1、内容提要 研学基地提出的背景 作为研学基地的科技馆面临的挑战 中国基础教育改革的着力点 学校科学教育改革的着力点 科技馆课程设计的理念及技术学校教育的优势 系统 学术性强学校教育的问题 意义性、趣味性不强 知识与经验、概念与情境分离,致使“双基”未必扎实 缺乏在真实情境中运用知识解决问题的机会一、研学基地提出的背景-学校教育存在的问题儿童把握世界的三种方式学校教育面临的挑战挑战 解决问题的的能力该如何培养？与能力形成息息相关的在真实情境中解决复杂问题的学习机会如何安排？概念形成所需要的经验从何处获得？关于推进中小学生研学旅行的意见 中小学生研学旅行是由教育部门和学校有计划地组织安排，通过集体旅
2、行，集中食宿方式开展的研究性学习和旅行体验相结合的校外教育活动，是学校教育和校外教育衔接的创新形式，是教育教学的重要内容，是综合实践育人的有效途径。(2016年教育部等11个部委）第一批国家研学实践教育基地名单 中国人民革命军事博物馆 中国消防博物馆 中国地质博物馆 中国水利博物馆全国农业展览馆 中国国家博物馆 中国北极阁气象博物馆 国家海洋博物馆 中国科学技术馆 吉林省自然博物馆 天长市中小学现代农业研学基地 西溪湿地国家公园 浙江省的研学实践教育基地 5、课程设置-开设适合中小学生研学实践的课程研学实践课程恐怕是研学实践教育基地的“软肋”，展教工作人员不知道什么是课程，不会设计课程，也不知
3、道该如何实施及评价课程。慕尼黑体验式学习中心今年的探究主题泡泡它有两层展区：一楼：感性体验二楼：教室和活动提升 在二楼孩子们，孩子们通过课程和实验，了解泡泡结构在建筑中的应用。在一楼孩子们参与各种与肥皂泡相关的体验游戏；二、作为研学实践基地的科技馆面临的挑战 过去：定位学校教育的重要补充，换言之，科普取向的科技馆无需考虑与学校教育的对接 现在：定位学校教育的有机组成部分，换言之，需要考虑与学校教育的对接，成为学生科学素养形成不可或缺的重要因素。三、中国基础教育改革的着力点 核心素养 学科核心素养 学业质量评价标准中国核心素养的内涵 学科核心素养是核心素养在特定学科（或学科核心素养是核心素养在特
4、定学科（或学习领域）的具体化，是学生学习一门学学习领域）的具体化，是学生学习一门学科（或特定学习领域）之后所形成的、具科（或特定学习领域）之后所形成的、具有学科特点的关键成就，是学科育人价值有学科特点的关键成就，是学科育人价值的集中体现的集中体现 如：哲学如：哲学(核心核心)素养、历史素养、历史(核心）素养、核心）素养、数学数学(核心核心)素养、科学素养、科学(核心核心)素养素养学科核心素养学业质量标准学业质量标准 学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备的学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备的核心素养以及应达到的具体水平的明确界定。核心素养以及应达到的具体水平的明确界定。
5、学业质量标准的结构包括两个部分：学业质量标准的结构包括两个部分：一是确定本学科具有哪些核心素养，并对其内涵进行界定；一是确定本学科具有哪些核心素养，并对其内涵进行界定；二是对每个核心素养不同的表现水平进行界定。二是对每个核心素养不同的表现水平进行界定。每个学科核心素养的主要表现每个学科核心素养的主要表现主要表现：主要表现：能够搜集与历史有关的各类材料，并对史料进行辨析，判断史料的价值；掌握研习史料的方法，能够从史料中提取有效信息；形成历史的实证意识，在论述历史时能够将有价值的史料作为证据。（2019年启动了义务教育阶段的课程标准研制）案例：我国历史学科核心素养案例：我国历史学科核心素养“史料实
6、证史料实证”的主要表现的主要表现四、学校科学教育改革的着力点（一）学校科学教育改革的历史脉络 事实性、实用性的科学知识 概念性的科学知识，科学方法的知识 科学素养（科学知识、科学方法、科学精神、科学兴趣）科技素养（STEM素养、工程技术素养）民国小学自然课本第二册目录 萤火虫会发光 蜻蜓捉小虫吃 雄蟋蟀会斗 大冬瓜 大南瓜 好吃的水果 稻有什么用 种小麦 麻雀要吃麦和米 种蚕豆 虾可以做菜吃 蟹可以做菜吃 菊花开了 雁来了 羊喜欢吃草 棉布哪儿来的 做衣服的器具 造屋的材料 造路的材料 商店物理、应用化学、家庭物理、生物理、生化学、运用生物学、生理学、卫生学等(强调科学的技术应用）对科学方法的
7、认知知识的本质取决于知识产生的方法，科学方法是科学的本质特征。（局限于书斋）20世纪60年代科学课程改革的背景 1957年前苏联人造地球卫星上天对美国的刺激（不能因照顾中才，而牺牲尖子）布鲁纳的结构课程论思想“一门学科的课程应该决定于对能达到的给那门学科以结构的根本原理的最基本的理解”（内容结构、句法结构）正像一个警探调查一件罪案那样，为了揭露大自然的秘密，你也必须仔细观察周围的世界。探索大自然的第一步和最重要的一步是观察。图二图三：培养有科学素养的公民的背景 1983年国家在危机中-教育改革势在必行（美国）科学教育的目的应当使全体学生都有充分的机会，最大限度地去了解科学，提高科学素养。忽略任
8、何人的科学教育，就是剥夺了他们的基础教育，就会使他们终生致残，国家就会失去优秀的工人和合格的公民，最终将导致国家难以承受的损失。科学技术双刃剑问题的凸显“技术已经产生了严重的有害后果”科学技术概念的提出在很大程度上也是缘于人类日益增长的征服自然的能力和欲望使人类居住的地球环境日益恶化所敲响的警钟。（科学素养的人文色彩明显加强）新的教育口号：“还教育的另一半”英国的STS课程美国国家科学教育标准（1996）科学的统一概念和过程作为探究过程的科学物质科学生命科学地球与空间科学科学与技术从个人和社会的角度所见的科学科学的历史与本质21世纪科学教育重心的转移372011-20132010-201119
9、90年代1990年代-2009NGSS 阶段 IINGSS 阶段 INGSS 的标准（2013年的标准）38 实践实践内容内容横向交横向交叉叉学科核心概念学科核心概念生命科学生命科学物理科学物理科学LS1:从分子到有机体：结构与过程LS2:生态系统：相互作用，能量和动力LS3:遗传：特质的遗传和变异LS4:生物进化：统一性和多样性PS1:物质及其相互作用PS2:运动和静止：力和相互作用PS3:能量PS4:波及其在信息传播技术中的应用地球与空间科学地球与空间科学工程与技术工程与技术ESS1:地球在宇宙中的位置ESS2:地球系统ESS3:地球和人类活动ETS1:工程设计ETS2:工程、技术、科学和
10、社会的联系横向（跨学科）概念40 模式 因果关系:机制和解释 比例尺，比例关系，和数量 系统和系统模型 能量和物质：流动，循环与守恒 结构和功能 稳定性和变化 1 1、提出、提出/界定界定(科学科学/工程工程)问题问题2 2、开发和使用模型、开发和使用模型3 3、计划和执行调查、计划和执行调查4 4、分析和解读数据、分析和解读数据5 5、使用数字和计算思维、使用数字和计算思维6 6、形成科学解释、形成科学解释/设计工程解决方案设计工程解决方案7 7、基于证据的论证、基于证据的论证8 8、获取、评估和交流信息、获取、评估和交流信息科学与工程实践科学与工程实践课程材料不能仅是呈现和评估科学概念 它
11、们需要让学习者有机会亲历运用科学实践来形成和运用科学概念的过程。核心概念实践横向概念Based on work by Tina Chuekell.stanford.edu数学科学英语语言艺术M1.理解问题并坚持解决问题。理解问题并坚持解决问题。M2.抽象地和量化地推理。抽象地和量化地推理。M6.注意精确。注意精确。M7.寻找和运用结构。寻找和运用结构。M8.在重复的推理中寻找并表达规律性。在重复的推理中寻找并表达规律性。S1:提出（科学）问题和界定（工程）问题提出（科学）问题和界定（工程）问题S3:计划和执行调查计划和执行调查 S4:分析和解释数据分析和解释数据 S6:形成（科学）解释和设计（
12、工程）解决形成（科学）解释和设计（工程）解决方案方案M4.用数学用数学 建立模型。S2:开发和使用模型开发和使用模型 S5:使用数学和计算思维使用数学和计算思维E1:表现出独立性。表现出独立性。E7:开始理解其它视角和文化。开始理解其它视角和文化。E6:策略性地和熟策略性地和熟练地运用技术和数字媒体。M5:策略性使用合策略性使用合适的工具。E2:建立牢固的内容知识。建立牢固的内容知识。E5:尊重证据。尊重证据。M3&E4:构建可行的论证，批评别人的推构建可行的论证，批评别人的推理。理。S7:投入有证据的论证投入有证据的论证 S8:获取，评获取，评 价和交流信息 E3:获取、综合和获取、综合和
13、清晰有效地报告结果，对任务和目标作出反应科学、数学和英语语言艺术中的实践的共同之处PISA2015科学素养评量架构2015科学素养评量情境（二）科学素养的界定 赫德（P.D.Hurd）_ “对科学的理解及其应用到社会的经验”克劳普福（L.E.Klopfer）“每个人所应具备的对科学的基本理解。”包括 了解重要的科学事实、概念、原则和理论；把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；具备从事科学探究的能力；理解科学本质的一般原理和关于科学技术与社会的相互作用；具有理智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。欧阳钟仁 了解并能正确地运用科学概念；探讨和解决问题时运用科学过程的技巧；明了科学的
14、本质及科学事业；明了科学、技术与社会的三这关系；具备发展与科学有关的的实用技术；把探究科学当成终身嗜好；要有严谨的科学态度和价值观科学素养的四个重要特性 整体性是科学观、科学智能和科学行为习惯的有机统一整体，缺一不可。基础性基础文明的一部分，正常生活和发展所必不可少的基本要素。普遍性适用于各种职业各种人群 稳定性一经形成，具有相对的稳定性和延续性。中国 科学兴趣 科学方法 科学知识 科学精神（有待商榷）（三）学科素养导向的科学课程与教学改革1、从重视科学探究到重视科学思维（工程思维）2、从重视科学知识到重视科学概念3、从重视书本知识的检测到重视能在真实情境中综合运用所学解决问题能力的考察（项目
15、学习）4、重视以师生互动为中心的教学样式（对比以教师为中心或以学生为中心的教学样式）安德森 案例：电子秤探秘 教学流程创设情境迁移应用组织探究引导创新电子秤测学生体重创意生活电子秤的结构解密顺次改变元件性质类似仪器结构解密各类创意新颖产品核心知识学习核心知识应用案例：电子秤探秘 小组竞赛：举例类似的自动感应、控制、调节开关。声传感器声控开关 光强传感器路灯自动开关 温度传感器电熨斗的温度控制、温度报警器 压强传感器根据车流量大小自动调节红绿灯时间 湿度传感器自动除湿装置 科学探究过程提出简单问题 作出相关研究计划与他人交流研究过程、观察结果和解释在构建解释中协调观察到的证据和科学知识组织收集到
16、的资料，并进行解释运用恰当的工具和技术收集资料探索流程 科学思考技能 精确描述自然现象的技能 发觉与描述自然现象因果问题的技能 觉察、产生和叙述另有假说和理论的技能 产生逻辑预测的技能 计划和实施控制实验测试假说的技能 收集、组织和分析实验数据与相关资料的技能 作出和运用合理结论的技能 案例：太平洋的银鲑鱼会洄游到他们的出生地产卵。问题：它们是怎么找到出生地的？什么是大概念 大概念是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念与此相对应，用于特定观察和实验的称为小概念。对比：蚯蚓能很好地适应在泥土中的生活生物体需要经过很长时期的进化形成在特定条件下的功能为什么要强调大概念科学知识成几何级数的增加，教
17、不完。大概念适应范围更广泛，解释力更强 “课程开发者应警惕不要让课程内容滑入内容琐碎的倾向，要与概念性的知识相联系”-布鲁纳科学概念（英国）宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。改变一个物体的的运动状态需要有净力作用于其上。当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。科学概念地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候。宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系银河系中很小的一部分。科学概念生物体是由细胞构成的。生物需要能量和营养物质，为此它们需要依赖其他生物或与其他生物竞争。生物体
18、的遗传信息会一代代地传递下去。生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。关于科学的概念科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。情境创设任务，提出素养要求；简化意味着剥离、结构化、学科化情境创设任务，提出素养要求；简化意味着剥离、结构化、学科化初步的知识系统结构化的知识系统整合的知识系统真实现实情境原始的探究方法原则性的探究方法适应性的探究方法朴素的情感和价值系统发展的情感和价值系统成熟的情感和价值系统极为简化的现实情境简化的现实情境以
19、师生互动为主的教学样式 卡普勒斯卡普勒斯（Roberlus karplus.1977)的 “学习环”探索探索、概念建立概念建立 和 概念运用概念运用 (1)探索探索 给学生提供一个从现象中创造意义的机会，使学生具有一些现象的最初经验，这些现象对于形成对概念的理解是非常必要的。（2）概念建立概念建立 教师帮助学生将科学概念与他们在概念探索阶段获得的经验相联系，讨论后给出概念的正式介绍。（3）概念运用概念运用 与已有经验相结合，解释、预测更多现象。五、科技馆研学课程设计的理念与技术 为核心素养、学科素养的养成服务（素养是个“复数”）为关键概念的深刻理解服务 为高阶思维能力的锻炼服务 为在真实情境中
20、解决问题的能力服务（体验式学习中心）学校教学校教育育社会教育社会教育家庭教育家庭教育。学 E。BMW（宝马）设计的儿童汽车课程 你理想中的汽车是什么样子的？它是大车还是小车？高高的还是扁扁的？它应是什么颜色的？深色还是浅色？它会使用什么样的动力呢？汽油？电能？水能？还是其它？你理想中的汽车需要具有什么功能呢？它可以带着我翻山越岭 它可以带着我飞速狂奔 它可以带着全家去旅游 它可以_ 你希望你的汽车可以：走在坑坑洼洼的石头路上也如履平地 在市中心方便地找到停车位 无论我逛街买了多少东西都塞的进去 其它：_ 你希望你的汽车有：几扇门？几个座位？还有什么是一辆车必不可少的？GPS?音乐播放器？雨刮？其它：_为你理想中的汽车画张图吧 在汽车工业里，没有什么是不可能的！你可以以电视上见过的汽车为蓝本，也可以放任自己天马行空的想象来创造自己梦想中的汽车。在课程开始之前为你理想中的汽车画一张图吧！在儿童农场探究农场上有哪些机器，可以进行什么工作，在木屑上体验犁地，并思考可以怎样改装农具让工作更简单.少年农科院的构想 农业设备研究所 农业生化研究所（化肥、农药、生长激素）育种研究所 水域生态研究所 稻田生态研究所回到爷爷奶奶小时候在体验了爷爷奶奶的洗衣房以后，在现代的洗衣机上寻找和传统洗衣工具类似的结构
