随着科学技术的飞速发展,公众科学素养水平的提升受到全球各国的广泛关注。科技馆作为非正式学习情境的典型代表,在科学教育领域中发挥着极其重要的作用,其教育功能日益倍受重视。但是,科技馆事业蓬勃发展的同时,其教育功能却未得到良好的发挥,学习单作为科技馆和学校教育合作的有效工具,恰好可以解决这个问题。但是,有关学习单的研究尚处于初步探索阶段,学习单的盲目开发、学习单的设计如同考卷等现象普遍存在。那么,如何设计科学有效的学习单值得深入探讨。已有的研究大多是有关博物馆中学习单的设计研究,涉及科技馆学习单设计研究的寥寥无几,面向不同群体的科技馆学习单设计研究更是无从谈起,家庭群体作为科技馆的主流参观群体,尝试探索面向家庭群体的科技馆学习单设计研究对于优化科技馆的教育功能具有重要意义。科技馆教育具有实物教育资源丰富和自由参观的典型特征,在创设情境方面具有得天独厚的优势,能够营造出一种“与科学家真实的工作环境一样的氛围”,它与探究学习之间存在着必然的联系。因此,本文基于“探究学习”的理论视角探索了面向家庭群体的科技馆探究式学习单的设计研究,以此来优化科技馆的教育功能、提升学习者的参观质量。在梳理非正式科学学习、科技馆教育、学习单、亲子互动的相关文献以及对国内外典型的学习单案例进行探究性分析的基础上,本文发现面向家庭群体的科技馆探究式学习单设计应该遵循涉及具有吸引力的展品、提供展品的位置引导和参观引导、围绕一定主题或核心问题设计、设计观察类、操作类、思考/判断类、想象/推测类问题、设置丰富多样的题型、引导学生向家长询问、与家长交流的原则。本文在该原则的基础上又结合5E探究教学模式,构建了面向家庭群体的科技馆探究式学习单的设计框架,具体包括观察展品、提出问题、自主探究、形成解释、拓展应用、交流评价六个部分。为了检验设计原则与设计框架的可靠性和有效性,本文通过分析科技馆展品、科学课程标准与科学教材,结合对于学习单使用对象的参观态度、已有知识水平和生活经验的调查,依据面向家庭群体的科技馆探究式学习单的设计原则与框架,针对中国地质大学逸夫博物馆地球奥秘展厅中“大自然的雕塑家”展区,设计开发了供亲子家庭(小学四、五年级的学生与其父母组成的亲子家庭)使用的《神奇地貌大考察》学生学习单和家长指导单,并通过向学科领域专家、科学教育研究者、科技馆工作者以及科学教师等专家咨询反馈意见与建议,对学习单进行了两轮的迭代设计,在不断修改完善的基础上,最终确定适合亲子家庭使用的学生学习单和家长指导单。通过各位专家的反馈来看,依据本文所设计的原则与框架设计开发面向家庭群体的科技馆探究式学习单,能够较好地引导学生去探究发现,建构新知,从而提升参观者的参观质量、优化科技馆的教育功能。