境脈學(xué)習(xí)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(xué)教育學(xué)院,北京 100037; 2. 首都師范大學(xué)初等教育學(xué)院,北京 100037)

為適應(yīng)智能時代的發(fā)展需求,學(xué)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(jī)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(xué)技術(shù)手段,有效整合教學(xué)過程,提升教學(xué)質(zhì)量和效率.利用數(shù)字化科技實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展教學(xué)邊界、創(chuàng)新培養(yǎng)模式、落實(shí)面向未來的新型能力的培養(yǎng)目標(biāo).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(xué)習(xí)者為中心的新型學(xué)習(xí)環(huán)境.

1 場館數(shù)字化資源開發(fā)的現(xiàn)實(shí)背景

1.1 宏觀視域：國家政策的推動

《關(guān)于加強(qiáng)新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》中提出,創(chuàng)造條件豐富內(nèi)容,拓展科學(xué)實(shí)踐活動.在“請進(jìn)來”方面,開展“科學(xué)家(精神)進(jìn)校園”、少年科學(xué)院、流動科技館、流動青少年宮、科普大篷車、科技節(jié)、科學(xué)調(diào)查體驗等活動.在“走出去”方面,組織中小學(xué)生前往科學(xué)教育場所,進(jìn)行場景式、體驗式實(shí)踐活動.[1]2023年下半年全國中小學(xué)教師科學(xué)素質(zhì)提升培訓(xùn)工作中將啟動“館校合作中小學(xué)教師科學(xué)教育實(shí)踐能力提升”項目.由中國科學(xué)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(xué)實(shí)踐活動設(shè)計兩大主題,舉辦教師培訓(xùn),重點(diǎn)提升教師校內(nèi)外科學(xué)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(jìn)與中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源對接,擴(kuò)大博物館教育資源的覆蓋面,有效促進(jìn)正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的邊界融合,已成為重要的教育改革趨勢.

1.2 理論指導(dǎo)：境脈學(xué)習(xí)的意蘊(yùn)

從學(xué)習(xí)科學(xué)研究的視角出發(fā),學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)是一類基于問題解決、綜合運(yùn)用知識、涵育元認(rèn)知素養(yǎng)的學(xué)習(xí)行為,以浸潤型生成性的學(xué)習(xí)方式為主導(dǎo).[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(diǎn),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(xué)習(xí)理論倡導(dǎo)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(jìn)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(xué)前沿、熱點(diǎn)知識等實(shí)體場館不能及時更新的內(nèi)容,尊重學(xué)習(xí)的主體性,滿足學(xué)生學(xué)習(xí)過程的情境需求,體現(xiàn)“境脈”的現(xiàn)實(shí)價值.

1.3 回歸本質(zhì)：學(xué)科育人的需求

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(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(xué)資源,使物理課程的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)資源對學(xué)習(xí)者興趣的吸引,專業(yè)知識的學(xué)習(xí)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(jìn)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(xué)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(diǎn)提供具有樂趣性、啟發(fā)性的物理知識引導(dǎo),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(xué)發(fā)展有重要推動作用,回歸學(xué)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(xué)院共同推動的,旨在利用我國優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)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(xué)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(biāo)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(jìn)、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(jī)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(shí)物館、流動館、科學(xué)普及大篷車和鄉(xiāng)村中學(xué)技術(shù)館等,以滿足不同類型的現(xiàn)代科技館需求,為科學(xué)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持(表1).該館匯集了科學(xué)技術(shù)的多個領(lǐng)域,融合科學(xué)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(xué)傳播中來,從而激發(fā)全社會的科學(xué)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(xué)相關(guān)的資源進(jìn)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(xué)習(xí)興趣

境脈學(xué)習(xí)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(xué)改革的不斷追求.[8]通過實(shí)境感受、交互探索、跨越時空等體驗,促進(jìn)學(xué)生積極參與物理學(xué)習(xí),同時激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探索的興趣和熱情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心,提升學(xué)習(xí)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(xué)生觀察和探索不同尺度、不同地點(diǎn)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(yùn)動、恒星的爆發(fā)等宇宙現(xiàn)象.其次,利用VR實(shí)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(xué)生理解共振使物體晃動,體會當(dāng)達(dá)到一定頻率時,盆中的水形成水花,以波紋的形式向四周擴(kuò)散.

3.2 關(guān)系可視化：建立知識脈絡(luò)

境脈學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性、學(xué)習(xí)過程的情境性和學(xué)習(xí)主體的交互性.強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者內(nèi)部世界對于學(xué)習(xí)的重要性,重視對學(xué)習(xí)者現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的分析.[10]“境脈學(xué)習(xí)”的“脈”強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性,包括學(xué)科知識系統(tǒng)的系統(tǒng)性、條理性;學(xué)習(xí)者已有知識結(jié)構(gòu)與新學(xué)知識的系統(tǒng)與銜接性.數(shù)字化資源幫助學(xué)生在物理學(xué)習(xí)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(xué)生明確不同概念之間的聯(lián)系.物理學(xué)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(jìn).例如,在學(xué)習(xí)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(xué)生理解不同概念之間的銜接和發(fā)展.

3.3 過程可視化：實(shí)現(xiàn)動態(tài)交互

任何學(xué)習(xí)都有三個維度兩個過程.三個維度是內(nèi)容、動機(jī)和互動.兩個過程是學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)文化理念,也是一種有效學(xué)習(xí)的操作范式.[12]課程資源來源于文化選擇,文化、學(xué)生與境脈的動態(tài)交互具有重要價值,學(xué)生生活在文化構(gòu)建的境脈中,如此有“源”的資源,有助于學(xué)生學(xué)習(xí).境脈學(xué)習(xí)理論基于維果茨基的社會文化建構(gòu)主義理論的教學(xué)實(shí)踐探索,主張學(xué)習(xí)是個體和諸多學(xué)習(xí)要素共同參與的實(shí)踐活動.從廣義層面,文化是人類群體的習(xí)得性行為,反映著這個群體的傳統(tǒng),通過群體中個體的學(xué)習(xí)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(jìn)不斷調(diào)整文化來適應(yīng)當(dāng)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(xué)校在內(nèi)的所有學(xué)習(xí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)學(xué)生與文化、境脈之間的有效互動,加深學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

3.4 學(xué)習(xí)終身化：提升科學(xué)素質(zhì)

當(dāng)今正處于開放科學(xué)時代,數(shù)字科技館通過提供、交互式體驗、自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)以及跨學(xué)科教育等方面的措施賦能終身學(xué)習(xí)視角下科學(xué)素質(zhì)的提升.終身學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的連續(xù)性和積極主動性,鼓勵個人主動尋求學(xué)習(xí)機(jī)會和持續(xù)進(jìn)修,增加個人的競爭力和適應(yīng)能力.[13]學(xué)生步入社會后,利用形成的對科學(xué)的認(rèn)識模式、科學(xué)態(tài)度與價值觀等來完成終身化的非正式學(xué)習(xí).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(xué)習(xí)理論與場館數(shù)字化資源結(jié)合來促進(jìn)學(xué)生物理高質(zhì)量學(xué)習(xí)(圖1).從一線數(shù)據(jù)調(diào)查中得知,諸多教師與學(xué)生不了解優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)平臺,沒有深刻認(rèn)識到網(wǎng)站上的資源有重要的科普性.教師為學(xué)生介紹數(shù)字科技館平臺,在學(xué)生需要了解一些相關(guān)科學(xué)知識時,可有效利用該網(wǎng)站,對學(xué)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(xué)教育關(guān)注個體,根本目的是促進(jìn)科學(xué)知識的傳遞、科學(xué)能力的提升與科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng).以境脈學(xué)習(xí)理論為視角,課程資源開發(fā)與利用要遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,滿足知識的系統(tǒng)性,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情境性,尊重學(xué)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(shí)現(xiàn)學(xué)生、文化與境脈之間的生態(tài)互動,有助于學(xué)生“從生活走向物理,從物理走向社會”,為終身學(xué)習(xí)打下夯實(shí)基礎(chǔ),推動社會進(jìn)步和發(fā)展.