數(shù)字化應(yīng)用背景下校本化綜合實(shí)踐課程的建設(shè)與實(shí)施

摘要：本文詳細(xì)描述了“靈動(dòng)的海洋VR博物館”課程如何通過跨學(xué)科綜合實(shí)踐與數(shù)字技術(shù)賦能，引導(dǎo)學(xué)生深入探索海洋動(dòng)物的生態(tài)和行為特征。該課程利用VR、AI和交互式學(xué)習(xí)單等現(xiàn)代技術(shù)，提供沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)觀察能力、編程能力、創(chuàng)新思維能力和合作能力。學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作和互動(dòng)評(píng)價(jià)，提升了綜合素質(zhì)，展現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科綜合實(shí)踐；數(shù)字技術(shù)賦能；創(chuàng)新思維培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）03-0093-04

課程背景

教育部發(fā)布的《教師數(shù)字素養(yǎng)》標(biāo)準(zhǔn)和中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)印發(fā)的《提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能行動(dòng)綱要》對(duì)中小學(xué)師生的數(shù)字素養(yǎng)提出了明確要求：“教師需要具備信息技術(shù)知識(shí)和技能，能夠靈活運(yùn)用數(shù)字工具和資源進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施，推動(dòng)課堂教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。學(xué)生需要掌握基本信息技術(shù)知識(shí)和技能，具備信息獲取、處理和創(chuàng)新運(yùn)用的能力，能夠安全、合理地使用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、交流和創(chuàng)造。”

在數(shù)字化應(yīng)用背景下，綜合實(shí)踐課程的建設(shè)和實(shí)施應(yīng)當(dāng)注重五育融合和跨學(xué)科的育人要求。五育融合強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全面發(fā)展，不僅注重學(xué)科知識(shí)的傳授，更重視學(xué)生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，而跨學(xué)科的育人要求則要求學(xué)生能夠超越單一學(xué)科的邊界，進(jìn)行跨學(xué)科的綜合思考和學(xué)習(xí)。這種要求不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科知識(shí)，更能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、探究精神和解決實(shí)際問題的能力。

隨著科技的不斷發(fā)展，國家對(duì)學(xué)生跨學(xué)科綜合素養(yǎng)的要求不斷提高，而目前的跨學(xué)科綜合實(shí)踐課程學(xué)習(xí)還存在一些問題，如缺乏針對(duì)學(xué)生個(gè)性化需求的活動(dòng)設(shè)計(jì)、學(xué)科之間的整合不夠緊密、實(shí)踐操作和實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會(huì)有限等。這些問題導(dǎo)致實(shí)踐活動(dòng)的不完整和不充實(shí)，無法進(jìn)行充分的環(huán)境體驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)踐。為了解決這一問題，筆者依托SFI（Science for Inquiry）課程資源，利用海洋VR博物館的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)了名為“靈動(dòng)的海洋VR博物館”的校本綜合實(shí)踐活動(dòng)課程，克服跨學(xué)科綜合實(shí)踐課程活動(dòng)的時(shí)空限制，不僅為學(xué)生提供更加豐富和多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還通過在線資源庫創(chuàng)設(shè)豐富的學(xué)習(xí)資源，拓寬學(xué)生的知識(shí)面和學(xué)科視野，培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握和運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的能力以及創(chuàng)新能力。

課程目標(biāo)

①深入了解海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本組成及其運(yùn)作方式，認(rèn)識(shí)主要的海洋動(dòng)物及其生活習(xí)性。

②學(xué)會(huì)并掌握CoSpaces等編程工具的基礎(chǔ)知識(shí)，創(chuàng)造虛擬互動(dòng)內(nèi)容。

③探索和解決有關(guān)海洋生物的問題，尋找海洋動(dòng)物的特點(diǎn)，理順序列，把握要領(lǐng)，利用數(shù)字化工具記錄、創(chuàng)意設(shè)計(jì)海洋動(dòng)物的動(dòng)畫作品。

④在創(chuàng)建虛擬博物館陳列展品的過程中，培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新能力。

⑤通過學(xué)習(xí)海洋生態(tài)，認(rèn)識(shí)到海洋與全球各地文化和生活的聯(lián)系，激發(fā)對(duì)海洋世界的興趣，培養(yǎng)好奇心和探索精神，增強(qiáng)保護(hù)海洋和自然環(huán)境的意識(shí)。

⑥在團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中學(xué)習(xí)協(xié)作與溝通，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力。

課程內(nèi)容

課程內(nèi)容（如圖1）以海洋動(dòng)物為對(duì)象，從動(dòng)物生存環(huán)境的分布著眼，設(shè)計(jì)了16個(gè)由淺入深的實(shí)踐活動(dòng)。前15個(gè)活動(dòng)在內(nèi)容板塊上由淺入深地架構(gòu)起以“向陽者的快樂（有光區(qū)）”“潛伏者的自在（弱光區(qū)）”和“吞噬者的故鄉(xiāng)（黑暗區(qū)）”三大單元為主線的遞進(jìn)式框架，根據(jù)學(xué)生對(duì)動(dòng)物的認(rèn)知規(guī)律，在每個(gè)單元板塊中輔以5個(gè)代表性動(dòng)物遞進(jìn)式地開展主題活動(dòng)。同時(shí)，穿插CoSpaces編程技術(shù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用。第16個(gè)活動(dòng)讓學(xué)生用之前所學(xué)，以小組為單位，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)博物館陳列區(qū)域，并在“三個(gè)助手”平臺(tái)上呈現(xiàn)并分享團(tuán)隊(duì)成果。

課程實(shí)施的對(duì)象

課程實(shí)施的對(duì)象是四年級(jí)有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生，他們具有基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)操作能力、自主探究能力和團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，但他們解決復(fù)雜問題的能力仍在初級(jí)階段，需結(jié)合數(shù)字化學(xué)習(xí)方式弱化項(xiàng)目的難度，充分整合學(xué)科知識(shí)和跨學(xué)科技能，設(shè)計(jì)具有吸引力、挑戰(zhàn)性、真實(shí)有效的活動(dòng)。

課程實(shí)施

在本課程實(shí)施的過程中，筆者將其分為“情境創(chuàng)設(shè)，發(fā)布任務(wù)——漸進(jìn)探究，鋪墊挑戰(zhàn)——實(shí)踐操作，團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)——成果分享，拓展延伸”四個(gè)環(huán)節(jié)（如下頁圖2），運(yùn)用“三個(gè)助手”中的“互動(dòng)學(xué)件”和CoSpaces平臺(tái)上的互動(dòng)空間全面掌握學(xué)生的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果，進(jìn)而提供個(gè)性化的指導(dǎo)，幫助學(xué)生深入研究和了解海洋動(dòng)物。下面，筆者以校本化跨學(xué)科實(shí)踐課程“靈動(dòng)的海洋VR博物館”第一模塊“向陽者的快樂”（有光區(qū)）第四課時(shí)——《手舞足蹈的蟹》為例，介紹活動(dòng)的具體開展情況。

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)，發(fā)布任務(wù)

（1）自制視頻，創(chuàng)建電子閱讀包

教師通過發(fā)布視頻引發(fā)學(xué)生對(duì)海洋動(dòng)物“蟹”的思考和探索欲望。同時(shí)，利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)建音畫同步的電子閱讀包，將蟹的生活習(xí)性、生存作用、家族成員、繁殖方式、營養(yǎng)價(jià)值、外部體征等相關(guān)的學(xué)習(xí)資源整合在一起，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和查閱。

（2）交互型學(xué)習(xí)單，助力學(xué)生自測自主學(xué)習(xí)成效

教師利用不同的互動(dòng)學(xué)件幫助學(xué)生探究蟹的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和問題解決能力。例如，運(yùn)用“鍵盤預(yù)設(shè)填空”控件讓學(xué)生在“生存作用”的學(xué)習(xí)單上填選答案，了解蟹在海洋生態(tài)系統(tǒng)中如何生存；采用“連線”控件，讓學(xué)生進(jìn)行蟹族成員配對(duì)，完成“家族成員”學(xué)習(xí)單，了解蟹族中的大部分成員已經(jīng)成為餐桌上的美食；在“營養(yǎng)價(jià)值”的學(xué)習(xí)單上運(yùn)用“判斷”控件，了解蟹的營養(yǎng)豐富等知識(shí)；將“簡單選擇”控件設(shè)置在“生活習(xí)性”的學(xué)習(xí)單上，完成選項(xiàng)任務(wù)，了解蟹是夜行性和雜食性動(dòng)物；在“外部體征”學(xué)習(xí)單上設(shè)置“圖片拖動(dòng)”控件，由學(xué)生拖動(dòng)蟹身體部件的名稱，組裝一只完整的蟹，幫助學(xué)生了解蟹的身體構(gòu)造，知道蟹外部堅(jiān)硬的甲殼能保護(hù)它不受天敵的侵害。

環(huán)節(jié)二：漸進(jìn)探究，鋪墊挑戰(zhàn)

（1）雙線融合，觀察螃蟹運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

本課程圍繞蟹在正常狀態(tài)下橫向爬行、遇到阻礙繞道爬行、遇到攻擊翻轉(zhuǎn)身體等運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行探究。

線上：學(xué)生佩戴VR眼鏡觀察虛擬場景中各種蟹的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，明確蟹的運(yùn)動(dòng)方式和它的身體結(jié)構(gòu)、生存環(huán)境密切相關(guān)。

線下：研究活體螃蟹在“正常狀態(tài)、被攻擊、翻轉(zhuǎn)身體”時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，記錄并上傳實(shí)驗(yàn)的觀察過程。

（2）CoSpaces設(shè)計(jì)動(dòng)感螃蟹

學(xué)生運(yùn)用動(dòng)畫制作和動(dòng)作編程在CoSpaces平臺(tái)完成初級(jí)目標(biāo)和進(jìn)階任務(wù)。初級(jí)目標(biāo)是簡單動(dòng)作。學(xué)生先從素材庫拖拽元素“蟹”至海洋環(huán)境中，隨后對(duì)蟹設(shè)置“walk”動(dòng)畫，再打開CoBlocks，在代碼中設(shè)置蟹的動(dòng)作程序（在5秒內(nèi)移動(dòng)crab3米向左，原路返回后，在5秒內(nèi)順時(shí)針360°轉(zhuǎn)動(dòng)crab）。進(jìn)階任務(wù)是添加蟹避開障礙物的動(dòng)作軌跡。學(xué)生可以在代碼模塊中完成蟹“繞開障礙物”或“沿著障礙物表面爬行，最終成功越過障礙物”的預(yù)設(shè)方案，并對(duì)兩個(gè)預(yù)設(shè)方案進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)螃蟹的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作效果。

環(huán)節(jié)三：實(shí)踐操作，團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)

學(xué)生以3人為一組合作參與團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)，共同設(shè)計(jì)“蟹樂園”的作品。在作品創(chuàng)作的討論中，借助“三個(gè)助手”平臺(tái)上的AI助手，對(duì)已有的作品和介紹作品的文字描述進(jìn)行二次創(chuàng)作，豐富海洋場景，使表達(dá)富有創(chuàng)意。

（1）借助AI美化海洋環(huán)境

在“蟹樂園”的創(chuàng)作過程中，學(xué)生跨學(xué)科地拓展前沿科技，并將其應(yīng)用于作品的設(shè)計(jì)和展示。他們向AI提出自己的設(shè)計(jì)要求，如“添加哪些海洋生物和植物，能豐富畫面內(nèi)容”“怎樣增加畫面的色彩鮮艷度，使海洋更加生動(dòng)和吸引人”等，利用AI技術(shù)生成多樣化的畫面設(shè)計(jì)方案。這種與AI的合作與創(chuàng)作過程不僅滿足了學(xué)生對(duì)畫面豐富性和美觀性的要求，還促進(jìn)了他們的創(chuàng)意表達(dá)和審美能力的發(fā)展。

（2）借助AI創(chuàng)意表達(dá)

學(xué)生在介紹“蟹樂園”作品時(shí)，發(fā)現(xiàn)原有的介紹內(nèi)容較為單一，需要繼續(xù)與AI進(jìn)行對(duì)話，利用自然語言處理和文本生成技術(shù)，創(chuàng)編一段富有創(chuàng)意的腳本來向其他小組介紹他們的作品。通過與AI的對(duì)話和交流，學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用AI技術(shù)，拓展了對(duì)技術(shù)的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用能力，提升了語言表達(dá)能力。

環(huán)節(jié)四：成果分享，交互評(píng)價(jià)

在“三個(gè)助手”平臺(tái)的論壇區(qū)，學(xué)生可以分享作品成果并進(jìn)行公正、自主的投票，評(píng)價(jià)課堂表現(xiàn)和作品成果。這樣的交流方式不僅能促進(jìn)學(xué)生間的互動(dòng)和學(xué)習(xí)，還能讓他們感受到前沿科技的力量。同時(shí)，筆者借助所在學(xué)校自主研發(fā)的“星光少年”綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)支持，發(fā)揮客觀數(shù)據(jù)的價(jià)值，確保評(píng)價(jià)具有導(dǎo)向功能，幫助學(xué)生更好地了解海洋動(dòng)物為人類科技發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)。

課程特色

1.跨學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成

本課程幫助學(xué)生跨越學(xué)科邊界，培養(yǎng)跨學(xué)科思維和創(chuàng)新能力。例如，結(jié)合海洋動(dòng)物基本信息，運(yùn)用形象生動(dòng)的語言創(chuàng)作海洋動(dòng)物陳列區(qū)的文字介紹或動(dòng)物之間的對(duì)話，描繪生活場景，展現(xiàn)他們對(duì)海洋生物的關(guān)注和熱愛，提高語言表達(dá)能力和科學(xué)寫作能力（語文）。學(xué)生在CoSpaces平臺(tái)的CoBlocks中，拖放代碼模塊，在模塊中輸入海洋動(dòng)物移動(dòng)距離、方向和角度的參數(shù)，模擬海洋動(dòng)物的動(dòng)作路徑，提升了運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決編程中的問題（數(shù)學(xué)）的能力。在編寫海洋動(dòng)物的動(dòng)畫指令時(shí)，學(xué)生會(huì)接觸并使用核心的編程和動(dòng)作相關(guān)的英語詞匯和短語，有助于積累和記憶各種簡單動(dòng)作的英文詞匯和短語（英語）。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和多媒體資料探索海洋動(dòng)物的行為方式，記錄和分析它們的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，如魚類的游泳、懸停、滑翔、捕食，節(jié)肢動(dòng)物的蠕動(dòng)、附著和滑行等，從而培養(yǎng)觀察能力、科學(xué)思維和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度（科學(xué)）。在靈動(dòng)的海洋VR博物館課程中，學(xué)生利用信息科技查詢和展示海洋生物的多媒體資料，學(xué)會(huì)有效地檢索和篩選信息，通過編程制作海洋動(dòng)物的動(dòng)態(tài)作品，培養(yǎng)整理、分析和呈現(xiàn)信息的能力（信息科技）。學(xué)生根據(jù)海洋生物的棲息地特點(diǎn)，將不同的海洋動(dòng)物和植物放置在合適的位置，構(gòu)建一個(gè)虛擬的海底生態(tài)系統(tǒng)，培養(yǎng)了審美感知、藝術(shù)表現(xiàn)和創(chuàng)意實(shí)踐能力（藝術(shù)）。

2.數(shù)字技術(shù)賦能

數(shù)字技術(shù)的賦能在課程中凸顯重要性和價(jià)值，通過AI技術(shù)與在線平臺(tái)的教學(xué)創(chuàng)新，提升了教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。AI技術(shù)的語音交互、在線平臺(tái)的互動(dòng)和實(shí)時(shí)反饋，以及CoSpaces平臺(tái)的編程設(shè)計(jì)，為個(gè)性化教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)造力、問題解決能力及科學(xué)思維的培養(yǎng)提供支持。

3.創(chuàng)新評(píng)價(jià)工具

運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋和創(chuàng)新評(píng)價(jià)工具，使學(xué)生在本課程中展現(xiàn)了出色的跨學(xué)科能力和數(shù)字技術(shù)應(yīng)用水平。教師通過平臺(tái)數(shù)據(jù)可以監(jiān)測所有學(xué)生的創(chuàng)作過程及作品，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的困難和問題，提供個(gè)性化指導(dǎo)和支持。VR的軟件操作設(shè)計(jì)在平臺(tái)上實(shí)時(shí)展示每組學(xué)生的創(chuàng)作作品和創(chuàng)作軌跡，教師能即時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，發(fā)現(xiàn)作品特色和問題等，學(xué)生能圍繞“崗位職責(zé)”進(jìn)行自主評(píng)價(jià)，圍繞“視覺效果、編程任務(wù)、原創(chuàng)介紹”等方面對(duì)作品進(jìn)行在線交互型評(píng)價(jià)。

在本課程中，學(xué)生展現(xiàn)了跨學(xué)科能力與數(shù)字技術(shù)應(yīng)用水平。他們深入探索海洋動(dòng)物的奧秘，通過數(shù)字技術(shù)的賦能，顯著提升了科技素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。在校本“小哈哈”星光少年評(píng)價(jià)體系的認(rèn)可與鼓勵(lì)下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與創(chuàng)造力得到了充分激發(fā)。他們積極互動(dòng)、分享心得，不僅實(shí)現(xiàn)了個(gè)人成長，還相互激勵(lì)，共同取得了進(jìn)步。此次課程的成功實(shí)施，充分運(yùn)用了現(xiàn)代教育理念與數(shù)字化教學(xué)手段，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且為他們的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。