印第安纳波利斯儿童博物馆里的场景式项目学习
2019年9月，浙江省教育厅组团赴美国印第安纳州与新泽西州研修考察。本篇考察报告连同《STEM：深刻影响基础教育改革与发展的观念与实践——美国STEM教育考察报告》《跨学科项目学习设计与实施机制——美国STEM课堂教学观察与启示》《让评价支持和促进学习——美国STEM项目学习评价的特点与启示》是浙江省教研人员赴美研修STEM教育的最新成果，发表在《上海教育科研》2020年第四期。
本文详细介绍了STEM非正式学习方式——儿童博物馆里的场景式项目学习，在此过程中，立足本土实践开展比较研究，提出了颇具建设性、可行性的操作建议，对国内中小学开展STEM教育有着现实的借鉴意义。
一、场景式项目学习空间
印第安纳波利斯儿童博物馆成立于1925年，占地30英亩，是目前世界上最大的儿童博物馆。博物馆从地下一层到4层，布置了有关物理、自然科学、历史、世界文化、艺术、健康等领域的20多个场景。这些场景是博物馆联合当地的教师、专家和志愿者，基于美国K-9国家课程标准，根据项目化学习原则进行设计和布置的。
博物馆将各场景分割成相对独立的空间，除了传统的陈列展示，更多的布置成模拟情景、微缩模型、实验室与剧场等场景。
考古、文化相关的空间较多的采用，如恐龙展示厅、兵马俑、水下考古、太空仓等场景。博物馆将3头恐龙骨骼布置成这样的场景：饥饿了好几天的年轻霸王龙Bucky和另一头成年霸王龙找到了一头落单的三角龙Ann，这是一场激烈的战斗，谁会胜出？
如关于水资源，博物馆建设了从五大湖区到三角洲的系统模型，安装了各河流上的各种水利工程设施模型，孩子们可以动手操作水中的各种设施，了解他们的运作机制与原理，理解这些设施是如何给人类带来利益。还有一个微型的湖泊、湿地系统，孩子们在这里观察生态系统，获取如何净化得到能安全饮用的水的方法。
博物馆将大学标准实验室建在博物馆里，如恐龙考古实验室、wet实验室、科学工作室、STEAM实验室等等。孩子在参观博物馆时与科学家讨论项目相关的问题。
博物馆网站提供了53个基于这些场景的项目学习指导用书等资源。孩子们可以在教师或者家长的带领下，选择自己感兴趣的主题，按指导用书在场景中开展项目学习。学校教师根据实际教育教学需要，对照课程标准，先在校组织学生进行相关项目的知识学习，再按流程组织学生到博物馆进行该项目的实践学习，最后学生回到学校进行展示交流、评价。
1. 计划访问：师生对照课程标准、学习能力和课程适用年级，选择课程。
2. 预定：教师提前两周进行预约，并告知师生人数和残障等需特殊照顾的情况。
3. 确认：博物馆确认预约后，在两周内将电子书包发给申请教师。
4. 准备访问：学校提供名称标签或校服，博物馆打印师生姓名标签。
5. 参观：学生分小组，贴好姓名标签，从博物馆北侧专用通道进入，开展项目学习。
博物馆的教学时间安排有2种形式。第一种是在开馆前1个小时（上午8：00-9：00）开展教学，解决班级教学与场馆参观的冲突问题；第二种是博物馆特定时间，发布在《学校访问》手册中（例如右表），供教师选择。
二、场景式项目学习课程
博物馆里众多的课程有短项目、长项目、活动日项目课程等多种形式。博物馆专门针对学校开发了2019-2020年的25个K-9年级的STEM、艺术、人文项目课程，5个学前的短项目课程。而长项目课程的开发早在场景的策划时进行，课程开发与布展一体化实施，53个长项目，每个项目2—4单元。如恐龙为主题的项目课程，从K-8年级，共有4个项目组成，逐步螺旋上升，针对高中阶段具有恐龙考古职业倾向的学生还提供了恐龙考古项目课程。
图1 印第安纳波利斯儿童博物馆场景式项目学习课程结构
表1 K—8“恐龙地带”项目课程简介
博物馆员工非常有限，没有足够的时间和能力去进行项目的不断优化和新项目的开发，因此博物馆一方面培养自己的教师队伍，编写课程，另一方面每个项目都招募一个强大的志愿者团队，有学校教师、家长、专家、社会志愿者等等，他们的工作包括项目建设方案的起草和具体课程开发、场景设计和布置、课程实施与宣传（提升影响力、对接学校等）、资金筹集等等。
博物馆每年通过《学校访问》手册将学校项目、重大活动项目等发布给学校教师，具体内容有项目适用年级、开展时间、项目时长、学生人数、项目简介、对应课程标准等，其中用很大篇幅列举该项目对应的各学科标准。博物馆还建立教师专业发展工作坊和研究所，联系印第安纳州专业教师、专家，与教师们一起进行研讨。博物馆开发的项目紧紧的对标课程标准，让学校与博物馆的教育无缝对接，让知识与实践，学校与社会、家庭教育有机的融为一体。
三、场景式项目学习机制
孩子们在模拟情景、微缩模型或者实验室这些场景中进行项目学习，文字、图片、音像不再是主角，而只作为项目学习的资源之一，孩子们在跨学科的解决真实问题中获取知识技能、科学的方法，提升应用、迁移能力，形成观念、价值观。如《中国兵马俑：皇帝的军队》项目，学生通过使用考古学，科学，历史和艺术，理解兵马俑。《跳舞》项目，学生从艺术和历史的角度探索舞蹈，学习来自不同文化的舞蹈，了解舞蹈如何随着时间的推移发生变化，以及成为一名舞蹈专业人员需要做些什么。《通过服务学习发挥作用：儿童的力量》项目，学生花费时间、天赋和财富，思考如何为社区服务，探索作为一个负责任、积极的公民，如何联合其他同学计划、执行和评估自己的服务学习项目。
在博物馆的科学工作室的各项目学习中，出示了很多问题，如科学家是如何工作的？科学家如何观察？不同类型的科学家研究哪些不同的事物？等等，除了水文学家、生物学家、地质学家、工程师、化学家、气象学家、博物学家，令人非常惊讶的博物馆把农民也称之为科学家。针对农民如何利用许多科学知识来管理土地和动物并改善作物，给孩子们提出了很多真实生活中的探索问题：有些昆虫是有帮助的，有些是有害的，你能找到昆虫吗？多少土壤化学物质可提供有助于植物生长的养分？西红柿需要什么营养？帮助农民弄清楚是什么使番茄植株病了？
在《昨天、今天和明天：农业生物技术》项目中，学生们追踪生物技术的时间线，了解几个世纪以来人类如何对食物进行实验，学会检查细胞并建立DNA模型，辨析当今农业生物技术带来的进步和争议。
在模拟空间站，孩子们体验宇航员的生活和工作，而最重要要做的是思考如何将科幻变成现实。在这样的情境下，学习超越了知识本身，更加突出应用与迁移，学习更多的是面向真实世界与未来。
博物馆大部分文字介绍，以问题的形式呈现，引导孩子收集证据，验证假设。在恐龙展示厅，将三头恐龙布置成一个战斗场景，霸王龙会是胜利者么？博物馆不是通过简单的文字或者音像介绍，而是通过提出一个又一个的问题，引导孩子们在化石的线索中寻找证据，来证明自己的假设，并熟练“情景—提出问题—假设—研究—观测—得出结论—展示、陈述—评估”的科学研究方法。
博物馆的玻璃烟花塔，从地下层直上屋顶，在它四周盘旋而上的楼梯扶栏上，每层都会提出一些问题，谁设计了这座塔？设计的过程是怎样的？艺术团队如何创作玻璃塔？玻璃塔如何建造？如何清理这座雕塑？你看到了什么？在项目手册里，将这一个课程目标分解成30多个小问题，这些问题涉及视觉艺术、语言艺术、科学、社会研究等领域，还有团队合作、工程流程等。解决了这些问题以后，孩子们再动手搭建一个玻璃烟花塔。
恐龙展示厅很多问题以“过去与现在”的对比来呈现。如鸭嘴兽恐龙是这样展示的：“以前科学家通过 研究恐龙的牙齿化石，获取恐龙吃什么的信息，现在我们观察它最后一餐的胃部残留物”。然后让孩子在触摸屏上模拟扫描恐龙胃部残留物的化石切片，并提出以下问题：现在看起来如何？被吃的时候它看起来是怎样的？这种植物目前还存在么？等问题，引发孩子的观察和思考。在鸭嘴兽恐龙的行走方式等学习上都用同样的方式进行展示，让孩子感受科学家在技术、研究方法改进后，证据增加，结论变化，逐渐逼近事实的过程。
博物馆各个场景，项目学习从孩子们角色模拟与职业体验开始。如在考古区孩子们戴上防护镜，拿着刷子挖掘兵马俑，再将碎片复原成兵马俑；太空区孩子们穿上宇航服进入太空舱（部分展品由NASA捐赠）；在潜水考古区穿上模拟潜水服进入水下沉船进行实践体验等。在恐龙展示厅，婴儿穿着恐龙皮外套，在恐龙窝里孵蛋，还有摸摸、比比恐龙5英尺长的大腿骨，感受恐龙的高大；拼图一个恐龙，熟悉恐龙的身体结构；使用X射线模拟器，扫描恐龙的骨骼构造；模拟切片恐龙胃部残留物，观察恐龙的食物种类等等。丰富的多感官体验活动，帮助孩子多角度、完整的认识角色、研究对象和研究过程。
在恐龙展示厅，不光大屏播放着整个化石发掘流程，而且还有2个恐龙实验室。一个实验室里2位科学家正在忙碌的工作，孩子们静静的观察着科学家清理恐龙化石的过程，还可以触摸清理出来的恐龙化石，还可以提出各种问题。另一个实验室真实的展现着清理一条长颈龙化石各个部位的场景，1位科学家正在努力的工作着。而在海下沉船考古区，我们观察到一个孩子在妈妈的陪同下，在WET实验室里与科学家就金属在海水里的变化进行了很长时间的深入讨论。
博物馆展厅里设置的都是大学标准实验室，一些专家每周抽出一定的时间在这些实验室里进行研究工作，并与找上门来的孩子进行讨论交流，引导解决问题。孩子们从小都能看到科学家在实验室是如何工作的，得到科学家的专业支持，而科学家把与孩子进行交流讨论作为工作的一部分，做为一种社会责任。
博物馆购买2个恐龙化石比较丰富的庄园，一些对恐龙有深入研究兴趣的学生，可以在庄园里与科学家一起进行工作，进一步开展项目研究。一些学生会坚持2年的考古课程，甚至参加国际研讨会议。
四、启示与建议
（一）加强社会机构的育人功能，建立社会教育责任的机制与文化
博物馆与社区发展团体、政府和社会服务机构建立了牢固的联系，个人、家庭、基金会、企业和政府机构的捐助和参与，使博物馆的展品、项目和特别活动越来越丰富，而博物馆又为学校提供课程、资源等。在STEM教育中，大学、社区、各行各业纷纷参与STEM建设，为学生提供源源不断的支持。
1.加大社会机构与大学的合作。大学与博物馆在馆内联合建设标准实验室，大学教授每周定期在博物馆实验室工作，盘活博物馆资源，加大对博物馆的学术指导与交流，让孩子每周有与专家面对面的交流、学习的机会。
2.加强社会机构与中小学的合作。让学校的正式学习与校外博物馆的非正式学习联动，增强学习的实践性与真实性。
3.加大社会机构对家庭教育的支持。印第安纳波利斯儿童博物馆针对家长和孩子开发了很多课程，为家庭教育提供有力支持和长效动力。如专为学龄前儿童设计的动手学习，有2-5岁的STEAM项目《机器人》，解决了学校教育在课程设置相对滞后与社会前沿学科发展迅猛两者的矛盾。博物馆在《游戏中的学习》课程中指出新生儿到5岁，儿童大脑对丰富的感官经验形成新的联系，这对未来学习非常重要，因此博物馆为家长和婴儿在婴儿景观、自然世界、发明的世界、艺术与音乐世界四个领域进行学习提供支持，弥补部分家庭缺乏婴儿期教育的不足。
采访中，美国教师提到：“在孩子步履蹒跚的时候，就开始让他沉浸在具体的情景中进行学习”，博物馆学前学校的办学理念最能凸显这一点：Hands on, Worlds open。
1.博物馆由原来的陈列式、展览式建设逐步走向场景式项目学习建设。博物馆要充分激活场馆资源，充分发挥博物馆即资源、博物馆即教学的功能。
2.组建场景式项目学习课程开发团队，结合地方特色，对标国家课程标准，开发场景式项目化学习课程，最大化场馆的育人价值。
文章发表：《上海教育科研》2020年第四期
报告执笔：沈志勇 绍兴市柯桥区实验中学
审核：张 丰
编辑：叶羽舒