科學教育英文網絡資源分類例談

孫紅淼 陳凱

[摘要]本文針對教師和學生的課外學習和課堂教學活動需求，將互聯網上關于科學教育的英文網站分為科學新聞、教學模擬、網絡課程、學習活動和專業綜合等五類，并選取每個類別中的優秀網站進行介紹和評析，以拓寬國內科學教育資源，進而引導學習者進行有意義的學習。

[關鍵詞]科學教育；英文網絡資源；分類例談

[中圖分類號] G434[文獻標識碼] A[文章編號]1005-5843（2017）03-0089-07

[DOI]1013980/jcnkixdjykx201703009基于科學知識的多元化發展，使當今科學學習不只局限于教科書與習題集，科學教師的專業發展還有賴于豐富的教學資源。通過瀏覽英文網站，獲取國外優秀的教育資源是提高自身信息素養和拓展教學視野的重要途徑。然而，網上英文資源的質量千差萬別，而且由于語言方面的障礙使其不能被充分利用。究竟哪些英文網站可以對科學課程的教與學提供更有效、更有針對性的幫助呢？按照資源的整合程度，信息化教學資源往往可以分為素材型教學資源、集成性教學資源和網絡課程三種類型，以此為依據，筆者試圖對科學教育英文網絡資源進行分類梳理。

一、網絡資源分類

（一）科學新聞類

在與科學相關的各種文本中，科學新聞是學生掌握科學知識最直接、最重要的渠道之一，其相關應用也在科學教育的研究中得到關注。科學新聞既包括各個自然學科領域的最新研究進展，也有社會生活中與之相關的最新事件報道，反映科學知識在生活中的應用。它既可以呈現于報紙、電視等傳統媒體，又可以從網絡、微信等現代化媒體獲得，體現出傳播性、時效性、新穎性、前沿性等特點。科學教育工作者可以從科學新聞類網站獲取教學情境資源、實驗創新靈感和命題素材，而學習者可從中拓展科學視野，深化對科學知識應用的了解。另外，此類網站在科研和科普之間架起了橋梁，在科學傳播過程中發揮了重要的作用，也彌合了科學與社會、生活的代溝[1]。

（二）教學模擬類

教學模擬是利用計算機建模和仿真技術來表現某些系統（自然、物理、社會）的結構和動態，為學習者提供一種可供他們體驗和觀測的環境[2]。科學課程的學習是以實驗為基礎的，學生的形象思維和抽象思維可在感受真實事物或進行實驗建模的過程中得到有效的訓練。現在的技術設備與以往的教學媒體相比，網絡上的教學模擬更具有“互動性”的功能，使學習者直接和電腦媒體產生互動，用技術學習不僅增強了教學活動的趣味性，也增進了教學的質量與效能[3]。國外的科學教育教學模擬主要以以下兩類網站形式進行的。

表1科學新聞類網站示例

網站名稱1適用對象1特色資源1網站評價Student Science

https：//wwwsciencenewsorg/1中小學生、大學生、教師1專為學習者介紹科學新發現、在科學新聞博客中講述奇怪事件，在科學簡訊、科學可視化欄目中發布科學主題新聞，可以從1924年開始篩選所需的科學新聞主題（地球與環境、基因與細胞、人類與社會、生活與發展、數學與科技、物質與能源）1以可視化的手段展示科學，幫助學習者理解科學知識、了解科學發展Science Daily

http：//wwwsciencedailycom/1中小學生、大學生、教師1從來自世界各地的最新頭條新聞和視頻中了解健康科學（健康和醫學、心和腦），物理科學技術（物質與能源、時間和空間、計算機與數學），環境科學（植物和動物、地球和氣候、化石和遺跡），社會科學與教育（科學與社會、商業和工業、教育和學習）及一些奇怪的事件1網站上的科學新聞來自重要的新聞服務中心和一流的科學期刊、研究機構等，學習者還可以通過每個頁面底部的超鏈接訪問更多的科學新聞Science AAAS

http：//newssciencemagorg/1中小學生、大學生、教師1從科學研究和科學政策中報道熱點話題、分享科學鏡頭、分類報道不同的科學主題（考古學、生物學、腦科學、環境、氣候、教育、健康、古生物學、物理學、植物與動物、空間、科技等），對網上流傳的科學故事進行篩選報道1“每日新聞”來自全球頂尖的《科學》期刊，內容新穎獨特，具有權威性

1教育游戲類

隨著科技的發展，游戲在人們日常生活中變得越來越流行，其教育導向也變得更加明顯，或許不久的將來游戲將變成人們傳遞教育內容的日常應用程序[4]。教育游戲是游戲的一種，不同的是它帶有明顯的、有意圖的教育性，將教育內容與游戲融合起來，是能夠幫助學生認識、學習、培養和發展潛在智能的載體，其中學習者、游戲和教育內容是教育游戲所必須具備的條件[5]。網站上的教育游戲形式多樣，例如，學習者可以通過虛擬的實地考察和冒險獲取相關的體驗、在游戲中嵌入科學知識以解釋自己所不知道的奇怪現象、也可以通過參與虛擬的太空行走和穿梭飛行等游戲來學習更多的科學知識。因此，教育游戲類網站在非正式的教育情景中有更大的優勢，它能夠促成個性化的學習和合作學習，使學生從信息的接受者變成信息的生產者[6]。但是，如果用戶僅把教育游戲看作是一種用來消遣時間的娛樂方式而不是教育工具，就等于學習者在盲目地瀏覽網絡或是在進行無意識的學習。為此，能夠調動學習者學習的積極性和主動性，能夠激勵學習者在體驗過后進行提問和思考并進行信息查詢、互動交流的教育游戲類網站才有意義。

2虛擬現實類

虛擬現實常用來描述從個人計算機上的三維動畫到網絡化模擬器等內在的各種東西[7]。在教育領域中，虛擬現實可用來模擬化學、物理、生物等一些科學現象，幫助學生理解那些在傳統課堂上難以體驗到的現象或情境，并輕松領會富有挑戰性的科學概念。雖然虛擬現實和教育游戲一樣都有一個虛擬的情境，但虛擬現實是人類在探索自然和認識自然的過程中創造產生的用于更好地適應和利用自然的科學方法和科學技術[8]。在虛擬現實的網站中，一些抽象的自然界事物或實驗室場景具有了可視化性和可操作性，有助于學習者對研究對象的理解。通過該類網站的學習體驗可使學習者感覺到自己似乎到了真實的世界中，同時還可以享受操作過程和跨學科研究的樂趣。因此，無論是把虛擬現實看成是一種有趣的學習方式還是當做有意義的探索，這類網站均有助于知識的建構和遷移。

中小學生、大學生、教師1主要基于Java語言和Flash軟件開發，主題涉及物理、化學、生物、地理以及數學等科目。提供了具有趣味性、互動性及以研究為主的自由科學現象模擬教學。PhET模擬教學動畫利用大量的圖形及游戲操作有利于科學概念可視化。為了鼓勵更多的定量探索，模擬教學也提供了模擬測量工具，對于闡明因果關系提供了有效的支持。所有的模擬教學都經過專家測試、評估，以確保教學有效性及實用性1美國科羅拉多大學的PhET 計劃：在線集中呈現優質的模擬實驗，資源豐富；與游戲融合，情境有利于提高學生的興趣；互動性強，可選擇變量開展自主探究活動；提供教師指導，指導資源的合理應用TERC

https：//wwwtercedu/display/HOME/Home1中小學生、大學生、研究生、教師1提供各學校地球實驗室中學習者環境科學調查的數據，學習者可確定一個本地的“研究點”進行環境科學調查并上傳自己的數據，評價系統可隨時對研究結果進行評價1是一個跨學科的支持科學探究的地球實驗室。在基于游戲的環境中，將游戲嵌入科學教育的概念中，研究前沿理論并付諸于實踐，以更深入地理解科學知識Nationalgeographic

http：//wwwnationalgeographiccom1中學生、教師1提供游戲視頻，游戲活動道具，地板地圖（非洲、亞洲、歐洲、北美、南美和太平洋）等豐富的學習資源及許多探險的機會和與課堂學習相關的資源1視頻真實地記錄了野生動物保護協會生物學家J·Michael Fay穿越中非的旅行，幫助學生理解自然地理、地理文化，培養了學習地理科學的興趣，提升科學素養simSchool

http：//simschoolorg/1教師1為作為知識游戲玩家的教師提供模擬課堂，并為玩家提供了一種“模擬的學徒身份”，可根據需要反復體驗決策生成、實驗以及教學改進過程1游戲的復雜程度不同，玩家可在游戲過程中使用反饋、提示和腳手架，主要用于拓展教師的技能，在獲得真實課堂中的教學經驗之前擴充教師的課堂資源準備CiscoSponsored Free eLearning Web Portal

http：//wwwciscocom/go/packetville1小學三年級至初中九年級的學生1對數學、科學和生活中的科學現象進行講解1語言簡練，頁面背景和字體均符合中小學生的認知特點，操作界面以游戲的方式進行并配有動畫和視頻，旨在為學生營造一種熱情、富于想象和智慧的激勵性的氛圍

中小學生、教師、家長1提供科學課程學習計劃、科學擴展活動、科學探究視頻、科學小發明、課堂教學策略、圖書列表和激動人心的思想課程等1該虛擬實驗室旨在促進數學與科學的學習和教學活動的開展，采用不同的方式吸引學習者的興趣，為不同年級的學習者安排不同的互動活動，是一個良好的學習互動平臺The University of Test at Austin

http：//wwwutexasedu/depts/grg/eworks/wie/ludwig/earthworhtml1中學生、大學生、教師1提供多種科學課程學習計劃，可用虛擬的耳機、手機和其他定位系統來改變地理位置，使學習者在學習的過程中體驗不同的地理環境1采用先進的方法技術，旨在通過地理學來探索新的世界（三）網絡課程類

網絡課程是通過網絡體現學科教學內容以及實施教學活動的重要載體[9]。雖然，網絡課程尚不能完全取代傳統的學校課程，但是對于正式教學它具有補充性和強化性，兼具開放性與共享性，使學生體驗到多種學習方式。同時，網絡課程不拘泥于教材，也不是教材內容的復制品，而是為學習者創設的一個符合網絡特點的學習環境。網絡課程設計與開發的形式不拘一格，但必須立足于促進學習者學習方式的轉變和知識的建構，能夠創建和利用多種多樣的教學與學習資源，充分發揮網絡的功能和優勢，有效地支持自主學習、協作學習、探究學習等學習方式[10]。

西方國家在科學教育方面的工作進展比我國超前，其網絡課程建設比較成熟，系統性強，全面提供與課程相關的大綱、視頻、講義、習題等資料。其中，有的課程注重師生、生生之間的交流互動，通過網絡課程的學習來引導學習者從網絡中獲取所需要的信息，并對信息加以分析、評價、歸納，以便在需要時使用這些信息。

中學生、大學生1提供物理學、地球科學、化學與生物科學等課程視頻，并配有小測驗和在線輔導教師1課程以視頻形式為主，大部分視頻時間控制在10分鐘以內，且視頻格式支持學習者使用移動終端設備隨時學習，旨在通過一種快速和有趣的方式來幫助學習者獲得需要的信息Chemguid

http：//wwwchemguidecouk/1中學生1提供了完整的化學課程知識體系、化學問題的詳細解析與教學大綱配套的習題1頁面簡潔，分類條目清晰，操作方便，知識點介紹詳細ChemCollective

http：//irchemcmuedu/irproject1中學生、大學生1按化學主題劃分單元和模塊，含有視頻、虛擬實驗室、實踐活動和評估材料等，并有教師在線指導1允許教師跟蹤學生的學習進度，學習者可自定步調免費訪問課程資源My Science Box

http：//wwwmyscienceboxorg/home1中小學生、大學生、教師1提供了生態學、水域、地理學、生物學、板塊構造、生理學的課程與課程學習計劃、實地考察的計劃材料、課程檢測及教師的教學材料和教學指導1界面簡潔，易于操作，各年級的學習者通過搜索關鍵詞可輕松獲取符合其認知特點的學習內容

（四） 學習活動類

學習活動是指在特定的學習環境中，在教師的指導下，學生群體通過探索、合作或個別學習，以及師生交互等操作而完成特定學習目標的認知活動，也包括培養學生的技能和價值觀的活動[11]。網站上的學習活動不同于傳統的學習活動，是一種把世界各地的學習者或研究者聯系在一起進行探究式的合作學習。通常，學習者通過瀏覽和研習學習材料、討論交流等方式來獲取知識的[12]。學習活動類的網站為學習者營造了一種積極、合作、建構和充滿趣味的學習環境，學習者通過使用技術對高級技能的應用和復雜過程的理解來學習科學知識，并輕松掌握解決問題的技能和方法。根據網上學習活動的特點，將其分為以下兩類：

1問題解決類

網站上的問題解決活動主要分為信息搜集、電子寫作、平行問題解決、虛擬現實問題解決和社會活動項目等幾種[13]。學習者可根據自身的特點制定適合自己的活動計劃并進行個性化設置，通過網絡進行一定的社會活動，在和真實社會的接觸中逐步解決問題。在這個過程中學習者會運用多種技能，比如編輯、訪談、討論、傾聽、協作、評估等，這些技能對于問題的解決是創造性的，幫助學習者創造出新的更好的解決問題的方法。

小學生、教師1結合數學、科學和歷史知識詳細介紹了烤制面包的原理、工具和技術，通過瀏覽面包食譜的網頁、提示和圖示幫助學習者盡可能簡單地制作滿意的面包。另外，教師頁面提供了有關藝術和科學的擴展活動1給學習者更多的空間，可根據自己的能力進行自主探索Journey North

http：//wwwlearnerorg/jnorth/1中小學生、教師1對自然世界的季節變換、氣候、動植物等進行了詳細描述，可供學習者跟蹤觀察并進行分布式數據收集，支持在線記錄（Field Notes）和隨時報告他們的觀察1語言表述淺顯易懂，配有豐富多彩的圖片，還有與活動相關的大量資源及在線咨詢，便于拓展性研究

2研究發布類

通過個人空間或集體空間，學習者既可以搜索資源，也可以發布自己或與他人合作完成的作品。“研究”的一個主體功能是與他人合作共享研究發現，“發布”提供了一種傳播學習者的原創成果的途徑。當學習者成為網站創建和發布的掌控者時，他們的學習效果會更加明顯，因為這種方式促使學習者通過探索和發現的過程不斷與外界交換信息，在使其認知結構得到充實和變革的同時思維也會不斷地得到深化[14]。此外，科學教育的過程不單是科學知識的傳授，也是各種能力和技能的培養，學習者或研究團隊建構科學學習網頁的過程也可視為一個跨學科的有意義的學習活動過程，他們會對自己設計的內容進行不斷的閱讀、反思、修正，以確保自己研究發布的內容是他人所感興趣的。小學生1提供了一個關于循環系統、呼吸系統和消化系統的人體探究活動，附有各小組成員的研究報告1分類詳細，內容豐富，把個人或小組的成果放在網頁上，不僅有助于自己也有助于別人的發展，增強了學習者的自信心和積極性International Schools CyberFair

http：//wwwgsnorg/cf/1中小學生、大學生、教師1內容來自學習者的學習項目，學習者根據個人興趣選取研究主題，發表自己的研究發現，并對自己感興趣的或有疑問的內容進行評價1多樣化的欄目設置促使參與者之間的協作，提高了對科學探索的興趣

（五）專業綜合類

專業綜合類與學習活動類的主體差異在于，提供資源的或為科學教育類專業機構、或為領域權威、或為知名人士。通過該平臺可以把國內學者的研究成果推向國際舞臺，以加強各國科學教育界的交流，增進對科學教育的了解，還可共同分享經驗、探討所面臨的困難和挑戰，以便共同提升科學教育的地位，為培養創新型的科學技術人才奠定堅實的科學教育基礎[15]。

1專業機構類

專業機構往往指自然科學領域的政府部門網站、科學學科或科學教育相關學會開辟的專題網站。它主要提供本學科最新資訊、學術前沿，分享教學資源和研究指導與詳實的實驗研究數據和圖文，以及科學教育主題學術期刊的投稿方法、范文等。因此，了解這類網站不僅可以掌握科學發展新動向，還可以提高教學活動的質量。中學生、大學生、教師1包含火星旅行、地球、科技、航空學、太陽系、教育、歷史等話題的電視節目1美國國家航空航天局電視節目從新高度揭示未知世界，推進美國太空計劃的實施，其觀眾來自媒體、學生和教育工作者，具有較強的交互性Royal Society of Chemistry

http：//pubsrscorg/1中學生、大學生、教師1報道英國乃至世界化學界最新的新聞事件，為化學家、教育工作者、學生、新聞記者等提供不同的資源1兼顧化學科研學術和化學教學需求，資源豐富多彩

2個人網站類

很多科學家、科普作家、科學教師都創建自己的網絡平臺，或是個人網站、博客等，均為廣大科學愛好者奉獻自己的智慧和力量。個人網站是一種新的師生學習空間介入教育系統[16]。它以信息技術與科學知識、科學教學活動相結合的方式，為師生營造了一個交流互動、發展創造的良好的學習環境。而且，這類網站彰顯了個人的學術思想、教育理念，其開放性、資源差異性、合作探究性均體現了網站的特色，有助于提高學習者的參與度和主動性，培養學習者創造性的思維方式和研究方法。

中學生、大學生、教師1有個人博客（包含TED演講、專題視頻、成果介紹）和個人創作的商品（如元素周期表、ipad應用程序、書籍等）1內容均來自Theodore Gray的原創且持續更新中，記錄了一位化學家為科學發展所做出的努力The Karlsruhe Physics Course

http：//wwwphysikdidaktikuni-karlsruhede/indexhtml1中學生、大學生、教師1匯集了一些重要的著作和被埋沒許久的有價值的研究成果，以德文、英文、意大利文和中文等多種版本解釋日常生活中的各種物理現象1言簡意賅，結構緊湊，與相鄰的其他理科學習之間融會貫通，構建了統一和諧的物理學

二、反思與展望

目前，國內在越來越重視科學教育的同時，配套網絡教育資源的建設也在蓬勃發展，無論是著眼介紹國外科學教育資源的科學教育網（http：//wwwseduorgcn/），還是關注科學教育研究交流的興華科學教育網（http：//wwwrisechinaorg/），又如近年來特別風靡網絡的原創數字科普項目“美麗化學”（http：//beautifulchemistrynet/cn/），都表現出中國科技工作者、科學教育工作者對宣傳科學技術、研究科學教育的苦心和熱情。不過，目前我國科學教育網站大多關注中小學科學教學、課程資源和應試資料的匯編，關注素質教育理念和科學精神、訓練科學思維方法的優秀網站還是比較匱乏的。分析研究國外網站的分類及典型案例，可從中獲得對國內科學教育網站資源建設的有益之策。首先，國外科學教育網站取材廣泛，通過多樣化的欄目展示科學在現實世界中的真實面目，支持學習者在科學探究過程中數據的收集、整理和分析，體現了學習的科學性和時效性。其次，國外科學教育網站注重提供學習資源，通過大量的超鏈接將不同的科學知識和復雜的科學現象進行了有效整合，學習者可在情境中反思其意義并遷移到所設置的問題情境中去，提升了解決問題的能力。最后，國外科學教育網站對教科書和其他紙質資源的內容進行了擴展，通過信息技術強化表現力和仿真度，引導學習者將資源作為一種可參與有意義的學習活動的學習工具，這種具有較強的建構性和協作性的網站資源有助于跨學科思維能力和對真實世界操作能力的提升。

雖然科學教育的網站使學習者探索知識的過程變得簡單了，但為了進一步提升我國科學教育網站網絡資源的質量，以下問題有待我們繼續探索和思考：首先，科學教育網站應以生為本，在此基礎上，思考如何設計科學實踐活動來引導學習者通過互動的形式來獲取知識、提高他們提出問題、解決問題和團隊協作的能力。其次，科學教育網站應是一個開放式的平臺，在以任務為導向的前提下，思考如何使學習者更積極主動地參與到網絡中的科學學習活動中去的問題。最后，科學教育網站也是一個師生交互的可提高學生科學素養的良好平臺，如何設置內容才能使教師在引導學生“學”的同時及時了解學生的學習情況，并對學生的科學知識、技能、科學精神、科學態度和價值觀進行客觀評價。

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Abstract： For the teachers and students' needs of extracurricular learning and classroom teaching activities， the web site of science education on the Internet can be divided into five categories： science news， teaching simulation， network courses， learning activities and professional integration， each category in the excellent website is selected to introduce and comment to broaden the domestic science education resources， and then guide the learners to carry out meaningful learning.

Key words： science education； English network resources； discussion on classification

（責任編輯：趙淑梅）