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打开科学窗口,走入科学殿堂

已有 3448 次阅读 2008-4-28 23:33 |个人分类:校外科技教育

打开科学窗口,走入科学殿堂
        ――利用青少年科技馆为基地的科学营活动,推动其发展
 
北京西城区青少年科技馆闫莹莹
 
 
青少年科技馆作为一线学生科普场所面临:学生不了解有青少年科技馆存在;家长希望孩子能多接触科学,多动手,但是苦于将孩子送往何处;少年宫门口报名排长队,但是报名科技馆却寥寥几人。针对青少年科技馆生存的瓶颈问题,作者想通过以青少年科技馆为基地的科学营活动吸引学生和家长参与科技馆的活动。
这种短期的、在青少年科技馆内进行的科学营活动不但让孩子充分认识在青少年科技馆里可以接触、了解、学习到哪些科学技术,还可以起到宣传青少年科技馆的作用,为学生和家长解决了想学科技无处投门的困境,也为更多的学生和家长提供了解青少年科技馆机会。
文章从认识科学营、理解科学营、设计科学营、发展科学营几个环节剖析了如何在青少年科技馆内做好一次科学营活动。
作者首先对青少年科技馆现有的主要学生活动方式进行了优劣势分析。通过研究比较发现:
兴趣班在于培养孩子长期的专业学科的兴趣和特长,适合挖掘该学科的特殊人才;
夏令营以多学科融合和旅游并重,适合到风景秀丽的地方放松学生一学期的紧张心情和培养孩子吃苦耐劳、团结互助的精神;
而科学营经济实惠,免去了“哄孩子”的嫌疑,没有花哨的外衣(如观光旅游),费用低,以宣传科技馆各培训部活动为主,主题多样但有中心突出,非常适合那些对各项科技活动跃跃欲试希望入门的学生,正是科技馆打破生存瓶颈和家长了解科技馆作用的桥梁。
为此,作者设计了在青少年科技馆内进行的科学营的流程:

确定活动的时间
确定活动的地点
确定活动对象和人数
学科主题
竞赛主题
综合应用主题
热点问题主题
实地考察并分析活动细节
实施、验证活动设计
总结、交流经验
文本框: 确定活动主题和内容
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

针对于如何设计出吸引学生眼球的科学营内容,作者总结了几个方面:
 
活动内容重点
主题名称
解释
1
根据当前的“大情大事”设计活动内容
“机器人奥运会”
从机器人基础搭建的基本要求入手,学生可以在短期内利用乐高mind storms完成简单的任务要求
2
根据国际上的重大机器人赛事
FLL工程挑战赛
利用现有的往年的主题让学生在短期内完成FLL中的各项任务,最终模拟比赛完成活动
3
与学校学习内容相结合
“疯狂科学实验室”
乐高作为一种教育技术可以和多门学科进行交叉,比如我们利用乐高帮助孩子理解摩擦力、速度等问题
4
根据乐高mind storms套装中的某一器材特点
“我爱电影”
适合于喜爱表现的学生;也适用于在某一主题活动后让学生进行总结。
利用摄像头和其他应用软件结合
 
以青少年科技馆为基地的科学营活动
为科技馆的发展带来了活力和希望;
为家长引领出了信心;解决的家长希望孩子多接触科学地实际困难;
为学生敞开了通向科学道路地捷径。
科学营活动并不是由青少年科技馆新创造出来的活动方式,但是我们希望科学营活动为孩子
打开科学窗口,
走入科学殿堂,
引领科学道路,
真正成为学生和家长信赖的科技活动方式。
 

打开科学窗口,走入科学殿堂
        ――利用青少年科技馆为基地的科学营活动,推动其发展
 
北京西城区青少年科技馆闫莹莹
 
一.           认识科学营活动
1. 青少年科技馆科普工作的瓶颈
问题1:学生不了解有青少年科技馆存在;
青少年科技馆是做什么的?青少年科技馆是像中国科技馆一样吗?青少年科技馆里怎么还有老师?老师在青少年科技馆里做什么呢?我们到青少年科技馆里能做哪些活动呢?
问题2:家长希望孩子能多接触科学,多动手,但是苦于将孩子送往何处?
青少年科技馆相对于其他的校外机构应该还算是一个新生事物。西城区青少年科技馆是北京市最早成立的区县级学生科技活动场所,那也是在80年代才出现的;随着时间的推移,北京市区内现在仅仅残存了西城、东城、崇文、宣武这四家青少年科技馆,其他的青少年科技馆都被少年宫等吞并,不能单独维持生计。面对这种情况,学生家长更不知道应该把孩子送到哪里去参加科技活动了。
问题3:少年宫门口报名排长队,但是科技馆却寥寥几人报名;
艺术类内容比如舞蹈、声乐等,每次活动完成后学生都会在技能方面的增长有直接的变化,比如能唱一首歌、画一幅画、跳一段舞;但是,科学素质的培养是一个长期的过程,学生往往不能通过某一次或几次活动就能发生变化,家长不容易一下看出来。但是,科学素质的培养是对孩子今后大有益处的,比如他们的择业、做人等方面。这样缓慢的过程,大部分家长是不愿花时间去等待的。
 
2. 解决青少年科技馆科普工作的方法
在如今的校外科技活动中,各个科技场馆都在不断尝试各种各样的方法,比如兴趣班活动,冬夏令营活动,科技庙会活动,希望籍此留住孩子。是不是学生参加完这些活动后就真的对科学产生了兴趣,希望了解科学呢?西城青少年科技馆近年来开始尝试采用“科学营”的方式吸引同学们到科技馆来活动。
 
共同特点
优势
劣势
兴趣小组活动
²        集中体验式;
²        知识讲解有针对性;
²        学生动手动脑的效果好;
²        不同于学校课堂教学方式,吸引学生参与;
²        学生共同生活在一起,对当前独生子女是一种有意的锻炼;
²        知识讲授细致,学生可逐渐理解;
²        可不层不同的学生进行分层次教学;
²        学生充分利用所有的时间;
²        周期长,分散;
²        不能提供足够的空间让学生进行交流;
²        优秀的学生优势更明显,逐渐就会有很多学生失却学习的兴趣;
冬、夏令营
²        时间相对科学营活动更充分;
²        可以外出进行,选择良好的环境给孩子提供一个优雅的场所;
²        设计不同的主题,学生可在短期内了解更多的知识性内容或技能;
²        外出时间过长学生会产生身体等方面的不适应,容易得病;
²        选择外地或景区进行活动,尤其在寒暑假旅游旺季价格相对贵;
²        如果内容不进行设计会变成旅游活动,并不适宜学生;
²        学生有限制,不适宜低年级学生或自理能力较差的学生;
²        花费高;
科学营活动
²        连贯,连续性强;主题单一明确、集中;
²        知识教授集中,学生接受快;
²        学生在短期内组成小组,迫使他们迅速交流;提高交际能力;
²        馆内进行,低年级学生也能充分参与;
²        花费相对较少;
²        时间有限,学生不能充分理解知识或技能内容;
²        不了解的学生在短期内共同活动容易产生摩擦;
²        知识接纳集中,容易忘;
表1:兴趣小组、“科学营”、冬夏令营活动的优、劣势分析
 
二.           理解科学营活动
科学营以科学传播为主导,穿插多种学科的初级入门活动,让学生在短期内初步了解一门或二门学科的内容。这种科学营方式集主题、体验、集中为一体,设计方式灵活。科学营活动作为一种增强学生科学兴趣,提高学生技术能力的补充活动,应充分体现出体验性、集中性、趣味性、整体性的特点。
1.作为活动目标和结果的体验,主要包含反思、理解、感受、感悟、感动、直觉、发现、整合和建构等认知与情感因素;
2.作为活动过程的体验,强调情境创设与亲历过程;
3.作为活动方式的体验,即将体验视为一种重要的学习方式。
表2:孩子在科学营活动中体验的应用方式
 
 
方式内容
补充说明
意志培训
为了培养孩子们的吃苦耐劳的精神、朴素勤俭的作风和团队协作的意识。 这样的培训时间长短需要根据的实际情况给与确定,但时间不宜太长,会造成孩子们的厌烦心理。
在“科学营” 的整个活动中一定要安排多样化的活动,以丰富生活。比如开展演讲竞赛、辩论赛、小型联欢会等,这样既能加强孩子们之间的熟悉交流,也提供给大家从另一个角度观察伙伴的机会。
认知培训
主要包括对本次活动的安排了解;对主题内容的理解;完成目标的确立;小组之间的合作方式等。
可以通过老师讲解指导、专家讲座、同学交流、完成目标的评价等方式进行;孩子们在最短时间内适应这样集体的团队合作行为,老师同时帮助孩子尽快找到自己的位置。
技能培训
在孩子们对主题充分理解的情况下,把整个主题分成不同的关键步骤,进行逐一的培训;在这个过程中,学生会多方面的各种技能的提高培训。
老师在这一环节非常重要。老师在这里要帮助学生学习每个关键步骤的基本技能,同时还要引导学生进行创新的发挥;只有在基础上创新,学生才能真正提升技能,没有创新的突破,学生会在活动后把大部分所学的东西退回给老师,我们的“科学营” 活动也就没有意义了。
表3:孩子们在科学营活动中集中训练目标的要点解释
通过研究比较发现:
兴趣班在于培养孩子长期的专业学科的兴趣和特长,适合挖掘该学科的特殊人才;
夏令营以多学科融合和旅游并重,适合到风景秀丽的地方放松学生一学期的紧张心情,培养孩子吃苦耐劳、团结互助的精神;
而科学营经济实惠,免去了“哄孩子”的嫌疑,没有花哨的外衣(如观光旅游),费用低,以宣传科技馆各培训部活动为主,主题多样但有中心突出,非常适合那些对各项科技活动跃跃欲试希望入门的学生,正是科技馆打破生存瓶颈和家长了解科技馆作用的桥梁。
发挥青少年科技馆各个活动组的优势,把现有资源进行整合,设计出在一天或多天不重复的活动内容,让孩子充分认识在青少年科技馆里可以接触、了解、学习到哪些科学技术。这种短期的、在青少年科技馆内进行的科学营活动可以起到很好的宣传青少年科技馆的作用,为学生和家长解决了想学科技无处投门的困境,也为更多的家长和学生提供了了解青少年科技馆条件,能更有效地吸引孩子们来到青少年科技馆进行学习。
 
三.           设计科学营活动
1.            科学营活动设计思路

确定活动的时间
确定活动的地点
确定活动对象和人数
学科主题
竞赛主题
综合应用主题
热点问题主题
实地考察并分析活动细节
实施、验证活动设计
总结、交流经验
文本框: 确定活动主题和内容
 

 
 
 
 
 
 
 
 

图1:“科学营”活动的设计思路
2.            活动地点和时间的选择
这种活动要给学生留出足够的空间施展;同时也要让学生在活动中有集体感、有积极的学习和互动意识。科学营活动只有白天活动,不安排学生住宿。西城青少年科技馆在考虑科学营场地时主要以一层楼的多个教室内开展活动。每个教室都有一个响亮的名称“游戏厅”、“思考屋”等。
活动时间多在假期,学生有充足的时间经过紧张的集中活动后的调整阶段,并且不会被平时繁重的作业所累。如果只有一个明确的主题,比如“绿色网络游戏体验日”活动,在一天内可完成,可在一周内重复设置多场科学营,让更多的孩子有机会体会。
3.            活动对象选择
科学营能够很好的培养孩子的独立能力、交际能力、适应能力、创新意识、思维方式。因此,具备一下特点的孩子适合参加科学营活动:
1)、热爱科学,充满好奇,希望了解新东西,喜欢参与科学性研究活动;
2)、假期家长上班,孩子在家没人管的学生,尤其是小学中高年级;
3)、没有假期补课压力。
4.            拟定活动内容和安排
如果我们设计的是“科学1日营”或半日营活动,那么我们的活动主题要突出,一幕了然。内容设计要紧凑尽量不给学生留出空闲,让学生从不同角度感受我们的主题内容。
2007年寒假“科技动手做”一日活动
活动目的:为了丰富广大青少年学生的寒假生活,提高动手实践能力,西城区青少年科技馆将在寒假期间开展“科技动手做”一日活动。每期活动包括电子制作、模型制作、手工制作等内容。欢迎同学们积极报名参加。
活动时间:2007年1月29、30、31日(共三期)
活动人数:60人/期
活动内容:
1            趣味电子小制作:磁控电子鸟
2            初级航空模型制作:手掷直线模型飞机              
3            艺术画制作
4            有奖猜谜
时间安排:
上午8:30—下午3:30
 
 “争做小猎手”——无线电测向运动体验日活动
活动目的:为了使广大青少年学生度过一个有意义的寒假,西城科技馆将利用寒假期间为同学们提供一次与“无线电”亲密接触的机会。一天的体验活动虽然短暂,我们相信你定会在愉快宽松的环境中增长知识、开阔视野、提高动手能力。
活动时间:2007289日(共二期)
活动人数:60/(以学校为单位报名参加)
活动内容:
830~1000无线电测向的基础知识、测向机的使用(掌握正确的持机方法、莫尔斯电码的辨听、简单识图)
1015~1130实际操作(室内对台、室外找台)
1130~1200午餐
1230~1530学习初级电子知识及制作电子磁控鸟
表4:上两表内容为西城青少年科技馆在07年寒假举行的1日科学营活动
如果我们设计的是多日营活动,我们就要在一个大主题下,以逐层递进的方式再分设一些小的主题活动,这些小的主题活动是围绕大主题并从多个角度映射大主题。同时,如果我们在多日营活动中要穿插知识或技能的讲解,我们的小主题设计应该是由浅入深,不宜所有主题的难度相当;如果主题内容浅,学生会觉得无聊,主题内容从开始就比较深,学生会失去兴趣。
 
活动内容重点
主题名称
解释
1
根据当前的“大情大事”设计活动内容
“机器人奥运会”
从机器人基础搭建的基本要求入手,学生可以在短期内利用乐高mind storms完成简单的任务要求
2
根据国际上的重大机器人赛事
FLL工程挑战赛
利用现有的往年的主题让学生在短期内完成FLL中的各项任务,最终模拟比赛完成活动
3
与学校学习内容相结合
“疯狂科学实验室”
乐高作为一种教育技术可以和多门学科进行交叉,比如我们利用乐高帮助孩子理解摩擦力、速度等问题
4
根据乐高mind storms套装中的某一器材特点
“我爱电影”
适合于喜爱表现的学生;也适用于在某一主题活动后让学生进行总结。
利用摄像头和其他应用软件结合
表5:可以选择进行“科学营” 机器人活动的主题内容
 
四.           发展科学营活动
1. 科学营活动带给孩子们……
我们期望孩子在科学营活动过程中能体会到:
 
目标
实现方式
1
追逐自己的兴趣和观点
  • 决定做什么,怎么做
  • Define and solve problems确定和解决问题
  • Exercise self-discipline, identify personal goals, and pursue and complete personally selected tasks and projects自律;确定个人目标、任务和追求,并亲自挑选项目完成
  • Acquire a spirit of inquisitiveness and recognize the importance of establishing personal goals and values树立探究精神,建立个人的目标和价值观
  • Develop interests or avocations that can be cultivated both during and after completion of the school experience不断的不断的完善补充,并校正自己的现状
2
与他人成功的合作
  • 与其他儿童和成年人努力合作学习,在项目规划小组中共同谋求领导经验
  • Comprehend the thoughts and feelings of others through spoken, written, artistic, and graphic representations理解别人的想法和感受,通过语言、书面、艺术、图形进行交涉
  • Acquire an openness to the viewpoints, values, and behaviors of others树立开放的观念、价值和其他行为
3
在多方面施展自己的智力和体力
  • 通过说、读、写、戏剧改编等,生动的表达出他们的经历、情感、思想
  • 再多种真实情景下都能运用逻辑和数学推理的过程
  • Develop skills and abilities in mathematics, science, art, music, and movement and use computer and related technology as tools for expressing personal talents and energy在数学、科学、美术、音乐、运动中发展技能和能力,以计算机及相关技术为手段表达个人才智和能力
表6:科学营活动提供给孩子所要达到的目标
2. 以西城青少年科技馆07年“乐高快乐科学营”机器人活动为例
我们确定的主题是“机器人奥林匹克运动会”。活动在西城青少年科技馆内进行,分成5天,每天设计的内容都是和奥运会相结合的。每进行完一项单元活动都会相应的有一个小的比赛项目。
报名参加活动的同学都是小学35年级的学生,有一半是原来科技馆机器人兴趣小组的成员,还有一部分是听说过但没有实际接触过教育机器人活动的孩子们。开始我们对孩子进行了混编组合,实际发现对于没有接触过的孩子来说他们搭建或参与的机会就相对少了一些。我们马上进行了调整,尽量让学过的同学在一组同时对这些同学在问题情景中就提出了更多要求。
日 期
任 务
技术知识点
第一天
上午
开营式
 
破冰游戏
 
百米赛跑1
搭建一个可以仅靠结构实现转弯的机器人小车,主要学习导向轮的应用;增加触动传感器,并了解RCX的应用,使用Pilot1和Pilot2
下午
认识伙伴们
 
百米赛跑2
在上节课的基础上增加光电传感器,学习使用光电传感器控制小车的前进与停止。
第二天
上午
变速车
主要学习齿轮的加减速,学会搭建二级传动装置;了解乐高积木的搭建技巧
过河
设计游戏
下午
相扑比赛
通过上节课所学知识,运用搭建技巧,搭建相扑机器人,并为其编程,安装技术组件(如:提升手臂)
奥运知识竞赛
 
第三天
上午
什么是机器人
了解机器人的概念,RCX的相关参数和ROBOLAB软件的设置、熟悉发明家级别的编程环境
抢椅子
资源游戏
下午
投球比赛
搭建一个可以投球的装置,可以使用皮筯或者齿轮传动来搭建投球臂;设定1-3分投球线
未来机器人绘画
 
第四天
上午
竞步机器人
由轮式改成用腿走路,学习齿轮和连杆的应用。搭建一个用腿(代替轮子)走路的机器人
巧拼七巧板
团队合作游戏
下午
双光电机器人
通过搭建一个双光电沿轨迹前进的机器人,学习光电分支、光电合并等图标的使用
讲座――电影发展
电影的要素;movie maker 使用
第五天
上午
Lego摄像头
Lego摄像头的使用;
拍电影
自己设计一段关于奥运会的场景并拍摄
下午
电影欣赏
机器人大冒险
闭营仪式
优秀小营员发奖
表7:西城青少年科技馆在寒假中进行的机器人科学营活动的安排
本次活动完成后,在07年春节西城青少年科技馆机器人小组招生时,初级班学生报名多达35人(比我们实际招生24人多了11人)。同学们在参加完科学营活动后,对机器人活动有了初步的体会,知道机器人活动到底在做什么,这比我们到学校的演播室为了招生进行一次大规模的介绍和讲座效果要好得多。
以青少年科技馆为基地的科学营活动
为科技馆的发展带来了活力和希望;
为家长引领出了信心;解决的家长希望孩子多接触科学地实际困难;
为学生敞开了通向科学道路地捷径。
科学营活动并不是由青少年科技馆新创造出来的活动方式,但是我们希望科学营活动为孩子
打开科学窗口,
走入科学殿堂,
引领科学道路,
真正成为学生和家长信赖的科技活动方式。


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