校外科技教育數字化轉型發展的探索與思考

摘 要：通過豐富課后服務內容、構建科技教育的社會氛圍、改變學習方式以及激發教師探索新型科技教育方式，校外科技教育的數字化轉型為青少年提供了多樣化的科技活動、深度學習的實踐體驗。上海市科技藝術教育中心等單位的實踐表明，利用數字化技術整合教育資源，可有效支持“雙減”政策的落地，從而促進教育公平。科技教育數字化轉型發展需要全要素協同，包括教育目標、教育內容、教育實踐、教育資源和教育評價之間相互配合；加強數字基座建設，實現教育資源的聯動與協同；此外，提升師生的數字素養，建立多元化的培養模式也是重要路徑。通過上述措施，校外科技教育能更好地滿足學生的個性化需求，培養適應未來社會的創新人才。

關鍵詞：數字化轉型；科技教育；校外教育

中圖分類號：G521 文獻標識碼：A 文章編號：1004-8502（2024）04-0024-08

作者簡介：田睿芳，上海市科技藝術教育中心教師，中學一級。

一、校外科技教育轉型發展是時代發展的迫切需求

黨的二十大報告首次將教育、科技、人才三大領域融合為一個整體，進行了全面而深遠的統籌規劃和部署。這一創新性布局標志著在推進社會主義現代化國家建設全局中，教育被賦予了新的使命與任務。在黨的二十大報告中，教育創新被視為激發社會活力的源泉，科技發展被確認為國家進步的重要驅動力，人才培養被強調為實現民族復興的關鍵支撐。這三者的有機結合，將形成推動社會全面進步的強大動力，為全面建設社會主義現代化國家提供堅實的基礎和保障。在這樣的宏觀背景下，“推進教育數字化”戰略決策首次被明確提出并寫入報告，這不僅預示著教育模式的一次重大革新，也為教育的未來發展指明了方向。推進教育數字化，就是利用現代信息技術手段，打破傳統教育的時空限制，為構建更加開放、靈活、個性化的教育環境提供可能，從而更好地適應數字時代的需求。校外科技教育作為這一戰略布局的重要組成部分，其轉型發展對于培育未來的創新英才具有不可替代的作用。面對新的發展機遇，校外科技教育需要與時俱進，通過整合社會優質資源、創新教育模式、運用現代信息技術等手段，不斷優化教育內容和教育形式，培養出更多具有國際視野、創新精神和實踐能力的人才。這對于豐富國家人才儲備、提升國家科技實力、推動社會和諧發展以及實現社會主義現代化國家的宏偉目標，具有深遠的戰略意義。

二、校外科技教育數字化轉型發展的意義和價值

（一）豐富課后服務內容，實現科技教育資源多樣化和個性化

2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》（以下簡稱“雙減”政策），明確提出要提升學校課后服務水平，滿足學生多樣化需求。數字化技術的引入，如互聯網、移動應用、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、3D打印等，促使教育領域發生革命性的變化。這些技術的多樣性為教學情境和學習工具的創新帶來無限可能。首先，數字化平臺作為擁有豐富資源的樞紐，有助于學生和教育者輕松訪問并利用全球的科技教育資源；遠程學習打破了時間和空間的界限，有助于學生在課后隨時隨地參與到科技教育活動中。其次，社交網絡等數字化工具極大地促進了學生、教師、行業專家之間的互動與交流，從而提升了學習的社交性和互動性。再次，數字化資源的快速更新，確保了學生能夠及時了解和學習最新的科技發展情況和研究成果。最后，數字化技術還為開展多樣化的課外科技活動提供了支持，如在線競賽、虛擬科技節等，這些活動不僅增加了學習的趣味性，也拓寬了學生的視野，激發了他們的創造潛能。總之，數字化轉型為校外科技教育的發展注入了新的活力。

（二）匯聚各方力量，營造全社會參與科技教育的環境

科技教育社會氛圍的營造是一項系統性工程，它依賴于多維度的參與、評估及精心培育。公眾的廣泛參與、高質量的科普活動、社會大眾的科學素養水平、輿論的正向引導、科技資源的開放與共享等因素，構成了科技教育持續發展的基石。在數字化技術的加持下，分散于社會各個角落的科技教育資源可以匯集起來，在統一的平臺上進行交流與共享。數字化媒體的運用，不僅為科技教育的普及與傳播提供了新途徑，而且為營造科技教育氛圍、吸引社會大眾參與提供了新動力。這種由社會共同參與的科技教育生態，不僅能夠促進知識的傳播和智慧的碰撞，還能夠激發出創新的火花，為國家的科技進步和人才培養提供強有力的支撐，有助于塑造充滿生機、包容開放、持續發展的科技教育的社會氛圍。

（三）改變學習方式，提供深度學習的實踐體驗

《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》提出，聚焦我國學生發展核心素養，培養“有理想、有本領、有擔當”的時代新人。核心素養的培養與深度學習密切相關。深度學習要求以學生為中心，通過引導學生進行自主探究、合作學習和項目實踐，培養學生獨立思考、解決問題和科技創新的能力。美國HTH高中（High Tech High School， HTH）通過項目式的傳統課堂學習帶動深度學習，但該項目需要大量優秀教師與頂級課程資源，以及大量的人力和財力，其深度學習實踐方式很難被復制[1]。幸運的是，數字化技術的興起為破解這一難題提供了可能。通過引入互動式和探究式學習，教育者能夠引導學生主動參與到學習過程中，激發他們的好奇心和求知欲。利用項目式學習（Project-Based Learning， PBL）等教學策略，教育者鼓勵學生解決真實世界中的問題，這樣的教學模式不僅增強了學生的批判性思維和創造力，還提升了他們解決復雜問題的能力。同時，科技的融入，為學生提供了沉浸式的學習體驗，例如使用虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術，使他們能夠在模擬環境中親身體驗和探索，從而加深他們對知識的理解和記憶。這種學習方式的變革，使青少年的學習不再受限于傳統的課堂講授模式，而是變得更加生動、直觀，并且更加側重實踐導向，為他們未來的學習和發展奠定了堅實的基礎[2]。

（四）增強教學效能，激發教師對新型科技教育方式的探索

在數字化技術的引領下，校外科技教育在教育內容的精選、教學手段與理念的更新及評價體系的構建等方面，較傳統教育模式要求均有顯著提升。 數字化轉型激勵教師們勇于探索，不斷嘗試新的教學方法，以提升學生的課堂參與度和內在學習動機。它為教師提供了一個資源豐富的平臺，促使他們不斷拓寬知識視野、更新教學理念。數字化轉型鼓勵教師們積極參與科技教育的創新項目，通過實踐不斷探索教育的新模式、新路徑，這不僅豐富了教師的教學手段，也為他們的專業化成長提供了寶貴機會[3]。評價體系也在數字化的影響下更加科學和全面。它不再僅僅依賴單一的考試成績，而是通過多維度、多角度的評價方式，全面考查學生的知識掌握、能力發展和創新精神。這樣的評價體系更加注重學生的全面發展，更能激發學生的潛能，促進其綜合素質的提升。

三、校外科技教育數字化轉型發展的路徑

（一）加強數字技術優化，實現校外科技教育的全要素協同

全要素協同指在科技教育實踐活動中，教育目標、教育內容、學習實踐、教學資源、教學評價等要素之間的相互配合與協作。在數字化轉型的背景下，要求科技教育以數據為基礎，通過充分利用大數據、人工智能、云計算等技術來優化青少年科技教育全過程，促使科技教育各個環節之間的聯系和相互作用更加緊密、科學和高效，實現校外科技教育全要素協同[4]。

1.校外科技教育的目標

明確校外科技教育轉型的核心目標，確保所有教學要素為這一目標服務。數字化轉型背景下的校外科技教育目標的確立，應集中于數字化所能帶來的優勢和變革，具體體現在科技教育將更加普及化、個性化、高效化和公平化。

2.校外科技教育內容與方法的優化

利用5G、VR、人工智能等技術，可對科技教育的內容和方法進行全面優化和改進，使其更加貼近學生的實際需求，并充分體現數字化時代的特點。例如，建立數字化科技教育資源平臺，能夠促進教學資源的共享和優化配置，進一步提升教學質量。雖然數字技術能夠提供豐富多樣的教學資源，但也需要采用更為靈活和創新的教學方法，以適應數字化轉型的需求，確保學生更好地掌握科學知識和科技技能。

3.評估與反饋的即時性

對教學過程中各項數據的收集，使構建數字化教學評價體系具有可能性。數字化教學評價體系可以實時跟蹤學生的學習情況并給予反饋，以便及時調整科技教育策略。通過全要素協同，校外科技教育單位可以更好地實現數字化轉型的目標，從而提高教育教學的效率和質量。

（二）加強數字基座建設，實現社會優質科技教育資源的聯動和協同

培養創新人才是新時期黨和國家提出的重大任務，也是實現現代化建設的必然要求。然而，目前青少年科技教育所需的大量資源，包括機器人、應用物理、生物環境等領域的知識、教育素材和實驗設備，還未有效整合，也未能形成校外科技教育系列課程，更難以真正聚合各類高校、場館、企事業單位等不同領域和機構，因此，無法發揮對青少年科技教育的指導與引領作用。而數字基座包括云計算、大數據、人工智能等先進技術，可以支持在線教育、智能教學、數據分析等多種應用，為教育改革和發展提供有力支撐[5]。因此，通過建設校外科技教育數字基座，匯集各類優質科技教育資源；通過數字化技術整合、利用好各級各類教育資源，促進校外教育與各類教育機構、行業企業的合作，實現教育系統內的教育資源與社會教育資源的共享與互動，建立可標準化的科技教育課程；充分發揮公益性校外教育資源投入的可持續性、教育內容的先進性、教育指導的專業性，為每一個學生成為創新型人才提供培育環境，這些都是校外科技教育的重要使命。

（三）提升師生在數字領域的綜合素質和能力水平

1.完善多元協同的數字素養培育機制

校外科技教育的優勢在于，跨界合作與資源整合能夠超越傳統校園的邊界，利用校內外的一切資源和機會，為學生提供更加廣泛、深入和多樣化的學習體驗。因此，校外科技教育機構可以與圖書館、博物館、科技館等機構建立合作關系，共同開發數字教育資源，聯合組織活動，實現資源共享；利用網絡平臺，為學生和教師提供電子圖書、在線課程、虛擬實驗室等數字資源，供他們免費或低成本使用；與社區合作，舉辦有關數字素養活動，提高家長和學生的數字素養意識；與企業合作，引入最新的數字技術和設備，為學生提供實踐和體驗的機會。

2.開展多層次、多樣態的教師研訓活動

校外科技教育工作者的數字化能力水平是推動科技教育數字化改革的關鍵因素。依據教育部發布的《教師數字素養》教育行業標準，明確教師數字素養的框架和要求，包括數字化意識、數字技術知識與技能、數字化應用、數字社會責任和專業發展等方面。根據這一標準開展多樣化的教研、教學活動，幫助教師了解和掌握在校外科技教育中選擇數字化設備、軟件、平臺的原則與方法，以及運用數字評價工具對學生學習情況進行分析的方式和方法。

四、校外科技教育數字化轉型發展的實踐探索

（一）服務學校科技教育需求的資源共享

青少年校外科技教育資源是多層面、多元化的綜合資源，廣泛存在于家庭、社區和社會中。通過實施校外科技教育數字化，實現科技教育資源的整合與開放，能夠超越地域限制進行跨區域、跨行業的資源整合，通過協調統籌，構筑社會各部門聯建的校外科技教育數字化基座，豐富科技教育數字資源和服務供給，從而實現教育資源活化，拓展校外科技教育的發展空間[6]。

自2021年以來，上海市科技藝術教育中心以建設上海學生素質教育優質資源平臺為重點，啟動開展了校外教育數字化戰略行動，為青少年舉辦了豐富的科技、藝術等活動。平臺設有在線公益課程、進校服務課程、校外行走課程、專項品牌資源、主題活動展示、資源導覽等二級欄目，多樣化的教育資源為青少年提供了豐富的課后選擇活動。校外教育單位充分發揮數字教育資源作用，應用互聯網與數字資源重構課后服務，形成了新的校外科技教育智能化服務供給結構，從而保障“雙減”政策的落地。

（二）借助數智融合的科技教育活動創新迭代

在當今科技快速發展的時代，創新驅動成為新時代教育改革的核心理念。隨著教育數字化轉型的深入發展，借助數智融合創新科技教育項目設計是必然選擇。在科技教育項目的設計中，上海校外科技教育教研組引入人工智能、信息技術等課程內容，搭建虛擬實驗室，加強跨學科融合，創建了青少年人工智能挑戰大賽、AI創新月等活動，以培養適合未來社會發展的創新型人才。

創新型科技教育空間以數字化、網絡化、智能化為核心，為科技教育實踐提供了強有力的支撐。它連接科技教育在整個過程中產生的各類數據，建立素質教育大數據，通過對數據的跟蹤和管理獲得學生綜合素質教育個人畫像，讓學生和家長能夠獲取科技教育成果的反饋，促進科技教育活動高效、高質量開展。例如，“上海市青少年科學研究院”項目經歷了數字融合、數據驅動的創新過程，體現了教育數字化的三類典型的有效模式。第一，以打造區域特色品牌活動為載體，進行了培養青少年科技創新后備人才的探索與實踐，采用以項目式學習為核心的數字化科技教育模式，在學生完成項目的整個過程中收集相關數據，形成完整的培養過程報告。第二，充分利用數據化資源，發揮校外教育活動形式靈活、內容豐富的特點和優勢，在實踐中探索激活數據要素潛能，通過數據流和業務流連接各環節，形成了“以學生主體興趣為基礎的自主選擇機制、以項目實踐為特征的深入學習機制、以創新課題研究為載體的數據驅動機制、以導師制為保障的交流指導機制模式、以過程自主發展為留痕的評價考核機制”的全要素協同培育方式。第三，通過數據化整合社會資源，利用數據分析和平臺支撐，聯合各研究院所和高校及社會科學實踐基地，建立了科技創新后備人才多方協同培養的模式。

上海校外科技教育活動項目也在嘗試創設現實環境與VR相結合的互動教學場景，提高學生的實踐與創新能力。2022年，上海國際青少年科技博覽會嘗試設計了虛擬展廳，虛擬展廳呈現出以下特點。

1. VR場景設計。虛擬展廳和線下展廳同步進行，仿照實體展廳布局的樣式，采用VR場景設計，在虛擬環境中全面、立體地呈現了青少年科技博覽會整體面貌，使參觀者獲得完全沉浸式體驗，實現情境學習，促進知識遷移。

2.內容的完整性。虛擬展廳展出了全部青少年科技創新成果，由機器人模擬解說。除學生作品外，青少年科技博覽會期間所有活動及分會場，如直播間、峰會、科技教育創新資源展、明日科技之星等相關內容全部呈現，方便參觀者了解此項目的全部內容，包括項目發展的歷史及對未來的展望。

3.無時空限制的登錄途徑。學生可以在任何時間、任何地點登錄展廳進行參觀學習，其開放靈活的進入方式增強了學生學習的主動性。

4.設計的美觀性。虛擬展廳的設計充滿活力，到處可見富有吸引力的審美元素，努力為參觀者提供較好的學習體驗。

（三）匯集各方力量的科技教育活動組織協同

構建多主體共同投入、協同參與的“大科學教育”新格局[7]，是推動科技教育創新發展的關鍵。多主體協同參與指學校、政府、科研機構、高校、社會機構和企業等各類主體共同參與，通過常態化的“校—社”聯動，拓展科技教育發生場景，提供沉浸式學習空間和情境，在共同的數字生態系統中進行協作并共享信息。在校外科技教育數字化轉型發展中，協同發展、合作共享的活動組織方式經過探討論證，已被采納并應用。

目前，上海校外科技教育領域建立了創客教育聯盟、學生創新實踐工作站，宗旨是通過協同合作建立科技教育的“大校外”，利用現代化信息技術手段，打破時間、空間、組織的界限，實現多元主體間的深度協作與資源共享，以數據驅動推進學校、企業、研究機構等社會組織的深度合作，推動社會各界力量共建校外科技教育，共同為培養創新人才貢獻力量。這種模式的核心是摒棄傳統的中心化管理結構，轉而采用網絡化、分布式的組織形式，以促進更廣泛的參與和更高效的資源共享。具體表現為以下三點：通過建立開放的在線平臺，如學生素質教育優質資源平臺，為師生提供信息交流和資源共享的場所，促使各個教育項目被廣泛評價和推薦；推動跨界合作，鼓勵校外教育機構與非教育領域的企業、科研機構建立合作關系，共同開發科技教育項目，實現知識和技術的轉移；通過用戶反饋和數據分析，建立教育項目的評價體系，激勵教育供給者不斷提升服務質量。

五、反思與建議

現代技術井噴式涌現，尤其是具有顛覆性的技術（Disruptive Technology），已對教育界產生了革命性的影響，不僅打破了傳統的教育界限，更引領了教育模式的創新和演變，催生出眾多新興的教育子領域。

教育領域數字化轉型的過程是一個復雜且持續的探索過程，需要不斷地實踐、反思和總結。在這個動態演進的過程中，校外科技教育的組織結構和運作方式面臨著迭代升級的極大需求。數字化轉型不僅要求更新技術設備，更要求校外科技教育以數據流為中心，創新管理思路和決策過程。此外，針對青少年科技創新活動的評價標準，也需要進行深入研究后再制定，以確保能夠準確衡量和激勵青少年在科技創新方面的成果表現和發展潛力。這一領域的研究空間極為廣闊，涉及教育理論、教學方法、學習工具、評價體系等諸多方面。隨著科學技術的不斷進步和教育實踐的日益豐富，我們有理由相信，未來的科技教育將更加靈活、高效且更具個性化，從而能夠更好地滿足學習者的需求，最終培養出更多具有實踐能力和創新精神的人才。

【參考文獻】

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[3] 孫熠涵，劉勝西.數字化轉型背景下高職院校教師信息化教學能力提升策略研究[J].教育信息化論壇， 2023（10）：12-14.

[4] 范佳榮，鐘紹春.人工智能技術引領下課堂教學數字化轉型的本質認識、實踐困境與突破路徑[J].教育學研究，2023（04）：11-18.

[5] 吳永和，朱麗娟，卜洪曉，等.教育數字化轉型試點工程：教育數字基座建設標準體系研究[J].中國教育政策評論，2022（01）：35-59.

[6] 陸曄.新時代上海校外教育現代化育人體系的構建[J].現代教學，2021（08）：4-8.

[7] 鄭永和，蘇洵，謝涌，等.全面落實做好科學教育加法 構建大科學教育新格局[J].人民教育，2023（19）： 12-16.

Exploration and Reflection on the Digital Transformation and Development of After-school Science amp; Technology Education

TIAN Rui-fang

（Shanghai Education Center for Art， Science amp; Technology）

Abstract： By creating a social atmosphere for science amp; technology education， enriching after-school service contents， changing learning methods， and inspiring teachers to explore new forms of science amp; technology education， the digital transformation of after-school science amp; technology education has provided young people with diverse technological activities and practical experiences for deep learning. The practice at organizations such as Shanghai Education Center for Art， Science amp; Technology has shown that digital technologies can integrate educational resources， support the effective implementation of \"double reduction\" policy， and thereby promote educational equity. The digital transformation and development of science amp; technology education requires the coordination of all elements， including educational goals， contents， practices， resources， and evaluation. It also needs to strengthen the construction of digital infrastructure to achieve linkage and collaboration of educational resources. In addition， it is an essential path to enhance the digital literacy of teachers and students and establish diversified training models. The above measures can make after-school science amp; technology education better meet the personalized needs of students and cultivate innovative talents who can adapt to the future society.

Keywords： Digital Transformation; Science amp; Technology Education; After-school Education