英國科學(xué)周活動包的特色與啟示

作為英國科學(xué)周（British Science Week）期間的活動指南，英國科學(xué)協(xié)會（British Science Association）精心設(shè)計的英國科學(xué)周活動包，不僅為學(xué)生提供了互動性強、教育意義豐富的實踐活動，也為教師、STEM專業(yè)人士、科學(xué)傳播者等群體參與STEM事件和活動提供了有力的資源支持。我們對英國科學(xué)周活動包中的2024年小學(xué)活動包（下文簡稱“活動包”）進行了分析，以期為我國科學(xué)教育工作者提供有益參考。

一、活動包的活動選擇與版塊設(shè)置

為紀念英國科學(xué)周創(chuàng)辦30周年，英國科學(xué)協(xié)會將今年的主題設(shè)定為“時間”（Time），旨在鼓勵人們從“時間”的視角關(guān)注各類科學(xué)發(fā)現(xiàn)，如動植物的生命周期、人類的進化歷程、技術(shù)的發(fā)展演變等?；顒影?2頁內(nèi)容，[1]其封面借助圖樣和符號，巧妙地將抽象的時間概念與具象的事物相結(jié)合，把“自然元素”融入了“時鐘圖樣”之中，直觀且生動地反映了今年的主題信息。活動包的前一部分內(nèi)容主要針對的是科學(xué)周的籌備階段，包括了如何向他人介紹科學(xué)周主題、如何獲得志愿者的協(xié)助以及如何在家中開展活動等多方面的規(guī)劃建議?；顒影暮诵膬?nèi)容是圍繞“時間”主題，共設(shè)計了16個STEM活動（見表1）。

這些活動所占據(jù)的篇幅（下文簡稱為“活動頁”）均在1～2頁，并且每個活動頁都配有體現(xiàn)活動內(nèi)容的形象插圖，為活動增添了趣味性和吸引力。盡管活動內(nèi)容各異，但在活動信息呈現(xiàn)的排版方面，各活動頁存在一致性，大致可分為九個版塊（見表2）。

從整體上熟悉活動包的活動選擇和版塊設(shè)置后，我們選取活動包中的“主動適應(yīng)”活動（如圖1）作為案例進行介紹，以便更深入地認識活動的設(shè)計思路和開展過程?！爸鲃舆m應(yīng)”活動采用了模型制作、游戲模擬的活動形式，旨在讓學(xué)生理解“自然選擇”的相關(guān)知識，并培養(yǎng)他們的觀察力和創(chuàng)造力。在了解活動的主要內(nèi)容、相關(guān)的背景知識以及活動預(yù)計時間后，學(xué)生在模型制作階段可以依照活動步驟進行創(chuàng)意構(gòu)思，使用黏土、樹枝、苔蘚等材料制作飛蛾模型，或是借助活動頁提供的模板進行設(shè)計。在之后的游戲模擬階段，學(xué)生需要在戶外選擇4個不同顏色背景的區(qū)域（綠草地、灰墻壁等），并將制作好的飛蛾模型放置在其中一個區(qū)域。教師所扮演的“捕食者”會挑選區(qū)域，尋找并捕捉區(qū)域中的“飛蛾”。在限定時間內(nèi)成功躲避捕食者的“飛蛾”可以繼續(xù)游戲，反之被淘汰。當(dāng)超過半數(shù)的“飛蛾”被淘汰時，學(xué)生需要觀察和討論幸存“飛蛾”的外部特征，并根據(jù)這些特征制作新的飛蛾模型，以提高“飛蛾”在游戲中的生存率。自然界中，飛蛾的生存機會與它們在環(huán)境中的偽裝緊密相關(guān)，這與自然選擇的概念相呼應(yīng)。因此，學(xué)生在活動中實際上模擬了飛蛾種群在自然選擇機制下隨時間進化的過程。通過直觀的操作體驗與真實的互動交流，學(xué)生不僅鍛煉了觀察、創(chuàng)造、制作等多方面能力，也更加深刻地理解自然選擇這一生物學(xué)現(xiàn)象以及自然選擇如何使物種的某些特征得以保留和延續(xù)。在活動結(jié)束后，學(xué)生既可以利用“活動延伸”版塊來進一步探索其他動物的環(huán)境適應(yīng)過程，也可以依照“家庭實踐”版塊的建議，運用觀察技巧來尋找周圍的蝴蝶和飛蛾。此外，在“職業(yè)選擇”版塊，學(xué)生還可以了解到與該活動相關(guān)的職業(yè)選擇，如生態(tài)學(xué)家、昆蟲學(xué)家等。

二、活動包的特色

1.設(shè)計基于日常生活的多領(lǐng)域活動，促進學(xué)生對主題的深入理解

活動包中，各活動的設(shè)計靈感多源自日常生活中的事件和現(xiàn)象，例如，與食品制作有關(guān)的“準備好果凍”、關(guān)注霉菌危害的“溝通保護”、受英國塑料垃圾調(diào)查行動啟發(fā)的“塑料大調(diào)查：是時候改變了”等。而從活動的分布上看，這些活動涵蓋了科學(xué)、技術(shù)、工程等多個領(lǐng)域。更確切地說，看似碎片化的活動包實則是以主題為核心，聯(lián)系日常生活，構(gòu)建于諸多領(lǐng)域之上的活動合集。這些活動反映了設(shè)計者對“時間”的發(fā)散性思考，即設(shè)計者在主題的引領(lǐng)下，思考并拓展出眾多值得深入研究的子主題，從而表現(xiàn)出活動集合的創(chuàng)新性與多樣性。當(dāng)我們將視角從活動的設(shè)計過程轉(zhuǎn)向?qū)W生的學(xué)習(xí)過程時，主題便顯現(xiàn)出其跨學(xué)科學(xué)習(xí)的獨特價值。通過參與這些STEM活動，學(xué)生能探索主題在不同領(lǐng)域的表現(xiàn)形式，聯(lián)系和整合不同領(lǐng)域的知識，并運用跨學(xué)科知識和技能解決不同情境中的問題，從而更加全面和深刻地理解“時間”這一抽象概念的含義、特點及重要性。

2.重視科學(xué)探究與工程實踐，提升學(xué)生的跨學(xué)科知識與技能

英國科學(xué)課程標準（National curriculum in England： science programmes of study）指出，科學(xué)探究類型包括：隨時間推移進行觀察，尋求模式，比較和公平測試，識別、分類和分組，利用二手資料進行研究。[2]活動包遵循了英國科學(xué)教育的理念，關(guān)注科學(xué)思維和探究技能的培養(yǎng)，強調(diào)科學(xué)探究在學(xué)生知識構(gòu)建過程中的重要作用，采用了多種科學(xué)探究類型來設(shè)計活動。例如，“恐龍消失了”要求學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)資源、書籍資料來搜集和整理現(xiàn)有的科學(xué)證據(jù)，以支持他們關(guān)于恐龍滅絕的觀點；“制作鐘擺計時器”是讓學(xué)生通過改變物件的重量，以公平測試的方式探究鐘擺質(zhì)量與擺動頻率的關(guān)系；“冰核偵探”需要學(xué)生連續(xù)觀察、記錄溫度和天氣的變化情況，探尋天氣變化的規(guī)律。除此之外，活動包還以物件制作、圖畫繪制、程序設(shè)計等實踐形式為載體，為學(xué)生提供了整合多方面內(nèi)容的操作實踐?；诳茖W(xué)探究、工程實踐的活動方式，學(xué)生需要運用跨學(xué)科知識與技能來完成這些活動，而非僅僅依賴于單一學(xué)科知識，這也符合了STEM教育的理念。

3.便捷獲取材料與適齡學(xué)習(xí)方式相結(jié)合，提高學(xué)生的活動參與度和完成度

觀察“材料清單”版塊我們可以發(fā)現(xiàn)，活動包中各活動所需的材料和工具多是易于獲得、便于使用且安全可靠的。并且，部分活動還提供了相應(yīng)的附頁輔助材料，這不僅提高了學(xué)生活動參與的積極性，還大大減輕了他們在資源缺乏問題上的困擾。為了更有效地促進學(xué)生參與和學(xué)習(xí)，活動包在選取合適材料和工具的同時，也關(guān)注活動方式與學(xué)習(xí)對象認知發(fā)展階段之間的匹配問題。具體而言，活動包主要服務(wù)于年齡在5～11歲的學(xué)生，他們正處在抽象邏輯思維發(fā)展的初級階段，很大程度上仍需要借助具體形象來理解現(xiàn)象和概念。英國科學(xué)協(xié)會考慮到了該年齡段學(xué)生的認知水平和思維特點，力求以直觀的操作、清晰的流程以及易于觀察的現(xiàn)象貫穿活動始終，進而設(shè)計了合適的活動方式。以“蛻變混亂”為例，該活動運用了角色扮演的活動方式，這種策略能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與溝通能力，并幫助他們更好地理解科學(xué)概念。[3]在角色扮演的過程中，學(xué)生通過模仿青蛙從卵到成蛙各個生長階段的典型行為，“體驗”青蛙的蛻變過程。這種沉浸式的學(xué)習(xí)方式使得學(xué)生能夠直觀而深刻地理解青蛙的生命周期，也讓他們在角色互動的過程中獲得了樂趣，這進一步激發(fā)了他們的參與熱情，提高了活動的完成度。

4.聯(lián)結(jié)STEM技能與職業(yè)信息，支持學(xué)生的早期職業(yè)探索

英國科學(xué)協(xié)會重視學(xué)生STEM技能的發(fā)展，在“技能解鎖”版塊列出了各項活動所要培養(yǎng)的STEM技能，包括觀察力、創(chuàng)造力、適應(yīng)能力等。這些技能是具有廣泛適用性的遷移性技能，其來源是NUSTEM研究團隊針對STEM領(lǐng)域杰出人物總結(jié)的16個關(guān)鍵特質(zhì)。[4]明確活動所能培養(yǎng)的STEM技能，一方面有助于學(xué)生將自身的特點與潛在職業(yè)的特征相匹配，這是形成職業(yè)興趣的重要環(huán)節(jié)；另一方面便于學(xué)生在活動結(jié)束后對自己的表現(xiàn)進行針對性的總結(jié)和反思，實現(xiàn)自我能力的提升、自我概念的完善，為未來的職業(yè)規(guī)劃和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。英國科學(xué)協(xié)會希望在培養(yǎng)學(xué)生STEM技能的同時，能夠讓他們了解STEM領(lǐng)域豐富的職業(yè)選擇，并喚起他們對STEM職業(yè)的熱情。為此，英國科學(xué)協(xié)會于2020年發(fā)起了名為“粉碎刻板印象”（Smashing Stereotypes）的活動。[5]該活動圍繞“打破公眾對科學(xué)家的刻板印象”，收集了一系列STEM專業(yè)人士的故事，并從學(xué)習(xí)生涯、職業(yè)道路、研究領(lǐng)域等方面分享了他們的事跡，向大眾展現(xiàn)了STEM職業(yè)的多樣性、廣泛性、包容性。2021年，英國科學(xué)協(xié)會將職業(yè)信息納入活動設(shè)計中，在活動頁里增添了“職業(yè)選擇”版塊，導(dǎo)入了與活動內(nèi)容密切相關(guān)的STEM職業(yè)及其工作內(nèi)容。

5.以親子互動引領(lǐng)家庭科學(xué)活動，多途徑深化學(xué)生的活動體驗

英國科學(xué)協(xié)會鼓勵家長充分利用家庭資源，發(fā)揮家庭教育的積極作用，以親子互動引領(lǐng)家庭科學(xué)活動。這主要體現(xiàn)在以下三個方面：第一，家長在家中營造一個適合探索和發(fā)現(xiàn)的安全環(huán)境，以激發(fā)學(xué)生的興趣與好奇心；第二，家長思考自身職業(yè)與STEM學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)，并與學(xué)生討論STEM在職業(yè)領(lǐng)域的具體表現(xiàn)；第三，家長扮演“探究促進者”的角色，通過協(xié)助孩子收集實驗材料、開展科學(xué)實驗等方式支持他們的探究、滿足他們的探究欲。由外在行為到內(nèi)在動機的轉(zhuǎn)換，既需要積極的活動體驗，也需要持續(xù)性的探究與實踐以深化這種體驗。除了“家庭實踐”版塊，英國科學(xué)協(xié)會還通過其他途徑為學(xué)生提供了深入學(xué)習(xí)的資源：一是基于活動內(nèi)容，在活動頁中設(shè)置“活動延伸”版塊，通過提出活動拓展的建議，為學(xué)生下一步的活動指明方向；二是讓學(xué)生參加CREST挑戰(zhàn)（一項激勵青少年像科學(xué)家和工程師一樣思考和行動的計劃），運用在活動包中掌握的知識與技能來完成一系列新的挑戰(zhàn)活動；[6]三是舉辦海報比賽，讓學(xué)生發(fā)揮想象力，結(jié)合活動內(nèi)容“制作”一幅海報，之所以說是制作，是因為學(xué)生可以使用細線、膠水、黏土等材料，而不局限于傳統(tǒng)的繪畫方式。

三、啟示

1.圍繞跨學(xué)科主題組織活動，注重活動形式的多樣選擇

圍繞特定的科學(xué)主題組織活動是英國科學(xué)周鮮明的特點。近年來，英國科學(xué)周越來越關(guān)注具有跨學(xué)科性質(zhì)的主題，如時間、聯(lián)系、多樣性、變化等。這些主題與教學(xué)領(lǐng)域所強調(diào)的跨學(xué)科概念相吻合，對學(xué)生而言，理解這些概念可以幫助他們將不同學(xué)科的知識聯(lián)系在一起，建立更加全面和系統(tǒng)的知識體系，從而更好地分析和評估各種信息，了解復(fù)雜問題的全貌?？茖W(xué)課程標準指出，學(xué)生需要通過學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)，理解包括穩(wěn)定與變化在內(nèi)的跨學(xué)科概念。活動包聚焦于具體的活動體驗，目的是讓學(xué)生基于豐富的活動體驗來理解跨學(xué)科概念。兩者雖各有側(cè)重，但出發(fā)點和目標是一致的，即基于學(xué)生參與，強調(diào)從多元化的視角來理解和掌握跨學(xué)科概念。

因此，在教學(xué)中，我們可以圍繞跨學(xué)科概念組織系列活動，開展非正式科學(xué)教育，以發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科知識與技能，促進他們的深層次理解。當(dāng)然，如果采取這種方法，我們就必須立足于探究實踐，從整體上關(guān)注活動形式的多樣性，避免單一活動形式可能帶來的學(xué)習(xí)倦怠。同時，我們也要結(jié)合活動目標，考慮到不同年齡段的學(xué)生特點，選擇適宜的活動方式以提高各活動的趣味性和有效性。

2.開發(fā)低成本的活動資源，關(guān)注活動材料的可獲取性

活動包所服務(wù)的對象主要是全國范圍內(nèi)的兒童和青少年，這就決定了活動包應(yīng)降低活動參與的門檻，最大限度地符合不同文化背景和經(jīng)濟條件學(xué)生的實際需求，確保各地區(qū)學(xué)生都能參與和受益于高質(zhì)量的STEM活動。這一點反映在活動包低成本的整體開發(fā)策略上：學(xué)生需要通過接觸、實驗、加工、測試等操作方式探索材料的性質(zhì)和特點，[7]并根據(jù)既定目標和限制條件，在比較權(quán)衡中選擇合適的材料以應(yīng)對特定的問題。缺乏相應(yīng)的活動材料不僅阻礙了STEM活動的開展，也大幅降低了活動成效。因此，在不提供活動材料的情況下，活動包在設(shè)計STEM活動時，也特別關(guān)注了活動材料的可獲取性，這在各活動的“材料清單”版塊及附頁輔助材料上得到了體現(xiàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和資源循環(huán)利用的觀念，活動包還建議學(xué)生優(yōu)先考慮從廢品店、二手市場等渠道收集材料。

這啟發(fā)我們應(yīng)當(dāng)開發(fā)低成本、材料易于獲取的活動資源。這種做法既能夠提高學(xué)生的活動參與度和完成度，同時也有助于克服教師因資金有限導(dǎo)致的活動材料匱乏的問題。此外，材料的易于獲取有助于保持活動的持續(xù)性，讓對課堂STEM活動感興趣的學(xué)生有機會在校外進行更深入的探索和研究。[8]

3.基于科學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，聯(lián)結(jié)多樣的STEM職業(yè)信息

學(xué)生在日常生活中觀察、記錄和思考，并把對世界的看法帶入課堂之中。不同學(xué)生在差異化的生活背景下成長，他們接觸STEM職業(yè)的機會、所形成的STEM職業(yè)認識也各不相同。而對職業(yè)的多樣性和性質(zhì)缺乏相關(guān)的認識，往往會削弱學(xué)生未來追求此類職業(yè)的興趣。[9][10]換句話說，如果學(xué)生不清楚某個職業(yè)的存在及其所能提供的可能性，他們就難以對某個職業(yè)或某個領(lǐng)域產(chǎn)生興趣。通過“基于活動內(nèi)容，融入職業(yè)信息”的方式，活動包不僅前瞻性地響應(yīng)了社會對STEM領(lǐng)域人才的需求，而且豐富了學(xué)生對STEM職業(yè)多樣性的認識，拓展了他們的職業(yè)視野。

作為一門綜合性課程，科學(xué)課程在課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式上展現(xiàn)出了運用該方式的獨特優(yōu)勢，為聯(lián)結(jié)多樣的科學(xué)職業(yè)提供了重要且豐富的素材。同時，科學(xué)課程倡導(dǎo)以探究實踐為主的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中模仿科學(xué)家的表達方式，像科學(xué)家一樣思考和行動，在職業(yè)內(nèi)容的體驗過程中形成真實的自我效能感。如果教師能夠基于課程內(nèi)容融入相關(guān)職業(yè)的信息內(nèi)容，關(guān)注學(xué)生的活動體驗，拉近他們與科學(xué)家之間的距離，那么他們就有機會在科學(xué)課程中建立、完善或改變對有關(guān)職業(yè)的認識。

4.為家長提供指導(dǎo)和資源，強化家庭科學(xué)教育實踐

家庭環(huán)境以其自然的生活氛圍和真實的日常情境，為學(xué)生提供豐富且珍貴的學(xué)習(xí)契機和資源，這是在正式的科學(xué)課堂上難以直接實現(xiàn)的。若要為學(xué)生提供更全面的科學(xué)教育，教師就必須重視他們在家庭環(huán)境中的學(xué)習(xí)活動，而在此過程中，家長發(fā)揮著重要的作用。[11]一方面，家長在獲取關(guān)于學(xué)生行為習(xí)慣、興趣愛好與動機水平等方面的信息具有獨特的優(yōu)勢，他們可以在家庭科學(xué)教育活動中為學(xué)生提供更為精準和個性化的幫助。另一方面，家長的積極參與和支持有助于學(xué)生將對科學(xué)的初步興趣轉(zhuǎn)化為持久的探索動力。因此，如何指導(dǎo)并協(xié)助家長開展家庭科學(xué)活動，確保家庭科學(xué)教育的有效實施，是值得我們關(guān)注的問題。如果教師能提供適宜的活動以及相應(yīng)的輔助材料，那么家長即使沒有相關(guān)的科學(xué)知識或科學(xué)教育背景，也能夠為學(xué)生創(chuàng)造積極的活動體驗。[12]

[項目：國家教材建設(shè)重點研究基地2023年度教育部規(guī)劃項目“美英日澳四國中小學(xué)技術(shù)與工程教材實踐項目體系與呈現(xiàn)方式研究”，編號：2023GH-YB-JJ-Y-03]

（作者：呂天錦，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院碩士研究生；何善亮，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教授）

參考文獻

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