英国科学周活动包的特色与启示

作为英国科学周（British Science Week）期间的活动指南，英国科学协会（British Science Association）精心设计的英国科学周活动包，不仅为学生提供了互动性强、教育意义丰富的实践活动，也为教师、STEM专业人士、科学传播者等群体参与STEM事件和活动提供了有力的资源支持。我们对英国科学周活动包中的2024年小学活动包（下文简称“活动包”）进行了分析，以期为我国科学教育工作者提供有益参考。

一、活动包的活动选择与版块设置

为纪念英国科学周创办30周年，英国科学协会将今年的主题设定为“时间”（Time），旨在鼓励人们从“时间”的视角关注各类科学发现，如动植物的生命周期、人类的进化历程、技术的发展演变等。活动包共32页内容，[1]其封面借助图样和符号，巧妙地将抽象的时间概念与具象的事物相结合，把“自然元素”融入了“时钟图样”之中，直观且生动地反映了今年的主题信息。活动包的前一部分内容主要针对的是科学周的筹备阶段，包括了如何向他人介绍科学周主题、如何获得志愿者的协助以及如何在家中开展活动等多方面的规划建议。活动包的核心内容是围绕“时间”主题，共设计了16个STEM活动（见表1）。

这些活动所占据的篇幅（下文简称为“活动页”）均在1～2页，并且每个活动页都配有体现活动内容的形象插图，为活动增添了趣味性和吸引力。尽管活动内容各异，但在活动信息呈现的排版方面，各活动页存在一致性，大致可分为九个版块（见表2）。

从整体上熟悉活动包的活动选择和版块设置后，我们选取活动包中的“主动适应”活动（如图1）作为案例进行介绍，以便更深入地认识活动的设计思路和开展过程。“主动适应”活动采用了模型制作、游戏模拟的活动形式，旨在让学生理解“自然选择”的相关知识，并培养他们的观察力和创造力。在了解活动的主要内容、相关的背景知识以及活动预计时间后，学生在模型制作阶段可以依照活动步骤进行创意构思，使用黏土、树枝、苔藓等材料制作飞蛾模型，或是借助活动页提供的模板进行设计。在之后的游戏模拟阶段，学生需要在户外选择4个不同颜色背景的区域（绿草地、灰墙壁等），并将制作好的飞蛾模型放置在其中一个区域。教师所扮演的“捕食者”会挑选区域，寻找并捕捉区域中的“飞蛾”。在限定时间内成功躲避捕食者的“飞蛾”可以继续游戏，反之被淘汰。当超过半数的“飞蛾”被淘汰时，学生需要观察和讨论幸存“飞蛾”的外部特征，并根据这些特征制作新的飞蛾模型，以提高“飞蛾”在游戏中的生存率。自然界中，飞蛾的生存机会与它们在环境中的伪装紧密相关，这与自然选择的概念相呼应。因此，学生在活动中实际上模拟了飞蛾种群在自然选择机制下随时间进化的过程。通过直观的操作体验与真实的互动交流，学生不仅锻炼了观察、创造、制作等多方面能力，也更加深刻地理解自然选择这一生物学现象以及自然选择如何使物种的某些特征得以保留和延续。在活动结束后，学生既可以利用“活动延伸”版块来进一步探索其他动物的环境适应过程，也可以依照“家庭实践”版块的建议，运用观察技巧来寻找周围的蝴蝶和飞蛾。此外，在“职业选择”版块，学生还可以了解到与该活动相关的职业选择，如生态学家、昆虫学家等。

二、活动包的特色

1.设计基于日常生活的多领域活动，促进学生对主题的深入理解

活动包中，各活动的设计灵感多源自日常生活中的事件和现象，例如，与食品制作有关的“准备好果冻”、关注霉菌危害的“沟通保护”、受英国塑料垃圾调查行动启发的“塑料大调查：是时候改变了”等。而从活动的分布上看，这些活动涵盖了科学、技术、工程等多个领域。更确切地说，看似碎片化的活动包实则是以主题为核心，联系日常生活，构建于诸多领域之上的活动合集。这些活动反映了设计者对“时间”的发散性思考，即设计者在主题的引领下，思考并拓展出众多值得深入研究的子主题，从而表现出活动集合的创新性与多样性。当我们将视角从活动的设计过程转向学生的学习过程时，主题便显现出其跨学科学习的独特价值。通过参与这些STEM活动，学生能探索主题在不同领域的表现形式，联系和整合不同领域的知识，并运用跨学科知识和技能解决不同情境中的问题，从而更加全面和深刻地理解“时间”这一抽象概念的含义、特点及重要性。

2.重视科学探究与工程实践，提升学生的跨学科知识与技能

英国科学课程标准（National curriculum in England： science programmes of study）指出，科学探究类型包括：随时间推移进行观察，寻求模式，比较和公平测试，识别、分类和分组，利用二手资料进行研究。[2]活动包遵循了英国科学教育的理念，关注科学思维和探究技能的培养，强调科学探究在学生知识构建过程中的重要作用，采用了多种科学探究类型来设计活动。例如，“恐龙消失了”要求学生借助网络资源、书籍资料来搜集和整理现有的科学证据，以支持他们关于恐龙灭绝的观点；“制作钟摆计时器”是让学生通过改变物件的重量，以公平测试的方式探究钟摆质量与摆动频率的关系；“冰核侦探”需要学生连续观察、记录温度和天气的变化情况，探寻天气变化的规律。除此之外，活动包还以物件制作、图画绘制、程序设计等实践形式为载体，为学生提供了整合多方面内容的操作实践。基于科学探究、工程实践的活动方式，学生需要运用跨学科知识与技能来完成这些活动，而非仅仅依赖于单一学科知识，这也符合了STEM教育的理念。

3.便捷获取材料与适龄学习方式相结合，提高学生的活动参与度和完成度

观察“材料清单”版块我们可以发现，活动包中各活动所需的材料和工具多是易于获得、便于使用且安全可靠的。并且，部分活动还提供了相应的附页辅助材料，这不仅提高了学生活动参与的积极性，还大大减轻了他们在资源缺乏问题上的困扰。为了更有效地促进学生参与和学习，活动包在选取合适材料和工具的同时，也关注活动方式与学习对象认知发展阶段之间的匹配问题。具体而言，活动包主要服务于年龄在5～11岁的学生，他们正处在抽象逻辑思维发展的初级阶段，很大程度上仍需要借助具体形象来理解现象和概念。英国科学协会考虑到了该年龄段学生的认知水平和思维特点，力求以直观的操作、清晰的流程以及易于观察的现象贯穿活动始终，进而设计了合适的活动方式。以“蜕变混乱”为例，该活动运用了角色扮演的活动方式，这种策略能有效地提高学生的学习兴趣与沟通能力，并帮助他们更好地理解科学概念。[3]在角色扮演的过程中，学生通过模仿青蛙从卵到成蛙各个生长阶段的典型行为，“体验”青蛙的蜕变过程。这种沉浸式的学习方式使得学生能够直观而深刻地理解青蛙的生命周期，也让他们在角色互动的过程中获得了乐趣，这进一步激发了他们的参与热情，提高了活动的完成度。

4.联结STEM技能与职业信息，支持学生的早期职业探索

英国科学协会重视学生STEM技能的发展，在“技能解锁”版块列出了各项活动所要培养的STEM技能，包括观察力、创造力、适应能力等。这些技能是具有广泛适用性的迁移性技能，其来源是NUSTEM研究团队针对STEM领域杰出人物总结的16个关键特质。[4]明确活动所能培养的STEM技能，一方面有助于学生将自身的特点与潜在职业的特征相匹配，这是形成职业兴趣的重要环节；另一方面便于学生在活动结束后对自己的表现进行针对性的总结和反思，实现自我能力的提升、自我概念的完善，为未来的职业规划和发展奠定基础。英国科学协会希望在培养学生STEM技能的同时，能够让他们了解STEM领域丰富的职业选择，并唤起他们对STEM职业的热情。为此，英国科学协会于2020年发起了名为“粉碎刻板印象”（Smashing Stereotypes）的活动。[5]该活动围绕“打破公众对科学家的刻板印象”，收集了一系列STEM专业人士的故事，并从学习生涯、职业道路、研究领域等方面分享了他们的事迹，向大众展现了STEM职业的多样性、广泛性、包容性。2021年，英国科学协会将职业信息纳入活动设计中，在活动页里增添了“职业选择”版块，导入了与活动内容密切相关的STEM职业及其工作内容。

5.以亲子互动引领家庭科学活动，多途径深化学生的活动体验

英国科学协会鼓励家长充分利用家庭资源，发挥家庭教育的积极作用，以亲子互动引领家庭科学活动。这主要体现在以下三个方面：第一，家长在家中营造一个适合探索和发现的安全环境，以激发学生的兴趣与好奇心；第二，家长思考自身职业与STEM学习的关联，并与学生讨论STEM在职业领域的具体表现；第三，家长扮演“探究促进者”的角色，通过协助孩子收集实验材料、开展科学实验等方式支持他们的探究、满足他们的探究欲。由外在行为到内在动机的转换，既需要积极的活动体验，也需要持续性的探究与实践以深化这种体验。除了“家庭实践”版块，英国科学协会还通过其他途径为学生提供了深入学习的资源：一是基于活动内容，在活动页中设置“活动延伸”版块，通过提出活动拓展的建议，为学生下一步的活动指明方向；二是让学生参加CREST挑战（一项激励青少年像科学家和工程师一样思考和行动的计划），运用在活动包中掌握的知识与技能来完成一系列新的挑战活动；[6]三是举办海报比赛，让学生发挥想象力，结合活动内容“制作”一幅海报，之所以说是制作，是因为学生可以使用细线、胶水、黏土等材料，而不局限于传统的绘画方式。

三、启示

1.围绕跨学科主题组织活动，注重活动形式的多样选择

围绕特定的科学主题组织活动是英国科学周鲜明的特点。近年来，英国科学周越来越关注具有跨学科性质的主题，如时间、联系、多样性、变化等。这些主题与教学领域所强调的跨学科概念相吻合，对学生而言，理解这些概念可以帮助他们将不同学科的知识联系在一起，建立更加全面和系统的知识体系，从而更好地分析和评估各种信息，了解复杂问题的全貌。科学课程标准指出，学生需要通过学科核心概念的学习，理解包括稳定与变化在内的跨学科概念。活动包聚焦于具体的活动体验，目的是让学生基于丰富的活动体验来理解跨学科概念。两者虽各有侧重，但出发点和目标是一致的，即基于学生参与，强调从多元化的视角来理解和掌握跨学科概念。

因此，在教学中，我们可以围绕跨学科概念组织系列活动，开展非正式科学教育，以发展学生的跨学科知识与技能，促进他们的深层次理解。当然，如果采取这种方法，我们就必须立足于探究实践，从整体上关注活动形式的多样性，避免单一活动形式可能带来的学习倦怠。同时，我们也要结合活动目标，考虑到不同年龄段的学生特点，选择适宜的活动方式以提高各活动的趣味性和有效性。

2.开发低成本的活动资源，关注活动材料的可获取性

活动包所服务的对象主要是全国范围内的儿童和青少年，这就决定了活动包应降低活动参与的门槛，最大限度地符合不同文化背景和经济条件学生的实际需求，确保各地区学生都能参与和受益于高质量的STEM活动。这一点反映在活动包低成本的整体开发策略上：学生需要通过接触、实验、加工、测试等操作方式探索材料的性质和特点，[7]并根据既定目标和限制条件，在比较权衡中选择合适的材料以应对特定的问题。缺乏相应的活动材料不仅阻碍了STEM活动的开展，也大幅降低了活动成效。因此，在不提供活动材料的情况下，活动包在设计STEM活动时，也特别关注了活动材料的可获取性，这在各活动的“材料清单”版块及附页辅助材料上得到了体现。为了培养学生的环保意识和资源循环利用的观念，活动包还建议学生优先考虑从废品店、二手市场等渠道收集材料。

这启发我们应当开发低成本、材料易于获取的活动资源。这种做法既能够提高学生的活动参与度和完成度，同时也有助于克服教师因资金有限导致的活动材料匮乏的问题。此外，材料的易于获取有助于保持活动的持续性，让对课堂STEM活动感兴趣的学生有机会在校外进行更深入的探索和研究。[8]

3.基于科学课程的学习内容，联结多样的STEM职业信息

学生在日常生活中观察、记录和思考，并把对世界的看法带入课堂之中。不同学生在差异化的生活背景下成长，他们接触STEM职业的机会、所形成的STEM职业认识也各不相同。而对职业的多样性和性质缺乏相关的认识，往往会削弱学生未来追求此类职业的兴趣。[9][10]换句话说，如果学生不清楚某个职业的存在及其所能提供的可能性，他们就难以对某个职业或某个领域产生兴趣。通过“基于活动内容，融入职业信息”的方式，活动包不仅前瞻性地响应了社会对STEM领域人才的需求，而且丰富了学生对STEM职业多样性的认识，拓展了他们的职业视野。

作为一门综合性课程，科学课程在课程内容和学习方式上展现出了运用该方式的独特优势，为联结多样的科学职业提供了重要且丰富的素材。同时，科学课程倡导以探究实践为主的学习方式，学生可以在学习过程中模仿科学家的表达方式，像科学家一样思考和行动，在职业内容的体验过程中形成真实的自我效能感。如果教师能够基于课程内容融入相关职业的信息内容，关注学生的活动体验，拉近他们与科学家之间的距离，那么他们就有机会在科学课程中建立、完善或改变对有关职业的认识。