主導地位。為了擴大STEM學習機會，政府應制定相應政策，強調(diào)非正式學習環(huán)境在STEM教育中的地位和作用，設(shè)立專項資金，支持非正式學習環(huán)境下的STEM教育項目，如社區(qū)科學活動、博物館展覽和科技競賽等。例如，美國舊金山探索博物館將加州公立學校教師列為免費參展人群，以提高教師參與度；西雅圖飛行博物館則通過設(shè)立獎學金吸引學生參與。因此，博物館在打造有趣且豐富的線上線下一體化STEM課程活動的同時，還需加大資源投入，增加學習機會，讓更多的學生、教師和家長了解并學習相關(guān)科學知識，提升全民科學素養(yǎng)，營造良好的社會學習氛圍，進而推動學習型社會的構(gòu)建。

（二）促進資源整合與共享，在非正式學習環(huán)境和學校之間建立密切聯(lián)系

非正式學習環(huán)境不僅充實了課程內(nèi)容、強化了關(guān)鍵概念，還通過聯(lián)結(jié)現(xiàn)實世界、為科學數(shù)據(jù)的獲取，以及儀器和實驗室的接觸提供了寶貴資源。為了提升義務教育階段STEM教育的質(zhì)量和數(shù)量，可積極構(gòu)建并維持地區(qū)、學校與非正式環(huán)境之間的緊密聯(lián)系，并深入研究和評估這些聯(lián)系的實際效果。學校應與非正式學習環(huán)境，如博物館、場館等攜手合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，開展主題明確的教育活動。這要求雙方積極交流、有效銜接，共同制定學習主題、學習目標和學習任務等。

此外，非正式學習環(huán)境可為STEM教師提供富有科學內(nèi)涵且具有社會支持性的專業(yè)社區(qū)，同時提供直觀示范，使STEM課堂活動對學生更具吸引力和互動性。因此，可進一步發(fā)揮非正式STEM教育環(huán)境在教師職前和職內(nèi)的專業(yè)支持作用，如向在職教師推薦教育活動項目、教學材料、教學實驗，激發(fā)教師教學靈感等。同時，鼓勵不同行業(yè)的教育工作者開展跨學科合作，共同研發(fā)適用于非正式學習環(huán)境的STEM教育項目和課程。

（三）提升從業(yè)者素質(zhì)，充分發(fā)揮場館內(nèi)科學工作者在STEM教育中的作用

非正式教育環(huán)境中的科學工作者也承擔著一定的教育職能。加強對非正式學習環(huán)境內(nèi)STEM教育相關(guān)工作者的培訓，提高他們的專業(yè)素養(yǎng)和教育教學能力，能夠更好地發(fā)揮非正式學習環(huán)境支持STEM教育的功能。場館內(nèi)的科學教育工作者不僅能夠向廣泛、多樣化的學生傳授科學知識，還能夠培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神，吸引學生參與到科學探究的過程中去。從支持STEM教育的角度出發(fā)，對非正式學習環(huán)境中的科學工作者給予認可和肯定，能夠促使他們不斷增強專業(yè)學習，豐富專業(yè)發(fā)展方向，提高場館的學習服務質(zhì)量。NSTA也曾建議，為非正式學習環(huán)境中的科學工作者提供更多的認可和支持，以便他們通過擴大自己的專業(yè)學習機會來不斷改善專業(yè)實踐，包括（但不限于）與學校和教師合作，以促進學生參與和追求科學。[29]對場館內(nèi)科學工作者進行教育學基本知識、教育心理學知識等方面的培訓，使他們能根據(jù)學生身心發(fā)展規(guī)律進行科學內(nèi)容的傳授，可更充分地發(fā)揮其在STEM教育中的作用。

（四）創(chuàng)新教育模式與方法，重視學生非正式STEM學習的反饋

創(chuàng)新教育模式與方法，并重視對學生非正式STEM學習反饋的有效利用，是提升STEM教育質(zhì)量的關(guān)鍵。在非正式學習環(huán)境中通過實際的項目，讓學生在解決真實世界問題的過程中學習和應用STEM知識，強調(diào)學生的主動性和合作性，有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。鼓勵學生通過觀察、實驗、推理和交流等探究活動，自主發(fā)現(xiàn)和理解STEM概念和原理，培養(yǎng)學生的科學探究能力和批判性思維。通過融入游戲的設(shè)計元素和機制，可有效激發(fā)學生的學習興趣和動力，有助于他們在輕松愉快的氛圍中學習STEM知識，進而提高其參與度和學習效果。為了更有效地利用學生非正式STEM學習的反饋，需要建立一個安全、積極的反饋機制，鼓勵學生自由地表達自己的觀點、疑問和困難。為了及時響應學生的反饋，教師需要及時給予回應，解答他們的疑惑和問題，并根據(jù)學生的需求靈活調(diào)整教學策略。有效利用學生反饋，可資助教師不斷優(yōu)化非正式學習環(huán)境中的STEM教學，深入了解學生的學習需求、興趣點和困難所在，從而針對性地調(diào)整教學內(nèi)容和方法，提高教學的針對性和有效性。為了獲取學生在非正式學習環(huán)境中全方位的STEM學習數(shù)據(jù)，需要深入研究并開發(fā)有效的學生評價測量技術(shù)，并提供個性化的分析方案。為了最大程度地發(fā)揮學生反饋的作用，反饋機制應具備嵌入式、智能化和及時反饋的特點。通過分析學生的學習數(shù)據(jù)，教師可以設(shè)計出更具吸引力的活動，從而提高學生參與度，進一步提升STEM教學成效，充分發(fā)揮非正式學習環(huán)境的獨特優(yōu)勢。

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STEM Education in Informal Learning Environments：

A Case Study of American Museum Learning Services

YANG Juan1 OUYANG Yuan2■

（1. Higher Education Research Institute， China Agricultural University， Beijing 100091， China;

2. College of Education， Capital Normal University， Beijing 100089， China）

Abstract： Informal learning environments provide unique opportunities and resources for STEM education. As a typical representative of informal learning environments， American museums， with the mission of knowledge sharing， provide targeted STEM education resources for students of all ages by organizing a variety of educational activities. The study focuses on the practical explorations of the National Museum of Natural History， the San Francisco Exploratorium， and the Museum of Flight in Seattle in the field of STEM education. It summarizes the successful experiences of American museums in providing STEM learning resources， effectively connecting with school STEM education， supporting the professional development of STEM teachers， attracting family participation in STEM education， and promoting fairness in STEM education. These experiences provide good references for the development of STEM education in informal learning environments and enriching STEM education resources in China.

Keywords： Informal learning environment; STEM education; Museum; Learning services

編輯 呂伊雯 校對 王亭亭