随着科学的发展和技术的进步,传统的学校教育越来越不能满足科学知识传播和普及的要求。因此,发生在学校环境外的非正式科学教育日益受到国内外教育界的关注。科技馆是非正式科学教学的典型场所,蕴含丰富的科学教学资源。这些资源为科技馆教育活动的设计和实践奠定了良好的条件。为了促进科技馆教育活动与科学教育体系的融合、强化场馆教育与学校教育的关联,本研究对基于学科核心概念的科技馆教育活动展开理论与实践研究。全文共分为六个章节展开。第一章从科技馆教育在科学教育中的发展和科学教育对核心概念日益重视两个方面阐述研究背景,对学科核心概念和科技馆教育活动进行文献综述。在此基础上提出研究意义、介绍研究思路及方法。第二章一方面以文献计量的方法分析我国近十年科技馆教育活动研究的力量分布、热点和趋势;另一方面以问卷调查的方法了解青少年参与科技馆教育的基本信息(频次、时长、陪伴人员)、体验活动的基本情况(种类、频次及参与度)、学习动机、学习倾向性和学习过程的阻碍因素。第三章概述了我国科技馆教育活动实施的总体情况,对丰富多样的活动类型进行梳理,重点分析认知发展类活动。选取学科概念特色鲜明的两个案例(上海科技馆的“材料侦查员系列科学教育”活动和黑龙江省科技馆的“让运动无所不‘能’”活动)进行重点分析,并总结学科核心概念与科技馆教育活动契合的教学策略。在此基础上,得出基于学科核心概念的科技馆活动设计策略。为接下来的具体活动的设计和实施奠定理论基础。第四章运用“5E”教学模式建构了基于学科核心概念的科技馆教育活动设计框架,并对框架中的要素进行分析。在此基础上,选择物质科学中的基础学科概念“力”,从学情分析、教学资源设计、活动过程设计和评价机制设计四个方面设计“力的初探”主题活动。第五章以基于设计的研究方法对上一章设计的活动进行实践研究。在两轮实践的过程中发现,理论研究所得的活动设计策略:(1)根据科学体系下的学科概念,有选择地确定活动主题;(2)把握学科体系中的核心概念,有逻辑地分解概念内涵;(3)重组分解概念间的脉络关系,有进程地进行整体设计;(4)促进学习过程内的概念同化,有关联地创设教学情境;(5)考虑学习者整体的的接受能力,有意识地调整活动重点。具有实际操作意义。此外,鉴于科学概念的系统性、科技馆学习者的多样性以及教学环境的复杂性,活动实施的过程中需要辅以恰当的教学实施策略来保证学习效果。第六章对研究进行回顾与总结,为未来的相关研究提供参考。