专题：“科普转化、创作方案类”科技创新项目式学习设计——以“航天科普讲解活动”项目为例

项目式学习不仅能激发主动学习，而且能引导学习者运用高阶思维能力，是素养培养的有效途径，在培养青少年科学知识、科学探究和科学精神方面有显著效果，是未来校内外科技教育发展的重要方向。2021年，中国科协青少年科技中心、中国青少年科技辅导员协会携手全国学会，组织开展了首届“全国科创项目式学习方案征集活动”。活动中，北京师范大学教育教学专家携手中小学科技教师，设计开发了众多科技创新项目式学习案例。本期接续2021年第12期专题，介绍青少年科技创新项目式学习课程开发典型案例。本专题文章为北京师范大学科学教育研究院、中国科协青少年科技中心联合开展的“科技创新项目式学习示范课程开发”课题研究成果，课题主持人为魏锐、郑永和。“科普转化、创作方案类”科技创新项目式学习设计——以“航天科普讲解活动”项目为例作者：郝薇薇／北京市海淀区玉泉小学、李勇／北京榕树三丰脚印教育咨询有限公司、田华／北京航空航天大学、郭晓丽／北京市海淀区教师进修学校、王玉环／郑州市第十一中学、李昕旸／北京市海淀区玉泉小学、唐瑞鹤／北京市建华实验亦庄学校、姬钊／北京市东城区府学胡同小学、许丽丽／北京市海淀区玉泉小学、魏锐／北京师范大学航天是当今世界最具挑战性和广泛带动性的高科技领域之一，航天活动深刻改变了人类对宇宙的认知，为人类社会进步提供了重要动力。航天领域的研究成果在日常生活中体现得也特别多。如何更好地促进学生对航天活动的理解，激发学生对航天活动的热爱，是本项目在设计时考虑的问题。项目选择以“科普方案的讲解”为切入点，学生将开展航天科普讲解活动，属于“科普转化、创作方案类”科技创新项目式学习，以创作科普作品或设计科普活动组织方案为项目作品，通过调研科普主题相关的文献、资料，继而进行创作和设计。本案例以期为该类型的项目式学习设计提供借鉴。项目简介本项目主要通过学生开展航天科普讲解活动，使学生了解航天科普的意义，对航天相关的科学技术有一定的认识，同时将课内所学的概念、知识原理等与航天科技领域进行结合，从而学以致用。同时进一步理解科学与科普的区别，以及如何进行好的科普讲解。基于这个活动，我们的驱动性问题就指向了如何进行航天科普讲解，并且将讲解的形式开放，无论是利用海报、图册、绘本或视频都可以，以体现项目成果的多样性。项目规划本项目为“科普转化、创作方案类”，最终的成果形式为科普方案，包含了2点内容：①将科学研究内容转化为学生可以理解的科普；②方案本身为本项目的目标产品。因此，其符合一般的“实现目标—产品设计类型”的基本思路。所以本项目规划参考魏锐提出的产品设计类的一般思路，整体规划如图1所示。设计逻辑主要根据以下7步：明确目标—目标拆解—概念设计—精细设计—权衡优化重整—循环重复设计—反复提炼问题和解决问题的关键策略，这些环节因为解决问题的程度不同会有迭代过程（魏锐，2020）。依据上述步骤，本项目第1步为明确目标，通过项目导引的4个活动完成：了解航天的发展史，懂得航天科普的意义；明确航天科普的任务；确定活动的具体环节与程序；规划团队任务。主要目标是让学生知道航天发展历史，以及做航天科普的意义是什么。接下来的第2步和第3步目标拆解和概念设计对应于任务1——确定航天科普讲解专题和目标。该任务分为2个活动：查阅航天科普相关内容，理解从科学到科普的转化过程；明确航天科普的讲解选题和目标。第4步的精细设计对应任务2——制订航天科普讲解活动方案。其中涉及3个活动：航天科普讲解活动设计；撰写航天科普讲解稿；构思航天科普讲解方案和所需道具。这一步主要是进一步的精细设计，是对航天主题要素进行拆解和学生的深度参与。第5步，权衡优化重整，对应任务3——呈现航天科普讲解活动。这个任务需要把此前准备的所有东西呈现出来，学生需要进行初步制作，进行讲解稿的迭代，确定最终的形式，以及进行后期的制作，主要是一个整合信息、权衡优化达成目标的一个过程。航天科普成果交流展示对应第5—7步，反思提炼问题，以及权衡优化重整。这一部分主要是进行展示，然后复盘反思，发现不足，进行方法建构并迁移应用。为学生在开展其他主题内容的科普时，能够提炼一些通用性的方法和策略等。本项目的任务拆解和活动安排见图1和表1。图1项目设计逻辑活动设计项目导引：开启航天科普讲解活动该部分共设计了4个活动。第1个活动是认识航天发展史和航天科普的意义，在这个活动中教师提供一些航天相关资料，并启发学生就航天主题展开交流讨论，比如“提到航天首先会想到什么？”“你知道航天事业跟我们的生活有什么关系？”然后提供有关航天的背景知识。如果要去做航天科普的事情，我们首先要知道航天技术的概念和涉及到的3大领域：航天运载器技术、航天器技术、航天测控技术。同时通过提问引发学生的自主思考：如果让你做航天科普的话，你打算从哪些方面、用什么样的方式进行科普？第2个活动是明确航天科普任务，要做航天科普讲解，首先要知道什么是科普讲解，这一点教师就以知识点的方式给学生呈现出来。航天科普讲解包括哪些部分？教师可以提供给学生2个方面的方法导引。首先是航天科普可以涵盖哪些方面，引导学生从不同角度入手，比如从历史的角度，从重大任务的角度，或者从系统工程思维的角度，以及从生活应用的角度等。其次是科普的流程包括哪些部分，比如传播一般要涉及到选题、采集、编辑、展示、媒介和评价（图2）。图2传播的路径第3个活动为明确航天科普活动的环节与程序。第4个活动是规划团队，学生按团队任务初步分配规划。任务1：确定航天科普讲解专题和目标该任务包括2个活动：查阅航天科普的相关内容，理解从科学到科普的转化过程；明确航天科普讲解选题和目标。在这个任务中教师首先给学生提供专业的文献资料，以及可以直接使用的资源包，让学生知道什么是科学，什么是科普，从科学到科普中间需要我们做哪些工作。教师以举例示范的方式，让学生体会由科学转化为科普内容的过程和方法，如类比、比喻、汇总等。然后，针对航天科普的选题方向，教师也会给学生一些参考，依据学生感兴趣的方向，教师引导学生从航天发展史中的重要人物、重大事件、航天器等，航天相关理论、原理、方法及应用等方面入手。同时教师还可提供一些选题小技巧，比如学生可以参考文本中罗列出来的时事热点和重大事件等方面入手。这样，教师提供的文本给学生提供了充分的抓手，学生能够通过提供的文本和文献资料，快速锁定他们的科普目标。就学生的操作层面，教师还可提供一个梳理知识并确定选题的表格（表2），设置这个表格的目的是希望学生能够从教材出发，从已经学习过的知识点出发，基于最近发展区理论，尽可能地把书本上在航天领域里用到的知识发掘出来。学生自主选择可能科普的能够关联上的知识点，这样的关联能够更好地促进学生的深度学习和高阶思维发展。任务2：制订航天科普讲解活动方案任务2是让学生制订航天科普讲解活动方案，主要包括航天科普讲解活动设计，撰写航天科普讲解稿，构思航天科普讲解方案和所需道具。学生通过科普讲解相关文献阅读活动，分析科普讲解要素，然后教师提供实例示范作为学习支架，最后学生根据选定主题进行科普讲解活动方案的制订。这3个活动中教师可围绕航天科普的讲解要素——选题、内容、技巧、语言、形象、互动等（王燕，2019）展开。教师要引导学生了解航天科普中的上述讲解要素，可结合实例，引导示范学生如何从上述6个要素完成好的科普作品。本项目选取了论文《嫦娥四号相关科普视频的设计制作——以“月面微型生态圈”为例》及制作完成的视频作为实例。任务3：呈现航天科普讲解活动方案这项任务主要包含3个活动：科普讲解的制作，科普讲解稿和内容的调整迭代，以及确定最终的内容和形式进行后期制作。这个任务环节，教师可以提供给学生依据任务2涉及的要素，以及整体的项目规划所形成的评价量表，让学生根据不同的维度，深化和调整科普内容和方式的设计、迭代和制作（表3）。成果交流：展示航天科普成果最后一个环节是成果交流和展示，学生通过成果展示和交流之后进行总结和反思。教师也可提供一个自我评价表格（表4），从不同维度，让学生从3个问题“我知道什么，我想学什么，我学会了什么”展开交流和反思，从而提炼出一些方法策略，其目标是如果学生要进行其他内容的科普，那么学生能够比较清楚该怎么做，有哪些主要步骤等。项目特色首先，本项目是一个跨学科学习项目，是促进学生多素养发展的项目，从不同学科角度（物理、化学、生物、信息、工程、艺术等）培养学生的科学素养、信息素养、航天工程素养和艺术素养等。第二，迁移性和示范性，学生通过理解和应用科学与科普之间的转化关系，对科普转化的方法论有了系统认识，未来面对其他领域的科普转化，能够快速提炼总结思路方法，提供好的方案设计，从而提升学生解决复杂问题的能力。第三，以航天科普讲解活动促进学生对航天技术的深入了解，弘扬科学精神和航天精神，同时通过了解航天，激发学生爱祖国、爱科学、爱航天的精神。使用建议●本项目课程适用年龄段是小学高年级到初中年级，课程内容主要涉及航天和航天科普的相关方面；●针对不同学生设定不同的项目目标，使用者可以根据学生的能力水平及学校的师资和硬件配备设施的情况，选择适合自身能够创作的科普讲解形式，比如海报、绘本等；●要注重与课内知识的结合，强调学以致用；●航天相关内容会有很多场馆资源，要注重课内与课外场馆及多方位的资源和研究性课题相结合，从而达到促进学生知识迁移和应用的目的。参考文献：[1]唐嫄嫄，田华．嫦娥四号相关科普视频设计与制作——以月面微型生态圈为例[J]．科研信息化技术与应用，2019，10（4）：71-81．[2]王燕．科普讲解的关键要素之选题研究[J]．科技广场，2019，05：28-37．[3]魏锐，冀爽．项目式教学研修（三）：如何设计项目的展开思路[EB/OL]．魏博士科学教育微信公众号（drweiedu），2020-07-23————/END/————来源|中国科技教育（ID:cnstedu）BUY好物推荐Arduino智能设计数十款基于Arduino开发的创意作品案例集趣味性、学习性、创意性于一体帮助学生锻炼动手能力领略编程学习的乐趣引发学生对科学探索的兴趣戳·分享戳·点赞戳·在看