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第十章 为学生参观结束后从互动展品中学习提供支架02（第1页）

第十章为学生参观结束后从互动展品中学习提供支架02

马克：是，在黏稠的**中，它会变慢。如果**真像水这么稀，它就会跑得快些。

在上面这个例子中，学生们看起来似乎使用了他们对不同**的黏稠度（或“黏稠”与“稀薄”）的观察来为展品中气泡从试管里跑出来的速度建立因果解释。也就是说，这些学生似乎抓住了黏稠度这个概念，但他们并没有使用黏稠度这个术语，在观察过这件展品的学生中，也没有一个人在访谈中提到过这个术语，这说明他们对这个术语还不熟悉。学生在对这个现象的解释中利用了另外一些词，包括“黏黏的”“黏糊糊”，等等。在这种情形下，教师似乎就可以使用像这样的一些媒体作为手段来引出学生的解释，这将揭示他们对黏稠度这一科学概念非常基本但却非常可靠的认识。在这个时候，教师就可以引入“黏稠度”这一科学术语，并帮助学生把它与他们观察到的现象联系在一起。另外，教师还可以把这个术语与其他一些概念（包括其他展品重点关注的一些概念），诸如摩擦等，联系起来，从而为他们对这一科学原理的认识提供支架。因此，在这里，我们可以看到，学生在视频片段中给出的这些解释相互结合在一起，给教师创造了机会，即使不为他们的学习提供“支架”，最起码也可以为他们引入一个新的术语，并把这个术语与他们现在的认识联系在一起。在这么做的过程中，学生就有机会掌握知识（一个术语及其含义）并在未来把它应用于各种新的情形或事例之中。

在另外一些案例中，学生能够正确地把科学术语应用于他们在参观展品的过程中观察到的现象上。下面这段会话和一件叫作“轨道”的展品有关，这件展品的目的是展现来自两个黑洞的引力效应是如何影响另外一个物体的运行轨道的。（图10-3）

加文：我觉得它往下去的唯一原因就是它要太慢了的话就没有动量再回来了，就只能一直往下去了。

访谈者：嗯。如果你有朋友来参观这件展品，你希望告诉他们些什么？

伊恩：我会告诉他们，让他们明白，动量远比大多数人想的都更厉害些，因为它可以让一个物体跑得老高，也可以让一个物体跑得老远，比你想的都要高、要远。

访谈者：好。查利，你怎么认为？

查利：我的看法可能和伊恩一样，但你可能会发现引力把球吸到中间去了，然后动量压过了引力，球就又跑回来了。

图10-3“轨道”展品

在上面这个案例中，这些学生用的是科学术语，并在进行因果解释的过程中正确使用了它们。他们的陈述体现了对动量与引力的认识，尽管他们忽视了设计这件展品的人想让他们注意的东西。这说明，工作人员可能需要对这件展品重新进行审视，要么根据观众对目前这件展品实际上做出的解读来进行相应的修改，要么就是对这件展品重新进行设计，以使其能够更好地体现设计人员想表达的有关黑洞的概念。不过，尽管如此，这些男生做出的解读也突出了这样一点，那就是观众也可以通过某种方式来推进自己对一个概念的认识（通过把这个概念应用于新的情形之中），哪怕这个概念事实上并不是展品的开发人员想要表现的那个概念。另外，还需要注意的是，在这个案例中，学生对展品的讨论是在没有数字媒体对其进行再现的情况下进行的（这是由于技术方面的瑕疵），但他们还是能够非常清楚地记起来这件展品，这表明他们与展品的互动的确是一段难忘的经历，而教师则可以利用这一点来强化学生对动量与引力的认识。也就是说，在这个案例中，学生在意义建构的过程中，使用的是他们对这个展品形成的心理图景，在这种情况下，教师就有可能想办法来引出学生与这些心理图景相似的心理图像。有一个合理的设想，即通过一段有关展品的视频片段就可以促成该任务的完成，这也让教师能够指出球的运动究竟是以何种方式体现了动量及引力对其产生影响的。而在这么做的过程中，数字媒体可以帮助我们创造出更多“教学上的最佳时机”。

掌握力与压力

和轨道这件展品一样，还有其他一些展品也试图展示某些非常复杂的科学概念，这些概念对于小学水平的学生而言可能太超前了。然而，即使是在这些案例中，学生也可以从他们与展品互动的体验中学到一些东西，这通常都是一些在他们的认识水平上及与展品进行互动的经验的基础上通过提供支架能够学会的概念。例如，在“氢气火箭”这件展品里，有一个可以摇动的曲柄，摇动这个曲柄就可以发电，把水分解为氢气及氧气。按下一个按钮，就可以把这些氢气与氧气进行混合，并点燃混合气体，然后一个软木塞子就可以“嘭”的一声射出来。尽管这一现象背后的原理对于十至十一岁的学生来说通常太难了，但可以用这件展品来促进他们对力与压力的认识。在下面这段简短的摘录中，两位女生试图相互交流她们从这件展品中学到的东西。

访谈者：那你从这个活动中学到什么了没有？

汉纳：学到了呀，水可以被作为汽水一样来用。用水的力量可以把物体往上推。

卡特里娜：把氢气火箭往上推。

在这里需要注意的是，尽管在对这一现象的解释中涉及把两种气体混合在一起并点燃，但无论是在展品上还是在这两位女生观看的视频中，都可以清楚地看到**的存在，而这两位女生似乎把这种**当成是水。这段简短的摘录表明，两位女生对“力”这个术语很熟，而且理解它的含义，另外她们还能够领会到水是可以与力联系在一起的。还有，她们似乎抓住了这样一点，即爆炸可以产生力（就像汽水一样），尽管我们并不清楚这两位女生的认识是否是被限制在对这一术语的“日常”使用这一水平之上的。虽然如此，这两位女生把水描述成一种“力”，认为这种力可以推动（或推高）火箭，她们把这种现象与“汽水”进行了比较，这就让我们能够看到她们的最近发展区究竟在什么地方。在这个特别的案例中，教师可以使用汽水这一比拟，来进一步促进她们对力的认识，甚至还可以让她们把这个术语科学地应用到更多情形中去。例如，教师可以问她们，在让汽水起泡的过程中，气体（或“空气”）发挥了什么样的作用，并鼓励她们考虑这样一个问题，即用什么办法摇晃汽水才能够让汽与水相互混合在一起。接下来，教师就可以指出或提醒她们，这样做会让压力逐步增大，当打开瓶盖时，压力就会释放出来，**就会从饮料瓶里喷涌而出。最后，教师可以把这个经验——这对于很多十一岁的儿童来说可能是比较熟悉的——与她们在“氢气火箭”这件展品身上获得的经验联系在一起，告诉她们这件展品名字中的“氢气”也是一种气体。这样一来，就可以帮助学生把她们对力及压力的认识联系起来，并把其扩展至新的情形之中，让她们认识到，不但水有压力，而且不同气体混合之后，也会产生压力。事实上，教师甚至还可以更进一步，对发射升空之后的火箭进行讨论。

除了上面摘录的这段对话提供了搭建支架的机会（或上面的那个例子中所讲的“教学上的最佳时机”）之外，其他学生在与“氢气火箭”这件展品互动的过程中对这一现象的认识也得到了推进，表明这些学生的最近发展区所处的水平比汉纳和卡特里娜更高一些。

里安农：没错，它像是酸，水溶性酸，就像这样。你往里面加的压力越大，就会有越多的泡泡跑出来，充满了整个火箭。然后，你数5、4、3、2、1，它就会腾空而起，而你就会看到所有的泡泡都会往下沉。

上面的这段陈述反映出里安农好像注意到了比汉纳与卡特里娜更多的东西（从她们其余的记录材料中也可以很明显地看到这一点）。她对泡泡做的评论还表明，她已经把自己在与“氢气火箭”展品互动时观察到的气体（或泡泡中的空气）联系在了一起。另外，尽管她并不是非常清楚那些**到底是什么，但看来她好像已经意识到它并不仅仅是水了。

在稍后的访谈中，发生了下面这段对话，这进一步表明了她达到的理解水平。

里安农：你往里面加的压力越大，它就升得越高。你往里面加的压力越小，它就升得越低。它可能只会升一两英尺[3]的样子。

访谈者：那你觉得怎样才能往里面加更大的压力呢？

里安农：多摇那个曲柄呀。

上面这段对话更加增进了我们对里安农对这件展品认识水平的了解，它表明里安农已经把她在这件展品上展开的各种行动——摇动曲柄——与增大压力联系在了一起，她已经意识到通过改变压力的大小，可以影响火箭射出的距离。在这两个例子中，她似乎对压力有了认识，能够对自己观察到的现象做出因果推理。这两段对话还给教师提供了指南，使其清楚学生的认识究竟处于何种水平。另外，有一段视频很清楚地展现了泡泡，教师可以利用这段视频，在学生的最近发展区内为其认识提供支架。与在之前的例子（汉纳和卡特里娜的例子）中描述的类似，只要以学生对压力不断增大以及对不同气体进行混合的认识为基础，教师就可以有很多办法来应对这种情形。然而，在这个案例中，教师可能还可以利用视频片段以及学生对火箭升空时气泡往下去这一现象的观察来引入“牛顿第三运动定律”（当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，大小相等，方向相反），并提供相应的例子，比如这件展品气体膨胀让火箭升空，在游泳池里推动自己前进，等等。通过这种方式，学生的陈述与视频片段就可以相互结合在一起，从而创造出一个“教学上的最佳时机”或搭建支架的机会，使学生对力以及压力的认识得到进一步拓展。

因此，尽管“氢气火箭”这件展品中体现的概念比其他展品中体现的那些概念要更复杂一些（特别是关于不同气体相互混合以及这种混合是如何与爆炸、压力及力联系在一起的），但上面举的这些例子还是展现了哪怕是在这样一种情形中，数字媒体仍然可以被用来作为一种工具手段，促进学生对现象再次进行深度思考，并引发他们对现象的解释。另外，进一步地讲，这些刺激物还可以被用来作为工具，为学生在最近发展区内的认识提供支架并促进其发展。

伯努利风机——离最近发展区太远？

伯努利风机（BernoulliBlower）是科学中心里一件非常流行的展品，它的目的是展示升力的原理，在伯努利风机里，有一个沙滩排球，这个沙滩排球的上方和下方都有一股气流，这样就会让球悬停在半空中。由于球上方的气流速度要快于球下方的气流速度，上方气流与下方气流速度不同导致球上方的气压低于球下方的气压，这种压力差便会产生升力。这种现象与把飞机保持在空中是一样的。然而，对升力的理解需要有一些预备概念做基础，但学生并没有掌握这些预备概念，因此他们的陈述往往只是表明自己在对这件展品的认识上有混淆。

尼克：我们在球的下面试了试，想把它往下放……要是把它往上放的话，它就会一直停在上方，要是把它放在下面，它就会停在下面，然后就会爆起来。这就是我们正在试图去发现的，这就是我正打算做的事情之一。

学生发表的很多意见实际上都是把焦点放在怎样去操作这件展品上，或者是采取何种必要的行动让它“工作”起来，而不是把它与科学原理建立起联系：