境脉学习视域下场馆数字化资源的开发与利用——以中国数字科技馆为例

郭宇婧 白 欣

(1. 首都师范大学教育学院,北京 100037; 2. 首都师范大学初等教育学院,北京 100037)

为适应智能时代的发展需求,学科基础教育应充分利用数字技术,将教育体系中的各要素有机融合.教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑.通过科学技术手段,有效整合教学过程,提升教学质量和效率.利用数字化科技实现扩展教学边界、创新培养模式、落实面向未来的新型能力的培养目标.在教育数字化、教育信息化时代,保证数字化资源与教育紧密结合,创造技术与教育高度协同、以学习者为中心的新型学习环境.

1 场馆数字化资源开发的现实背景

1.1 宏观视域：国家政策的推动

《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中提出,创造条件丰富内容,拓展科学实践活动.在“请进来”方面,开展“科学家(精神)进校园”、少年科学院、流动科技馆、流动青少年宫、科普大篷车、科技节、科学调查体验等活动.在“走出去”方面,组织中小学生前往科学教育场所,进行场景式、体验式实践活动.[1]2023年下半年全国中小学教师科学素质提升培训工作中将启动“馆校合作中小学教师科学教育实践能力提升”项目.由中国科学技术馆牵头,依托全国科技馆体系的省、市级科技馆,联合相关师范院校,围绕基于科技馆科普资源的项目式课程开发和科学实践活动设计两大主题,举办教师培训,重点提升教师校内外科学教育资源整合能力.[2]利用现代信息技术建立区域博物馆资源平台和博物馆青少年教育资源库,促进与中小学网络教育资源对接,扩大博物馆教育资源的覆盖面,有效促进正式学习与非正式学习的边界融合,已成为重要的教育改革趋势.

1.2 理论指导：境脉学习的意蕴

从学习科学研究的视角出发,学习发生在动态的系统中,该系统包括伴随个体生命始终的不断变化的境脉和人.境脉学习是一类基于问题解决、综合运用知识、涵育元认知素养的学习行为,以浸润型生成性的学习方式为主导.[3]中国数字科技馆的数字化资源不仅拥有一般科普性资源所具备的趣味性、逼真性等特点,还拥有情境性、互动性、高度共享性等数字化特征,与境脉学习理论倡导的“境”与“脉”的结合极具适配性.通过对中国数字科技馆网站资源进行梳理后可知,该网站资源数量众多,能够满足知识的系统性.同时,网站收纳科学前沿、热点知识等实体场馆不能及时更新的内容,尊重学习的主体性,满足学生学习过程的情境需求,体现“境脉”的现实价值.

1.3 回归本质：学科育人的需求

义务教育物理课程标准(2022年版)在课程资源的开发与利用中提出,鼓励利用现代信息技术和网络技术,开发和利用多媒体教学资源,使物理课程的学习更加生动、直观、高效.[4]伴随场馆教育功能的不断发展、提升,场馆丰富的数字化学习资源对学习者兴趣的吸引,专业知识的学习和建构以及物理课堂结构的优化与变革有着积极的推进作用.随着信息技术的发展,新型技术变革正悄然而至,互联网已经变成推动创新的主要动力.充足的物理课程资源是物理教育教学开展的重要根基.[5]不仅关注该资源是否能为某些零散的知识点提供具有乐趣性、启发性的物理知识引导,在此基础上,将视角置于场馆数字化资源的合理开发与利用,对物理教学发展有重要推动作用,回归学科育人本真需求.

2 中国数字科技馆简要介绍

中国数字科技馆(https：//www.cdstm.cn)项目由中国科协、教育部、中国科学院共同推动的,旨在利用我国优秀的网络科学普及资源优势,建设一座依托网络的全国性等级科学普及信息资源共享服务平台.[6]该馆在创建之初的总体目标是：集成社会科普资源,凝聚和培养一支高水平的网络科普队伍,建成技术先进、内容丰富的国家级科普资源数字化服务平台,面向公众开展科普教育,面向科普机构提供共享服务,以“集成”和“创新”为场馆鲜明特征.[7]

2.1 网页版块介绍

中国数字科技馆网站为现代科技馆体系提供了一系列信息化应用,包括实物馆、流动馆、科学普及大篷车和乡村中学技术馆等,以满足不同类型的现代科技馆需求,为科学发展提供了强有力的支持(表1).该馆汇集了科学技术的多个领域,融合科学与人文,将历史与未来联系起来,提供6大专题、线上线下科普活动、音视频、图片库、直播等数字化科普内容,目的是让更多人参与到科学传播中来,从而激发全社会的科学热情.

表1 中国数字科技馆网页各版块介绍

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2.2 具体资源列举——以初中物理为例

对中国数字科技馆初中物理教学相关的资源进行梳理,得到资源索引库(如表2所示),完整表格见链接(https：//fwhdifp1sut.feishu.cn/file/RibTbPFYuopQYMx8yhhcpbQRnfg?from=from_copylink).

表2 8年级上册第5章——透镜及其应用 资源梳理

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3 境脉视域下场馆数字化资源展现育人价值的路径探析

3.1 场景可视化：提升学习兴趣

境脉学习理论指出,情境能够解释知识产生的背景与条件,创设情真意切、形象生动的情境是教学改革的不断追求.[8]通过实境感受、交互探索、跨越时空等体验,促进学生积极参与物理学习,同时激发学生对科学探索的兴趣和热情,增强学习信心,提升学习质量.首先,场馆数字化资源跨越时空限制.通过可视化场景,学生观察和探索不同尺度、不同地点或不同时间下的物理现象.通过使用天文模拟软件观测星系的运动、恒星的爆发等宇宙现象.其次,利用VR实境感受,以“龙洗盆”为例,直观演示共振现象.用手摩擦鱼洗耳时,盆振动使得盆里的水发生振动,形成浪花且水珠大量飞溅,同时可以听到伴随着鱼洗发出的嗡鸣声.鱼洗盆和龙洗盆,[9]也叫共振盆、洗盆,在古代多用来做洗脸盆.随着演示人员摩擦两个铜耳,开始平静的一盆水,伴随着嗡嗡的声响,水花荡漾.帮助学生理解共振使物体晃动,体会当达到一定频率时,盆中的水形成水花,以波纹的形式向四周扩散.

3.2 关系可视化：建立知识脉络

境脉学习理论强调知识的系统性、学习过程的情境性和学习主体的交互性.强调学习者内部世界对于学习的重要性,重视对学习者现有知识结构的分析.[10]“境脉学习”的“脉”强调知识的系统性,包括学科知识系统的系统性、条理性;学习者已有知识结构与新学知识的系统与衔接性.数字化资源帮助学生在物理学习中建构关系明确的知识脉络与框架.以关系有序组织可视化为例,通过数字化资源,将物理知识按照逻辑顺序组织和呈现,使学生明确不同概念之间的联系.物理学中的许多概念存在着层次结构,从基础概念到高级概念的逐层演进.例如,在学习电路的过程中,从电流、电压和电阻等基本概念开始,然后引入电容和电感等更高阶的概念.通过有序组织,可以将这些概念按照层次结构展示,帮助学生理解不同概念之间的衔接和发展.

3.3 过程可视化：实现动态交互

任何学习都有三个维度两个过程.三个维度是内容、动机和互动.两个过程是学习者内部心智获得加工的过程,以及个体与环境之间的互动过程.[11]境脉学习是一种学习文化理念,也是一种有效学习的操作范式.[12]课程资源来源于文化选择,文化、学生与境脉的动态交互具有重要价值,学生生活在文化构建的境脉中,如此有“源”的资源,有助于学生学习.境脉学习理论基于维果茨基的社会文化建构主义理论的教学实践探索,主张学习是个体和诸多学习要素共同参与的实践活动.从广义层面,文化是人类群体的习得性行为,反映着这个群体的传统,通过群体中个体的学习得以传承与发展.文化具有十分明显的动态本质,构成文化共同体的人们继承文化,又随着时间的推进不断调整文化来适应当下的生活,并且提出时代的见解与思想融入原有的文化主体,使文化成为生生不息的系统.包括学校在内的所有学习场域都是由文化形塑并且在社会境脉中构建的.选择具有社会文化代表性的场馆资源进入物理课堂,从资源本身出发构建境脉,在发展性的课堂中实现学生与文化、境脉之间的有效互动,加深学生的学习效果.

3.4 学习终身化：提升科学素质

当今正处于开放科学时代,数字科技馆通过提供、交互式体验、自主学习和个性化学习以及跨学科教育等方面的措施赋能终身学习视角下科学素质的提升.终身学习强调学习的连续性和积极主动性,鼓励个人主动寻求学习机会和持续进修,增加个人的竞争力和适应能力.[13]学生步入社会后,利用形成的对科学的认识模式、科学态度与价值观等来完成终身化的非正式学习.此时,尤为凸显一线教师将场馆资源引入物理课堂具有深刻的意义.本研究基于教育的根本目的——培养全面发展的人.在资源梳理后,提出境脉学习理论与场馆数字化资源结合来促进学生物理高质量学习(图1).从一线数据调查中得知,诸多教师与学生不了解优质网络平台,没有深刻认识到网站上的资源有重要的科普性.教师为学生介绍数字科技馆平台,在学生需要了解一些相关科学知识时,可有效利用该网站,对学生未来发展有重要意义.

图1 境脉视域下场馆数字化资源育人路径图

4 结语

科学教育关注个体,根本目的是促进科学知识的传递、科学能力的提升与科学态度的培养.以境脉学习理论为视角,课程资源开发与利用要遵循学生的学习心理,满足知识的系统性,创设学习的情境性,尊重学生主体需要和课程资源之间的互动性.置身于场馆资源构建的境脉中,实现学生、文化与境脉之间的生态互动,有助于学生“从生活走向物理,从物理走向社会”,为终身学习打下夯实基础,推动社会进步和发展.