朱迪斯·莱德曼[1]，加里·霍利迪[2]，诺曼·莱德曼[3]

导论

很多大学的研究生专业已经开始认识到教师互动的价值，并在相应的课程体系中对这些具有网络化特征的学习机会进行了系统化的规划。中小学教师被要求广泛掌握一些与他们所教授的科目有关的学科专门知识，这种情况不仅在美国是普遍状况，而且在世界其他很多地方也是如此。本章将详尽描述一个与科学有关的专业发展项目，这个专业发展项目是由一家科学中心与一所大学共同创建的，其目的在于通过一系列针对科目的特定博物馆展品来促进教师对科目内容、教学法及课程的学习。

这些展品为教师提供了一个学习环境，让他们可以掌握与科学相关的知识，同时也向他们提供了一个相互之间进行互动的环境。博物馆教育工作者与来自大学的教师为科学内容、相关的教学法以及模板课程提供现场指导，这些科学内容、教学法和模板课程把展品与中级水平的科学课程联系在了一起。教师拥有各种对科目内容、课程及展品进行相互讨论的机会，并就如何尽可能好地把这些整合与贯彻到自己的教学中进行规划。本章将对这些交流以及独特的基于展品的学习机会对于教师的价值进行讨论，并思考这些互动对于教师之于学科内容、教学法及学科教学知识（Pedagogical Content knowledge，PCK；Shulman，1986）的理解有何启示。

学科教学知识主要关注的焦点是作为学科内容知识转换者的教师。很清楚的一点是，教师必须掌握一些其他特定的知识范畴（如教学方面的、学校方面的、学习者方面的以及课程方面的）。然而，对于一位卓有成效的教师来说，最终的判断标准是其是否拥有把自己知道的东西转换成对所有学习者来说都容易接受的形式的能力。把一位数学方面的专家与数学学科内容专家及数学教学专家区别开来的正是学科教学知识。尽管在学科教学知识这一框架中，明确的具有中心地位的是来自六大领域的知识，但最关键的是要意识到：这些范畴相互之间是高度关联在一起的，这种相互之间的关联性成为教师展开活动及拥有经验的最显著特征。

在非正式教育场所中，为教师提供各种专业发展机会已经有了很长一段时间的历史。通常情况下，这些经验的焦点集中在把展品介绍给教师上，并帮助他们掌握如何才能够把展品的目标整合到自己的课堂教学中。与这些类型的专业发展项目相关的研究考察的是教师使用新课程的方式，以及他们是否在接下来的时间里会进行各种实地考察，又是如何实施的。在这些研究中，有很多同时还关注了学生在非正式场所会有何种行为表现，以及在这种非正式场所究竟学到了什么东西。

从历史上看，从事课堂教学的教师业已被告知要熟悉自己参观的非正式教育场所，要对实地考察进行精心设计，只有这样才能够把实地考察与课堂教学联系在一起；人们还要求教师要通过把学生导向现场来让他们为实地考察做好准备，要提供诸如工作表之类的材料以为学生提供引导，要帮助学生深度参与到参观之前及之后的各种活动中去。此外，还有人建议陪着孩子来的大人，比如监护人，也要为参观做好恰当的准备（Griffin，1999）。

然而，目前的文献基本表明：学生通常并没有为实地考察做好充分的准备，而教师也没有意识到学习在非正式科学机构（Informal Science Institutions，ISI）中究竟是如何发生的，或者是对参观没有任何明确的目标（Anderson，Kisiel & Storksdieck，2006；Griffin，1994；Griffin & Symington，1997；Jarvis & Pell，2005；Kisiel，2005；Orion & Hofstein，1994；Storksdieck，2001）。此外，很少有研究关注非正式的教育专业发展项目有可能会给教师自己对科学内容的学习带来怎样的影响，或者是各种不同类型的非正式教育专业发展，包括通常时间比较短但内容却比较多的暑期学校在内，究竟如何对它们的有效性进行比较（Garet，Porter，Desimone，Birman & Yoon，2001；Wayne，Yoon，Zhu，Cronen & Garet，2008）。

教师在非正式场所参加专业发展项目时，他们自己相互之间会发生互动，但很少有研究关注这种互动的价值，也很少有研究关注这种互动对他们在教学上的后续影响。教学是一门难度很大而且高度复杂的职业。教师通常情况下都是各自为战，尽管他们的工作很重要，但却通常得不到经济或社会地位方面的回报。虽然现在大力提倡教师参加各种专业发展项目，但不管这些项目是学区负责实施的，还是其他非正式机构负责实施的，其质量都令人怀疑（Loucks-Horsley，Love，Stiles，Mundry & Hewson，2003）。也许，对于引领教师持续不断的进步来说，最重要的导引力量是建立各种优良的同伴互助的模式，为同事之间在专业发展过程中的互动提供支持。

为数不多的个别研究业已表明：就教师专业发展而言，在大学层面上，借助于同事团队（Ferry，1993，1995）或教师团体（Anderson，et al.，2006）开展的合作已经越来越多，而且提供给个人进行反思的机会也越来越多。这些专业发展项目包含了更为广泛的内容，而且还在大学与非正式科学机构之间建立了相应的合作伙伴关系，这样一来，相互之间便拥有了共同语言，而且还可以让教师有机会在非正式环境下与那些教学理论和教学法方面的策略建立起明确关联。尽管短期的内部专业发展工作坊对教师来说有些好处，但内容更为广泛、在时间上持续一个学期的专业发展项目，诸如在大学的方法课程里或是在与大学有合作关系的非正式场所中可以看到的那些项目，对于从事中小学课堂教学的教师来说似乎会更有好处，而且也可以提供更多合作机会。

非正式教育专业发展中的探究与合作

现在，人们对基于探究的教师专业发展项目有需求；而且人们相信，鉴于各种非正式科学环境具有的建构主义性质，它们可以提供很多探究的机会（Russell，1996）。对于这个问题，我们会在非正式场所及其展品的场合中进行更进一步的探讨。《国家科学教育标准》（The National Science Education Standards，NSES）把探究性学习描述成一种积极主动的学习过程（NRC，1996）[4]。在这个过程中，个体建构属于自己的意义，并改变之前的认识。此外，探究性学习是依赖情境的，它具有社会建构的性质，而且和科学探究有着某种联系（Anderson，2007）。然而，对于我们对这一问题的讨论来说，特别是对于在非正式科学机构的展品与展览这一场景中对这个问题的讨论来说，重要的是要记住：探究性学习还包括两个截然不同的内容，学生进行探究的能力以及学生对探究的理解与认识（NRC，1996）。

展品设计人员往往试图为观众创造一些体验，这些体验具有相似的特征，而且往往被认为具有建构主义的性质。例如，奥本海默（Oppenheimer，1973）当初创建互动展品的目的，就是希望观众能够利用获得的第一手体验来形成属于他们自己的洞见。在理想情况下，像这样的展品可以被认为拥有四个层次：第一个层次是体验，在这个层次上，观众能够对可能发生在自然状态下的某种现象或其他某些事情进行体验；第二个层次是探索，通过探索，观众能够与展品的各组成部分进行互动，并对它们进行操作，从而发现现象的某些新特征；第三个层次是解释，在解释这个层次上，观众能够获得某些概念方面的洞见；第四个层次是拓展，当观众与其他的相关展品进行互动时，能够对之前获得的想法进行一般化推广。

这种展品创作的建构主义策略似乎不太适合提升观众对科学概念的认识，在研究文献中，也很少有这方面的证据出现，其中很特殊的原因在于观众很少能够超越前两个层次（如Stevens & Hall，1997），除非这些展品包括了非常明确的具有反思性质的组成部分。对于教师来说，当他们在专业发展过程中参与到一些与展品相关的活动之中时，情形也是如此。尽管科学探究主要涉及的是科学过程[例如，收集和分析数据，得出结论（AAAS，1990，1993；NRC，1996）]，但是一旦参与到了探究活动之中，他们就会以社会性的方式建构属于自己的意义，他们“在认识上的不断丰富是和把自己的想法与别人进行深层次的交流密切联系在一起的”（Anderson，2007，p.809），这一点在各种各样的改革文献中都有提及。

在对教师的专业发展进行考察时，也需要考虑到这种合作元素的存在，这样一来，在这些面向教师的专业发展项目中，我们就可以“鼓励并支持教师努力合作”（NRC，1996，p.59）。这些建议与在非正式环境下发生的学习以及学习的情境模型（Contextual Model of Learning）具有一致性（Falk & Dierking，1992，2000），尤其在考虑到社会文化环境时更是如此（特别是在群组内部存在着社会性中介以及来自其他人的中介支持时）。另外，《国家科学教育标准》建议，从事课堂教学的教师要充分利用各种各样的社群资源，比如博物馆或科学中心之类的，来服务于自身专业发展的需求（NRC，1996）。当然，这其中也包括了对传统课堂之外职前教学经验的重视。

研究的概况

一般来说，“展品”这个词是指非正式科学机构中一个单独的展陈，这个展陈可能具有互动性，也可能没有。另外，一个单独的展品可能会在主题方面与其他展品有联系，也可能没有。当使用“展览”这个词的时候，它是被作为一个总称使用的，也就是说它描述的是一个包含很多内容的主题以及与这个主题联系在一起的很多展品。现在，对科学中心有很多批评，因为它们通常都是把一些展品堆砌在一起，这些展品都有互动部件或操作部件，但问题在于这些展品相互之间的联系不大，由此导致观众通过这些展品能够学到的科学内容非常有限。然而，如果我们使用相互之间有联系的展品会怎么样？是会增进，还是会抑制这样的合作或以内容为基础的教学会话？本研究对这个问题进行了探讨，我们考察了一门与学科具有特定关系的课程（“关于你的一切”），这门课程是由位于伊利诺伊州芝加哥市的科学与工业博物馆开设的，在课程设计中使用了一个特定的展览，这个展览包含了若干相互联系在一起的展品，这个展览着重展示的是生命科学方面的内容。

伊利诺伊理工学院的数学与科学教育系是本门课程的大学合作伙伴。参加工作坊的人可以得到三个研究生学分，所有参与本门课程学习的人都可以得到一份以字母表示等级的成绩单。所有课程都符合《伊利诺伊州科学学习标准》（Illinois Learning Standards for Science，1997）的要求，而且在设计过程中遵循了《国家科学教育标准》（NRC，1996）。比尔曼、德西蒙、波特和加雷（Birman，Desimone，Porter & Garet，2000）发现，在新近的研究文献中，很大一部分重点都被放在了一贯性（或与教师日常实践的一致性）、主动学习、内容以及专业发展的新形式等方面，这些都是以各种改革文件中提出的建议为基础的；科学与工业博物馆设计的这门课程与文献中反映的这一研究重点相一致。

样本

参与本门课程学习的是四至八年级的科学课程教师，他们80%～100%的时间都是直接与学生打交道的，而且均拥有多达三十年的教学经验。所有这些教师都提交了参与本门课程的申请，科学与工业博物馆的工作人员对他们进行了评估，判断他们是不是需要多了解一些科学科目内容方面的知识，他们的学校是不是需要科学课程方面的资料（这是由学校提供免费午餐[5]的基本状况决定的），以及他们是否之前参加过科学与工业博物馆开设的专业发展项目。在本研究的样本中，共包括三个小组，每一个小组大概有三十名教师。这些教师的学校分布以及第一次参加本项目的人数见表6.1。

表6.1 每个课程组的教师人数

设计

提供给教师的课程持续整个学年，在课程学习中会面一共有六次，每次一整天的时间。这三个课程组大概一个月见一次面，一共有四十二小时的联络时间。第六次会面的那一天，主要是教师相互分享在这个学年里他们各自教的那些课。同时，在暑假期间这个课也有开，而且大家可以有一个星期的见面交流时间（五天），有三十五小时的联络时间，而且还不包括第六次会面的那一天，即教师相互之间分享自己所教课程的那天。尽管在这三组课程中，课程内容都一样，但暑假期间对课程内容的呈现方式与学年期间对课程内容的呈现方式不同。在本研究中，有两个小组参加的是在学年期间开设的课程，另外一个小组参加的则是在暑假期间开设的课程。课程对所有参加课程学习的教师都有强制性的要求；如果一位教师缺课超过一次，那么将会被从本门课程中除名。课程材料与教学进度都是由科学与工业博物馆的工作人员制定的，在这一过程中，也有来自伊利诺伊理工学院数学与科学教育系的教师参与。我们现在将对它们做简单描述。

“关于你的一切”（生命科学）

“关于你的一切”这门课是对科学与工业博物馆一项新的永久性展览“一起来体验”的补充，这项展览始于2009年10月。在课程学习过程中，会面的主题包括：对课程的介绍；细胞、组织与器官；身体系统；遗传与进化；健康与保健；结论。在课程学习期间，教师会对科学内容进行讨论，并践行各种基于探究的课堂活动。

每次课都会持续一整天的时间，每次课的焦点会集中在上述内容的某一项上，会探讨教师如何才能够把这些内容涉及的主题带回到课堂中。这些课程除了涉及的内容非常广泛而且具有跨学科的性质之外，还会探讨如何进一步把各种以探究为基础的教学方法具有的互动性注入课堂；另外，这些课程还会探讨诸如科学与工业博物馆这样的非正式科学机构如何才能够被用于进一步实现业已确立的各种课程目标，其具体的实现途径究竟有哪些。为了做到这一点，课程的开发人员还试图让参加课程学习的教师获得如下一些学习结果，这些学习结果都是关于学科内容知识的，其中既有认知方面的，也有社会方面的，还有情感方面的。具体如下：

·描述器官、组织与细胞是如何实现人体的各种特定功能的。（认知的）

·区分人体系统的每一个组成部分是如何能够满足特定功能的实现的，是如何相互协同工作的，是如何受人的选择影响的。（认知的）

·解释遗传物质是如何决定了那些可以通过内部变化与外部力量得以改变的特征的。（认知的）

·阐明要想在社会、情感、心理与身体的层面上保持健康，必须接受教育并做出积极与正面的选择。（认知的）

·能够在对学生来说恰当的层面上促进其对健康、保健以及人体的探索。（社会的）

·在对健康、保健与人体进行探索的过程中，有越来越舒适的体验。（情感的）

·在实施那些于工作坊中进行探索的课程/活动时，感觉到很舒服。（情感的）

·在实施那些给定的但并不在工作坊中进行探索的课程/活动时，感觉很舒服。（情感的）

“一起来体验”这项永久性的展览主要被用来强调课程的内容。它包含有八个主题，都是关于人的心理、身体与精神的，具体包括：你的未来、你的开始、你的运动、你的胃口、你的心脏、你的心理、你的活力、医疗创新。另外，还有一个永久性的展览叫作“遗传学”，在这门课程学习中也会用到，其目的主要是为了对一些相关的内容进行强调。这个展览包含的展品主要是关于克隆、基因工程、脱氧核糖核酸（DNA）、遗传咨询、人类基因组的，另外它还有一个小鸡孵化场。

数据收集与分析

教师们参与课程学习及与展品进行互动的情况都以视频和音频的形式记录了下来。另外，我们还要求教师在进入展品区域开展活动的时候佩戴上Livescribe录音笔。每一课程里都有六个小组的活动情况被记录了下来，每个小组包括两至三位教师，整个项目一共有十八个小组。

我们使用Transana视频与音频分析套装软件，对这些记录进行了分析，分析的重点是教师与学科内容或教学法相关的互动与讨论活动。尽管有很多数据需要考虑，但只有那些教师在参观展品时发生的互动才会在本研究中被用到。我们针对与展品的每一次互动，对会话进行了分析，并把这些会话划分为两种不同的类别，即与展品有关或与展品无关，在每一种类别下面，我们都对其进行了编码处理，主要包括三类编码，分别是与个人进行的讨论，基于内容的讨论，或教学法方面的讨论。非参与式观察及现场记录也为本研究进行的分析提供了额外的数据来源。

研究结果

从这些课程开始到结束，教师深度参与了一系列为数众多的展览体验活动。我们在这里进行的讨论将把焦点集中在教师进行的与展品有关的会话上，这些会话发生在他们参加两次传统的有导引的参观活动（这两次活动是在暑期开设的那门课程期间进行的）、一次自由探索活动以及一次使用工作表的活动（这两次活动均是在学年开设的课程期间进行的）过程中。

有引导的参观活动

在“一起来体验”这个展览中，第一次有引导的参观活动发生在课程一开始的时候。本次参观由一位为这个展览设计展品的人作为领队，他负责对展览的所有主题进行解释，特别是对每一个区域内的展品进行解释，从本质上来说，这是对展览做一个介绍。然而，在本次参观活动之前，我们要求教师要戴上耳机，引导员对着无线麦克风讲话。尽管这样可以让每一个人都能够在嘈杂的环境中听到引导员说的话，但却不利于教师相互之间以及引导员与作为听众的教师之间展开讨论。在参观行将结束时，引导员会要求教师提问题，但他却不能解答这些问题，因为时间不够了。当回到博物馆中的教室后，也没有对参观的情况进行总结汇报，只是要求教师填写对这一段课程学习的评价，因为这是一天最后余下的时间了。

第二次有引导的参观活动参观的是“遗传学”这个展览，在参观之前，教师已经通过课程及活动对与DNA有关的内容进行了学习，做了铺垫。在这一天开始时，教师先进行了一个热身活动，即创建一个DNA模型，使用的材料是细长的软质铁丝以及干面条，他们一边制作模型，一边观看一段有关于细胞的视频。在房间的前方，有一块白板，白板上有图、表，还有名词，讲的都是染色体、基因、等位基因、细胞核、脱氧核糖核酸、核苷酸、脱氧核糖、磷酸、含氮碱基，另外白板上还有字母A、T、C、G等。当教师做完了DNA模型后，工作人员会对其进行讨论，并把它与白板上的图形以及词汇结合起来。接下来便是放映一个演示文稿，是有关DNA以及相关内容的，包括法医学、遗传性状、双螺旋、基因、异卵与同卵双生、突变等。演示文稿放映结束后，有位工作人员会对一项将要展开的活动进行说明，这项活动涉及从胶卷筒里面抽出一段三米长的粉红色毛线，以此来向学生展示一个DNA单链的长度。接下来教师继续进行参观，这次由另外一位展品设计人员作为领队（此人同时也是一位科学家），每个人都要求戴上耳机，这样就能够听到导引员的声音了。就像前面我们描述的那个例子一样，在这个参观活动中，教师相互之间以及教师与导引员之间也没有讨论发生。

当回到教室后，一坐定，就有很多教师表示出了困惑与担心，他们不太理解上午参观的内容，也不太明白在参观过程中讨论的那些东西在教学上有什么启示。

第一组

教师1（T1）：信息量太大了……我都顾不过来。

教师2（T2）：开始的时候还好……

T1：然后我就不行了……

T2：我觉得还可以……把它搞定了，我弄明白了粉红色的线究竟是什么玩意儿……我只是……

T1：所以，在我们的每一个细胞里面，都有30 000个这样的玩意儿在里面……

T2：……

T1：在这些小块里……

T2：有四百万这样的玩意儿……四百万……

T1：我觉得……呃……DNA编码是不是……ATCG这样子的。

T2：我不知道……你还是再问问她吧。

T1：[参观]到楼下的时候，我就迷糊了。

第二组

教师1（T1）：所以，我现在有些迷糊了，你是从哪里得到DNA……的那条链的？它只是其中一部分吗？

教师2（T2）：有丝分裂……减数分裂……

T1：你明白我说的意思吗？其实，我只是在想……如果我搞不清楚，那么我的那些学生肯定也会感到困惑。我只是想让孩子们能搞清楚。

T2：是啊……我知道，我也是这么想的。

T1：我觉得必须得把它彻底搞清楚了。

一旦所有教师都结束参观活动回来后，工作人员就会问他们感觉怎么样。很多人会说感觉很好。但是，并没有人对本次参观进行具有反思性质的讨论。另外，工作人员也没有问大家对参观或者是早上的课程有没有什么问题。接下来，工作人员就匆匆忙忙地开始了下一课，是有关细胞分裂的（有丝分裂与减数分裂），而没有对教师可能产生的与内容有关的问题做出解答。

自由探索

在学年课程的第一天，教师便以一种非常不同的方式对“一起来体验”这个展览进行了初步了解。这次是要求这些教师对展览进行自由探索，时间为四十五分钟，并完成下面三个开放性的焦点问题。

1.把之前不知道的东西记下来。

2.把参观展品过程中出现的回答不了的问题记下来。

3.回答展品指南中提出的其中一个问题。

自由探索活动具有的开放性让教师可以开展与展品相关的讨论，这些讨论可以被划分为三种类别：个人的、基于内容的、教学法方面的。与展品相关的会话把观众与展品展现的内容联系在了一起。下面就是一个这样的例子，这个小组决定回答在展品指南中发现的其中一个问题，这个问题把他们带到了医疗创新展品这里（图6-1）。

图6-1 教师们在医疗创新展区讨论展品

个人的与展品相关的会话

教师1（T1）：你认为哪种医疗突破对人的生活影响最大？为什么？[拿着指南读出问题。]

[边看着展品，一边默不作声。]

T1：这里所有东西都很酷。我应该把我婆婆带来看看的；她更换的膝关节可能就和这差不多。

教师2（T2）：哦，我的天。

T1：那是什么东西？髌骨吗？

T2：那个……那个是要整个都换掉吗？是把整块髌骨都换掉，还是只换一部分？

T1：我觉得……我觉得这可能要根据你受伤的程度来决定吧，但是最……最常见的情况是，我觉得就是这里说的这种情况……因为没了髌骨……你看到了那一小块白色的东西了吗？……

T2：它像是髌骨的一部分……

T1：没错，那就是人可能会缺的一部分，而且……恐怕有一天我也需要这个玩意儿。

T2：真的？

T1：是啊，因为我有膝伤，它经常发作……你知道的。

基于内容的与展品相关的会话

在同一个展区内，另外一个小组的教师正在参观“第二层皮肤”这个展品，以及与之相关的面板上的文字，具体会话过程如下：

教师1（T1）：人造皮肤！

教师2（T2）：哇！

T1：这上面说皮肤是我们身上最大的器官，也是我们抵御感染的第一道防线……

T2：没错。

T1：所以，比如说如果某人……如果某人被烧伤了……那么他们就能够……他们就能够把坏掉的皮肤换掉，在上面换上这种人造皮肤，这样就可以治疗烧伤了。

T2：哇。

T1：因此，它实际上是用硅树脂做的。

T2：嗯……我不知道。

T1：以前我还没听说过有人造皮肤这事呢。

T2：我也是。

教学法方面的与展品相关的会话

教师在教学法方面展开的讨论往往围绕的都是这样一个问题，那就是当学生前来实地参观的时候，他们会对展品中呈现的材料或文字面板做出何种反应。例如，在下面这个小组里，就有一位教师在进入展区之前喜欢停下来看看面板上的文字。

教师1（T1）：你别说，这还真不错。当你停下来看看这上面的文字，看看有没有什么语言不充分的地方会被我们的孩子们遇到，这样一想也蛮有意思的[原文如此]。我的意思是说，我站在这儿，就假若是他们站在这儿看这个……

教师2（T2）：神经科学家……

T1：神经科学家。你知道，除非你知道他们在课堂上听到过这个词，否则的话，他们碰到的时候会很难理解……现解释，是很难解释清楚的，明白吧？神经生物学……也是这样的，学生对神经与生物学这两个词都挺熟悉，但这两个词连在一起，他们就不知道是什么意思了。你说是吧？

T2：按照现在的状况，他们中有些人甚至连“神经”是什么意思都不知道。

T1：现在，我们所有的人都走马观花地粗粗看了一遍这个展览，可能我们中间没有人……我的意思是，可能有的人懂什么是生物学，但我怀疑我们这些人里面没人知道“神经”还是一门科学。

当回到教室后，教师被要求做两个事后的笔记，写下一个自己一直都没能解答的问题，另外把在对展品进行自由探索的过程中学到的东西也写下来。工作人员把这些笔记收集起来，目的是为了搞清楚下一阶段的课程学习究竟应该怎么开展。接下来，鼓励教师相互之间分享在对展品进行自由探索的过程中遇到的其他的别的问题。他们被告知：那些连教育工作人员都回答不了的问题，将会在下一个阶段的课程学习中请科学家来回答。

工作表的使用

学年期间开设的这门课程，要求教师完成一个活动，这个活动的内容是把一个动物细胞的各组成部分与一个工厂的各组成部分一一对应起来。在这个活动完成以后，紧接着放映一段演示文稿，这个演示文稿的作用是对活动涉及的内容进行强化。活动彻底完成后，紧接着的是另外一个活动，即向教师介绍细胞分化以及各种不同类型的细胞（血液、神经、肌肉等）。在此之后，教师要用黏土做一个受精卵分裂的模型——从一个受精卵变成十六个桑葚胚。接下来是一个讨论，讨论的焦点是胚胎干细胞，这些胚胎干细胞分化成大量不同类型的细胞的能力，以及一个细胞可以不断再生的这种品质。然后，工作人员安排课程学习进入下一课，是关于有丝分裂的，先是使用细长的软质铁丝和有孔小珠来对有丝分裂的不同阶段进行建模，接下来是让教师通过角色扮演的方式来模拟细胞分裂的过程。

在此之后，工作人员给教师每人发一张工作表，这张工作表在“一起来体验”这个展览中也有用到，其焦点是关于细胞与细胞分裂的，这是那天上午学习的内容。工作表里面共包含有七个问题，要求教师去参观四个展区的展品，它们分别是：“产前展览”（你的开始）；“细胞更新”（你的未来）；“高科技人”（医疗创新）；“你血液里的东西”（你的心脏）。这七个问题要求教师去阅读文字说明，观察展品展示的内容，与动画或计算机模拟图像进行互动，并观看一段电影（“产前展览”中的“奇幻之旅”）。教师们有半小时的时间来完成这张工作表。

个人的与展品相关的会话

下面的会话发生在“产前展览”区内（图6-2），这个展览从1939年就开始了，它拥有二十四个保存完好的人类胚胎与胎儿，这些胚胎与胎儿的胎龄从二十八天到三十八周不等，每个胚胎与胎儿上都有标签标注其胎龄。教师们要回答的一个问题是：“找到一对双胞胎女婴，看一看同卵双生与异卵双生在受精过程上有什么不同？”这个问题的答案可以从旁边的文本标签上找到。

图6-2 产前展览

教师1（T1）：呃……同卵双生它是一个受精卵……分裂出来的，但如果是……他们是两个单独的受精卵的话……

教师2（T2）：那就是异卵。

T1：对，他们就会成为异卵双生。

T2：就像我和我妹妹。

T1：对……那你是异卵还是……？

T2：我们是异卵双生。

T1：异卵？

T2：如果只有一个受精卵……你们彼此肯定有完全一样的基因，而且……你们肯定是极为相似的。

T1：不错……就像是一个模子刻出来的……[听不清]

T1：因此，你知道的……如果是异卵双生，你们俩都可能……卵子可能不是在同一天受精的。你可能已经先受精了……可能……

T2：第一个受精的可能是在……

T1：……在星期二……你妹妹实际上可能是在星期三或星期四。

T2：嗯，我是先出生的……大概先出生五分钟的样子。

T1：所以，你比她提前五分钟……好了……现在你们俩谁有孩子了？

T2：我妹妹……她有。

T1：她也是双胞胎吗？

T2：不是。

T1：哦，我爱人有两个姐姐……他们也是一对双胞胎。

T2：哦，是吗。

T1：我记不清她们究竟谁大了。我记不得了，但她们其中一人确实也有一对双胞胎，不过是异卵双生……一个男孩、一个女孩。

基于内容的与展品相关的会话

向教师提出的另外一个问题是：“在下面的空白处描绘出一个胎儿是如何从一个单细胞发展起来的。”这个问题的目的是为了让教师把那天早上稍早前在博物馆的教室里学到的内容与他们在参观展品时被问到的问题联系起来。教师尝试相互帮助来理解学习的内容，但展品自身并没有提供很多额外的能够对这个问题做出回答的信息。

教师1（T1）：好了，现在我们有一个细胞，它每12小时分裂一次……还记得我们在课上学的吗？

教师2（T2）：记得，没错……

T1：那好，现在是1个细胞……然后变成2个……24小时后……变成了4个，36小时后……因为她[博物馆工作人员]说是每12个小时一次……就变成了8个……48小时后……就变成了16个。

T2：每6个小时分裂一次？

T1：嗯[摇头表示不是]……4加4……是8……

T2：哦，然后细胞数目便增加了一倍，我明白了。

T1：嗯[表示赞同]……

T2：8，8，8。

T1：因此，实际上……在两天的时间里，它变成了16个……这就是她为什么那么说的原因……还记得我是怎么数出来它是如何变成……16个的吗？

T2：记得。

T1：为什么它只能是16个呢？因为它经历了一个两天的周期！

T2：不错。

T1：这就是为什么……你看……如果我们看这里的话……它说48个小时[指着文字标签]……16个……所以我们现在可以这样来算算……如果我们这样算的话……

T2：好吧……分裂的时间是28天。

T1：如果我们按照28天来计算……它就是在这28天里面变成了一个完整的胎儿的，是吗？

T2：所有这些细胞都翻倍……每12小时一次。

T1：每12小时一次……这样的话，便创造出来了人体……的各个组成部分……各个不同的器官。

T2：对。

T1：很多种细胞……这些细胞……我们都学过的……还记得那个科学名词叫什么吗？[翻看笔记]

T2：呃……

T1：叫差异化？不是……是叫特化细胞……它们变成了特殊的细胞。

这些教师还再次参观了某些展品，就像他们在自由探索活动中进行的一样，但是工作表里提出的这些问题让他们把注意力聚焦在了展品文本的细节上。下面的这段基于内容的会话发生在“医疗创新”这个展区，是关于人造皮肤的，即“第二层皮肤”（图6-3），要回答的问题则是“科学家是用什么来创造这些人造皮肤的？”

图6-3 有关人造皮肤的“第二层皮肤”的展品

教师1（T1）：它并没有具体说……是用什么做的呀？[喃喃自语]

教师2（T2）：因此你说是硅树脂？是硅树脂吗？

T1：对啊，我觉得是硅树脂……

T2：……会不会是牛肌腱？

T1：啊！？我觉得它应该是某种……特制的组织……你看这里有两层……

T2：因此，这就像创可贴一样……一直到下面一层痊愈了，才把上面一层揭掉。

T1：我……猜……我觉得是这样。

T2：那它到底是用什么做的？

T1：呃……牛肌腱？对，牛肌腱……还有硅树脂……

T2：没错，它就是盖在上面一层，一直到细胞自身能够再生为止。

T1：是的……然后它还……

T2：它还可以抵御感染。完了就可以揭掉了。

教学法方面的与展品相关的会话

有一组教师发现，工作表上的下面这个问题很难回答：“假设你也是一位科学家，你会使用什么材料来创造这些人造皮肤？”当教师考虑到他们自己所在中学的学生如何才能够回答像这样的一个问题时，情形更是如此。有两位教师开始思考用什么办法才能够对这个问题进行重新组织，从而使其更适合自己的学生。

教师1（T1）：我不知道……嗯……如何来回答“你会使用什么材料来创造这些人造皮肤？”这个问题……

教师2（T2）：这是一个很难回答的问题。

T1：不是牛肌腱，也不是硅橡胶。我最先想到的并不是这些东西……我必须得承认这一点。

T2：我们的孩子们首先需要知道牛肌腱是什么东西。

T1：嗯……是这样。

T2：他们不知道肌腱是什么。

T1：我不确定他们是否能够认出来什么是硅橡胶。

T2：不会吧，他们还是能认得橡胶的。

T1：是，他们是能认得出橡胶。

T2：他们能认得出硅树脂，嗯……那你会使用什么材料来创造这些人造皮肤呢？是的，我正尝试着……像一个五年级学生那样来……回[原文如此]……回答这个问题。对于我们的那个班来说，这是个非常非常难回答的问题。

……

T2：我不知道，如果你是一位科学家的话，你能用什么样的措辞来表达这个问题……我的意思是说，那上面说你也是一位科学家……可是……

T1：没错……如果你也是一位科学家，你会使用什么材料来创造这些人造皮肤？

T2：如果我们能先告诉他们一些东西……让他们有一定的基础然后再来回答这个问题，可能这样会好一些。而不是直接就问他们这样一个开放性的问题。是不是？

T1：是的，我了解我们那些孩子们……是这样的。

工作人员要求教师对工作表上的几个问题做出回答，以此对这些问题做一个简单总结。在讨论过程中，教师还分享了他们自己在某些问题上的一些想法，比如如何在实践中在学生身上使用工作表作为一种对学生的现场参观进行管理的技术手段。另外，工作人员还简单地提到：如果学生能够在进入博物馆参观之前拥有一些学科内容方面的知识，那么这将会使他们的参观变得更有意义；他们还建议，参观结束后，应该安排一些活动，在学生回到学校的时候，对他们在实地参观期间发生的学习展开进一步强化。

讨论与启示

在研究中，很少有人关注非正式科学场所下的专业发展项目是如何影响教师对科学科目内容的学习的，也很少有人关注在这样的专业发展课程中使用的各种展品以及与展品相关的教学方法是如何促进学习的。已经有人注意到：在各种非正式科学场所中实施的专业发展项目常常并没有得到充分利用（Phillips，Finkelstein & Wever-Frerichs，2007）。参加这些专业发展项目的人大都是中小学教师，他们缺乏科学方面的知识，而且由于其中很多人并不喜欢教授科学课程，因此像这样的专业发展项目的目的在于提升他们在科学教学方面的信心，而不是教他们有关于科学方面的知识（Ferry，1993，1995；Kelly，2000）。

然而，在非正式场所中开发与实施这些专业发展项目时，我们并不清楚工作人员究竟有没有考虑到相关展品与展览的设计方式，即这些展品与展览的设计是否有利于科学科目内容的学习，是否可以展现学习所具有的社会属性。关于学习的社会属性，“学习的情境模型”对此曾经有过描述，另外这一点在其他一些教育改革的文献中也有提及。此外，考克斯·彼得森、马什、基谢尔以及梅尔伯等人（Cox-Peterson，Marsh，Kisiel & Melber，et al.，2003）在他们进行的研究中指出，他们观察到的有导引的参观和现行的科学教育文献倡导的东西之间几乎没有什么联系，二者相去甚远。人们对科学内容的呈现是简单机械的，充满了说教的性质，基本上属于照本宣科。对参观活动的安排要么没有与《国家科学教育标准》（NRC，1996）以及美国科学促进会（AAAS，1993，1994）提出的一系列建议保持一致，要么就是与有关非正式学习研究文献报告的结果不相符（如Falk & Dierking，2000；Hein，1998，1999）。

研究不仅仅是为了为实地参观型的教学培养科学教师，更为重要的一点是：希望人们明白展品在促进教师学习科学知识的过程中究竟是如何发挥作用的，这些展品是如何影响他们开展与科学内容相关的社会性互动的。特别是对于任务的导向、学习的导向及团队的合作来说，这一点尤其重要。有研究已经揭示了学生是如何在非正式环境下学习科学的，教师的专业发展以及教师对科学知识的学习也应该像这些研究所揭示的那样来进行。我们在这里描述的研究发现是可以进行一般化推广的，这些研究发现经过一般化推广之后可以用到所有面向中小学教师的非正式科学专业发展项目上，只要这些专业发展项目的目的是为了把探究、教学法及科学学科的内容整合到教师的学习体验之中。

参考文献

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[1] Judith S.Lederman，Illinois Institute of Technology，US，朱迪斯·莱德曼，伊利诺伊理工学院，美国.

[2] Gary M.Hollyday，The University of Akron，US，加里·霍利迪，阿克伦大学，美国.

[3] Norman Lederman，Illinois Institute of Technology，US，诺曼·莱德曼，伊利诺伊理工学院，美国.

[4] National Research Council，国家研究理事会，简称NRC。

[5] 免费午餐是体现美国学校质量的一个指标，享受免费午餐的学生人数与学校质量成反比。——译者注