境脈學習視域下場館數(shù)字化資源的開發(fā)與利用
——以中國數(shù)字科技館為例

郭宇婧 白 欣

(1. 首都師范大學教育學院,北京 100037; 2. 首都師范大學初等教育學院,北京 100037)

為適應(yīng)智能時代的發(fā)展需求,學科基礎(chǔ)教育應(yīng)充分利用數(shù)字技術(shù),將教育體系中的各要素有機融合.教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐.通過科學技術(shù)手段,有效整合教學過程,提升教學質(zhì)量和效率.利用數(shù)字化科技實現(xiàn)擴展教學邊界、創(chuàng)新培養(yǎng)模式、落實面向未來的新型能力的培養(yǎng)目標.在教育數(shù)字化、教育信息化時代,保證數(shù)字化資源與教育緊密結(jié)合,創(chuàng)造技術(shù)與教育高度協(xié)同、以學習者為中心的新型學習環(huán)境.

1 場館數(shù)字化資源開發(fā)的現(xiàn)實背景

1.1 宏觀視域：國家政策的推動

《關(guān)于加強新時代中小學科學教育工作的意見》中提出,創(chuàng)造條件豐富內(nèi)容,拓展科學實踐活動.在“請進來”方面,開展“科學家(精神)進校園”、少年科學院、流動科技館、流動青少年宮、科普大篷車、科技節(jié)、科學調(diào)查體驗等活動.在“走出去”方面,組織中小學生前往科學教育場所,進行場景式、體驗式實踐活動.[1]2023年下半年全國中小學教師科學素質(zhì)提升培訓工作中將啟動“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升”項目.由中國科學技術(shù)館牽頭,依托全國科技館體系的省、市級科技館,聯(lián)合相關(guān)師范院校,圍繞基于科技館科普資源的項目式課程開發(fā)和科學實踐活動設(shè)計兩大主題,舉辦教師培訓,重點提升教師校內(nèi)外科學教育資源整合能力.[2]利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立區(qū)域博物館資源平臺和博物館青少年教育資源庫,促進與中小學網(wǎng)絡(luò)教育資源對接,擴大博物館教育資源的覆蓋面,有效促進正式學習與非正式學習的邊界融合,已成為重要的教育改革趨勢.

1.2 理論指導：境脈學習的意蘊

從學習科學研究的視角出發(fā),學習發(fā)生在動態(tài)的系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括伴隨個體生命始終的不斷變化的境脈和人.境脈學習是一類基于問題解決、綜合運用知識、涵育元認知素養(yǎng)的學習行為,以浸潤型生成性的學習方式為主導.[3]中國數(shù)字科技館的數(shù)字化資源不僅擁有一般科普性資源所具備的趣味性、逼真性等特點,還擁有情境性、互動性、高度共享性等數(shù)字化特征,與境脈學習理論倡導的“境”與“脈”的結(jié)合極具適配性.通過對中國數(shù)字科技館網(wǎng)站資源進行梳理后可知,該網(wǎng)站資源數(shù)量眾多,能夠滿足知識的系統(tǒng)性.同時,網(wǎng)站收納科學前沿、熱點知識等實體場館不能及時更新的內(nèi)容,尊重學習的主體性,滿足學生學習過程的情境需求,體現(xiàn)“境脈”的現(xiàn)實價值.

1.3 回歸本質(zhì)：學科育人的需求

義務(wù)教育物理課程標準(2022年版)在課程資源的開發(fā)與利用中提出,鼓勵利用現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)和利用多媒體教學資源,使物理課程的學習更加生動、直觀、高效.[4]伴隨場館教育功能的不斷發(fā)展、提升,場館豐富的數(shù)字化學習資源對學習者興趣的吸引,專業(yè)知識的學習和建構(gòu)以及物理課堂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與變革有著積極的推進作用.隨著信息技術(shù)的發(fā)展,新型技術(shù)變革正悄然而至,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)變成推動創(chuàng)新的主要動力.充足的物理課程資源是物理教育教學開展的重要根基.[5]不僅關(guān)注該資源是否能為某些零散的知識點提供具有樂趣性、啟發(fā)性的物理知識引導,在此基礎(chǔ)上,將視角置于場館數(shù)字化資源的合理開發(fā)與利用,對物理教學發(fā)展有重要推動作用,回歸學科育人本真需求.

2 中國數(shù)字科技館簡要介紹

中國數(shù)字科技館(https：//www.cdstm.cn)項目由中國科協(xié)、教育部、中國科學院共同推動的,旨在利用我國優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)科學普及資源優(yōu)勢,建設(shè)一座依托網(wǎng)絡(luò)的全國性等級科學普及信息資源共享服務(wù)平臺.[6]該館在創(chuàng)建之初的總體目標是：集成社會科普資源,凝聚和培養(yǎng)一支高水平的網(wǎng)絡(luò)科普隊伍,建成技術(shù)先進、內(nèi)容豐富的國家級科普資源數(shù)字化服務(wù)平臺,面向公眾開展科普教育,面向科普機構(gòu)提供共享服務(wù),以“集成”和“創(chuàng)新”為場館鮮明特征.[7]

2.1 網(wǎng)頁版塊介紹

中國數(shù)字科技館網(wǎng)站為現(xiàn)代科技館體系提供了一系列信息化應(yīng)用,包括實物館、流動館、科學普及大篷車和鄉(xiāng)村中學技術(shù)館等,以滿足不同類型的現(xiàn)代科技館需求,為科學發(fā)展提供了強有力的支持(表1).該館匯集了科學技術(shù)的多個領(lǐng)域,融合科學與人文,將歷史與未來聯(lián)系起來,提供6大專題、線上線下科普活動、音視頻、圖片庫、直播等數(shù)字化科普內(nèi)容,目的是讓更多人參與到科學傳播中來,從而激發(fā)全社會的科學熱情.

表1 中國數(shù)字科技館網(wǎng)頁各版塊介紹

續(xù)表

2.2 具體資源列舉——以初中物理為例

對中國數(shù)字科技館初中物理教學相關(guān)的資源進行梳理,得到資源索引庫(如表2所示),完整表格見鏈接(https：//fwhdifp1sut.feishu.cn/file/RibTbPFYuopQYMx8yhhcpbQRnfg?from=from_copylink).

表2 8年級上冊第5章——透鏡及其應(yīng)用 資源梳理

續(xù)表

3 境脈視域下場館數(shù)字化資源展現(xiàn)育人價值的路徑探析

3.1 場景可視化：提升學習興趣

境脈學習理論指出,情境能夠解釋知識產(chǎn)生的背景與條件,創(chuàng)設(shè)情真意切、形象生動的情境是教學改革的不斷追求.[8]通過實境感受、交互探索、跨越時空等體驗,促進學生積極參與物理學習,同時激發(fā)學生對科學探索的興趣和熱情,增強學習信心,提升學習質(zhì)量.首先,場館數(shù)字化資源跨越時空限制.通過可視化場景,學生觀察和探索不同尺度、不同地點或不同時間下的物理現(xiàn)象.通過使用天文模擬軟件觀測星系的運動、恒星的爆發(fā)等宇宙現(xiàn)象.其次,利用VR實境感受,以“龍洗盆”為例,直觀演示共振現(xiàn)象.用手摩擦魚洗耳時,盆振動使得盆里的水發(fā)生振動,形成浪花且水珠大量飛濺,同時可以聽到伴隨著魚洗發(fā)出的嗡鳴聲.魚洗盆和龍洗盆,[9]也叫共振盆、洗盆,在古代多用來做洗臉盆.隨著演示人員摩擦兩個銅耳,開始平靜的一盆水,伴隨著嗡嗡的聲響,水花蕩漾.幫助學生理解共振使物體晃動,體會當達到一定頻率時,盆中的水形成水花,以波紋的形式向四周擴散.

3.2 關(guān)系可視化：建立知識脈絡(luò)

境脈學習理論強調(diào)知識的系統(tǒng)性、學習過程的情境性和學習主體的交互性.強調(diào)學習者內(nèi)部世界對于學習的重要性,重視對學習者現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的分析.[10]“境脈學習”的“脈”強調(diào)知識的系統(tǒng)性,包括學科知識系統(tǒng)的系統(tǒng)性、條理性;學習者已有知識結(jié)構(gòu)與新學知識的系統(tǒng)與銜接性.數(shù)字化資源幫助學生在物理學習中建構(gòu)關(guān)系明確的知識脈絡(luò)與框架.以關(guān)系有序組織可視化為例,通過數(shù)字化資源,將物理知識按照邏輯順序組織和呈現(xiàn),使學生明確不同概念之間的聯(lián)系.物理學中的許多概念存在著層次結(jié)構(gòu),從基礎(chǔ)概念到高級概念的逐層演進.例如,在學習電路的過程中,從電流、電壓和電阻等基本概念開始,然后引入電容和電感等更高階的概念.通過有序組織,可以將這些概念按照層次結(jié)構(gòu)展示,幫助學生理解不同概念之間的銜接和發(fā)展.

3.3 過程可視化：實現(xiàn)動態(tài)交互

任何學習都有三個維度兩個過程.三個維度是內(nèi)容、動機和互動.兩個過程是學習者內(nèi)部心智獲得加工的過程,以及個體與環(huán)境之間的互動過程.[11]境脈學習是一種學習文化理念,也是一種有效學習的操作范式.[12]課程資源來源于文化選擇,文化、學生與境脈的動態(tài)交互具有重要價值,學生生活在文化構(gòu)建的境脈中,如此有“源”的資源,有助于學生學習.境脈學習理論基于維果茨基的社會文化建構(gòu)主義理論的教學實踐探索,主張學習是個體和諸多學習要素共同參與的實踐活動.從廣義層面,文化是人類群體的習得性行為,反映著這個群體的傳統(tǒng),通過群體中個體的學習得以傳承與發(fā)展.文化具有十分明顯的動態(tài)本質(zhì),構(gòu)成文化共同體的人們繼承文化,又隨著時間的推進不斷調(diào)整文化來適應(yīng)當下的生活,并且提出時代的見解與思想融入原有的文化主體,使文化成為生生不息的系統(tǒng).包括學校在內(nèi)的所有學習場域都是由文化形塑并且在社會境脈中構(gòu)建的.選擇具有社會文化代表性的場館資源進入物理課堂,從資源本身出發(fā)構(gòu)建境脈,在發(fā)展性的課堂中實現(xiàn)學生與文化、境脈之間的有效互動,加深學生的學習效果.

3.4 學習終身化：提升科學素質(zhì)

當今正處于開放科學時代,數(shù)字科技館通過提供、交互式體驗、自主學習和個性化學習以及跨學科教育等方面的措施賦能終身學習視角下科學素質(zhì)的提升.終身學習強調(diào)學習的連續(xù)性和積極主動性,鼓勵個人主動尋求學習機會和持續(xù)進修,增加個人的競爭力和適應(yīng)能力.[13]學生步入社會后,利用形成的對科學的認識模式、科學態(tài)度與價值觀等來完成終身化的非正式學習.此時,尤為凸顯一線教師將場館資源引入物理課堂具有深刻的意義.本研究基于教育的根本目的——培養(yǎng)全面發(fā)展的人.在資源梳理后,提出境脈學習理論與場館數(shù)字化資源結(jié)合來促進學生物理高質(zhì)量學習(圖1).從一線數(shù)據(jù)調(diào)查中得知,諸多教師與學生不了解優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)平臺,沒有深刻認識到網(wǎng)站上的資源有重要的科普性.教師為學生介紹數(shù)字科技館平臺,在學生需要了解一些相關(guān)科學知識時,可有效利用該網(wǎng)站,對學生未來發(fā)展有重要意義.

圖1 境脈視域下場館數(shù)字化資源育人路徑圖

4 結(jié)語

科學教育關(guān)注個體,根本目的是促進科學知識的傳遞、科學能力的提升與科學態(tài)度的培養(yǎng).以境脈學習理論為視角,課程資源開發(fā)與利用要遵循學生的學習心理,滿足知識的系統(tǒng)性,創(chuàng)設(shè)學習的情境性,尊重學生主體需要和課程資源之間的互動性.置身于場館資源構(gòu)建的境脈中,實現(xiàn)學生、文化與境脈之間的生態(tài)互動,有助于學生“從生活走向物理,從物理走向社會”,為終身學習打下夯實基礎(chǔ),推動社會進步和發(fā)展.