科普场馆教育活动如何促进儿童的科学推理能力--关于上海自然博物

科学教育与博物馆，2015，1（5）ScienceEducationAndMuseums科普场馆教育活动如何促进儿童的科学推理能力———关于上海自然博物馆“化石挖掘体验”活动的案例研究

吴江军孙梦莹余晴苏凡雅华东师范大学教育科学学院，E-mail：wu_jiang_jun@163.com

1󰀂科普场馆中教育活动设计与儿童学习

非正式环境下的科学学习，包括日常环境中的学习、经过设计的场境中的学习以及基于项目的学习[1]。博物馆围绕某一主题的展品展项，配以精心设计的活动，发挥其教育功能，是经过设计的场境学习的重要组成部分。国内学者已经发展了众多理论用来对场馆活动设计进行指导，伍新春等人[2]根据建构主义的观点，提出科普场馆的学习活动必须是观众积极主动的学习，在真实物理情境中学习，在社会互动中学习。李胜男[3]根据人本主义理论，提出在规划博物馆教育活动时要重视营造意义学习的环境，使得观众不仅可以亲自动手参与操作，而且还要用脑思考，从而真正地理解相关内容。同时他还认为“真实情境”、“团队协作”、“对话”、“成人与儿童互动”都是促进有意义的学习的关键因素。杜莹[4]从探究学习的角度谈到博物馆教育活动要让观众亲身体验、主动发现知识。这些不同的教育活动是否能成功得到理想的观众科学学习结果，有不少学者提出了评估理论和评估方法，从不同方面来评价活动对于观众学习科学的价值，并促进活动设计的改进。其中，科学推理是观众在非正式学习环境中的科学学习目标的重要组成部分[1]。Kuhn[5]认为科学推理是一种组合先前理论、证据的能力，Wilkening和Sodian[6]也认为科学推理是

整合、测试、修订先前的科学理论和假说的能力，同时科学推理也涉及一系列的认知和元认知[7]。对儿童而言，科学推理是一种将先前经验迁移的能力，儿童运用已有的生活经验对新的现象进行解释或者新的现象促进儿童对原有经验的重构。本文以上海自然博物馆“化石挖掘体验”活动为例，尝试发现儿童观众在参与活动中科学推理能力的变化规律，探索教育活动对观众学习的促进效应。

2󰀂研究的设计与实施2.1儿童科学推理的评价本研究借鉴了Borun对科学推理中意义建构的分类，从识别、描述和解释三个维度来研究活动对儿童科学推理能力的影响[8]。儿童从众多相关的事物中识别出所需要的内容，必须先在脑中搜索已有经验来帮助寻找，描述某种事物则能反映儿童原有的经验，而解释某种事物不仅是对事物表面现象的描述，更要整合先前经验推断现象形成的原因。通过比较这三个维度在活动前后的变化，可以了解儿童先前经验以及运用先前经验进行推理能力的变化。2.2活动设计概述“化石挖掘体验”活动位于上海自然博物馆探索中心，探索中心是馆内特设的教育活动区域，强调观众在动手参与的过程中进行科学的探究和发现，掌握科学方法，获得感性与理性的启发。探索中心设有儿童活动区、化石挖掘区、实验教室、主题教室、研究观察室等区域，以满足不同年龄阶段观众的体验性、

摘要博物馆是公众在非正式学习环境下参与科学学习的重要场所，其中科学推理是科学学习的重要部分。本文以上海自然博物馆“化石挖掘体验”活动为例，主要研究学习者以个体形式参与博物馆的教育活动之后，相应科学推理能力的变化情况。通过观察法、半结构式访谈法及自我报告法（绘图）研究发现，博物馆教育活动有助于提升学习者的科学推理能力。关键词非正式学习博物馆教育活动科学推理

doi:10.16703/j.cnki.31-2111/n.2015.05.003

325--科学教育与博物馆，2015，1（5）ScienceEducationAndMuseums探究性学习需要。其中，化石挖掘针对1～1.3m的儿童，通过模拟古生物学家挖掘化石，来增加儿童对化石的认识，提高儿童对化石的辨别能力，并对化石的发掘工作产生一定的了解。“化石挖掘体验”活动分为三个部分，共计30min。首先由科学辅导员介绍古生物化石知识，包括化石的定义、化石的种类、化石的形成过程、工具使用方法及注意事项等。接着是活动的主要部分，儿童被分在三个不同的挖掘层进行模拟化石挖掘（图1）。最后科学辅导员会就其中一块化石做简短的介绍。图1“化石挖掘体验”活动2.3研究方法

本文以参加“化石挖掘体验”活动的儿童为研究对象，研究对象年龄在4～8岁。采用观察、半结构式访谈、自我报告的方法，从识别、描述、解释三个维度进行活动分析。2.3.1󰀅识别通过识别9幅化石图片（见图2）来判定儿童对化石的识别能力。根据直观特点分为以下四类：（1）非石头类：现实生活中非石头的物品（序号2、序号3、序号4）；（2）石头类：非化石的石头（序号7、序号8）；（3）遗体类化石：生物骨骼类化石（序号5、序号6）；（4）遗迹类化石：印在石头上的化石（序号1、序号9）。所制定的识别能力标准如下：（1）可识别：识别出3个及以上，最多允许错1个。（2）部分识别：识别出3个及以上，最多允许错2个；识别出2个，最多允许错1个；只识别出1个。（3）无法识别：正确识别数不多于错误识别数。

图2化石识别图326--科学教育与博物馆，2015，1（5）ScienceEducationAndMuseums

2.3.2󰀄描述通过访谈和绘图的方法来获取儿童对化石的描述能力。A󰀂访谈对儿童进行访谈，回答问题“什么是化石”。根据化石的定义———化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，制定答案的关键词。通过统计“化石挖掘体验”活动前后儿童回答的关键词数量来评价活动效果。设定的关键词如下：（1）“古代”、“几亿年前”等表示时间久远的词语；（2）“在土里”、“埋”等表示所处位置的词语；（3）“石头”等表示属性的词语；（4）除恐龙外其他动植物的化石。判定儿童描述层次的依据如下：（1）好：描述出3个及以上关键词；（2）一般：描述出1～2个关键词；（3）不好：没描述出任何关键词。B󰀂绘图分别在“化石挖掘体验”活动前后让儿童绘画化石，通过比较其是否能够画出化石、所画化石的特征是否明显及化石的种类来分析活动效果。2.3.3󰀄解释对儿童进行访谈，回答问题“化石是如何形成的”，记录并分析其解释能力，通过统计“化石挖掘体验”活动前后儿童回答的关键词数量来评价活动的效果。设定的关键词如下：（1）“风沙作用”等表示外力作用的词语；（2）“腐烂”等表示有机组织消失的词语；（3）“变成石头”等表示质地变化的词语；（4）“在土里”、“埋”等表示所处位置的词语。判定儿童解释层次的依据如下：（1）好：描述出3个及以上关键词；（2）一般：描述出1～2个关键词；（3）不好：没描述出任何关键词。2.4研究过程“化石挖掘体验”活动开展前，寻找符合研究对象标准的儿童（已预约但从未参加），进行访谈“什么是化石”、“化石是如何形成的”，并完成“看图识化石”和“画出我心目中的化石”环节，记录每个儿童的谈话内容和所选化石图片的序号及原因。“化石挖掘体验”活动开展过程中，注意观察科学辅导员与儿童的互动过程，了解儿童对化石的定义、种类、形成原理、挖掘过程等的理解情况。“化石挖掘体验”活动开展后，对参与儿童进行访谈“什么是化石”、“化石是如何形成的”，完成“看图识化石”和“画出我心目中的化石”环节。

3󰀂结果分析3.1识别3.1.1󰀄图片识别能力根据“看图识化石”活动记录作“化石挖掘体验”活动前识别能力分布图（图3）、活动后识别能力分布图（图4）。对比发现，可识别人数的比例增加，说明活动提高了儿童对化石的识别能力及准确度。

图3活动前识别能力分布图图4活动后识别能力分布图3.1.2󰀄图片类型识别根据“看图识化石”活动记录列出图片类别识别分布表（表1），并作图片类别识别分布图（图5），由图表可知：（1）“化石挖掘体验”活动提高了儿童对遗迹类化石尤其是植物类的识别情况。化石识别图（图2）

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中序号1和序号9均为植物类化石，活动前50%的儿童认为序号1、序号9是化石，活动后这一比例增加到了97.3%。（2）对遗体类化石的认识能力略微提高。“化石挖掘体验”活动前有82.1%的儿童选择了序号5、序号6为化石，活动后这一比例提高到91.9%。这是由于化石识别图（图2）中遗体类化石为恐龙化石，而儿童对化石的概念一般集中在恐龙化石，因此识别能力提高幅度不大。（3）“化石挖掘体验”活动增加了儿童对化石种类的理解，认识到化石并非只有恐龙化石，因此将石头类和非石头类均看作化石。尤其是序号8鹅卵石，很多儿童会将其当成恐龙蛋化石。3.2描述3.2.1󰀄访谈根据“什么是化石”问答记录作“化石挖掘体验”活动前描述能力分布图（图6）、活动后描述能力分布图（图7）、描述关键词分布统计图（图8）。对比发现：（1）描述能力不好的比例大幅度减少，同时描述能力好的比例明显增加，表明“化石挖掘体验”活动增加了儿童对化石的理解。

表1图片类别识别分布表图6活动前描述能力分布图图7活动后描述能力分布图图8描述关键词分布统计图

非石头类石头类遗体类化石遗迹类化石总人数活动前序号2序号3序号4序号7序号8序号5序号6序号1序号928040842015913

4102314

活动后序号2序号3序号4序号7序号8序号5序号6序号1序号937286131432293133

10203436

图5图片类别识别分布图

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