STEAM教育視角的數字化科普旅游資源開發

李翠白

根據互聯網時代科普旅游的發展態勢，本文首先闡述STEAM教育的跨學科融合內涵以及其對科普旅游資源開發的啟示，進而運用STEAM教育理論深入分析常見的數字化科普旅游產品特性與開發策略，揭示互聯網時代科普旅游資源開發的跨學科創新屬性。

引言

科普旅游是科普和旅游相結合而產生的新興旅游方式，是國內外旅游業發展的重要組成部分。借助科技知識與旅游產品的融合，提升旅游產業的文化教育內涵，拓展科普教育工作的影響，成為互聯網時代旅游業發展的新興方向。科普旅游既是旅游業發展逐漸進入高層次的表現，也是科學技術發展到新階段的產物。在科普旅游開發中，隨著“互聯網+旅游”等智慧旅游概念的興起以及青少年研學旅行與游客深度旅游體驗的需求增長，融合科普教育、野外生存教育的地方旅游文化資源開發成為新興的熱點領域，跨學科的STEAM野外課程開發、各種數字化旅游資源、虛擬旅游產品與科普旅游教育日漸融合。

鑒于科普旅游資源開發的教育性與學科交叉性，本文首先分析了STEAM教育的跨學科融合內涵，提出運用STEAM教育理念進行科普旅游資源開發的必要性，進而深入分析基于互聯網技術的科普旅游資源設計與開發特性。

一、STEAM教育的跨學科內涵

從本質上說，STEM教育與STEAM教育，都是以學生真實問題解決能力、創新思維能力以及跨學科素養培養為主要目標的統整教育。STEM最初代表著由科學、技術、工程和數學四個學科集合而成的跨學科整體。S薩布羅（Nancy Tsupros，2009）等人從教學層面上將STEM定義為“一種跨學科的教學方法，將嚴謹的學術概念與學校、社區、工作等現實世界背景相結合”。2015年開始，普渡大學Carla Johnson教授領銜制定全美中小學生STEM課程規劃，她指出，STEM教育中涵蓋了科學探究技術和工程設計、數學分析以及21世紀的跨學科素養和技能，并努力實現基于標準的科學和數學科學。STEM教育的關鍵是跨學科、靈活課時與深度學習（曹培杰，2018）。2014年，美國雅克曼教授提出STEAM教育概念，“借助數學元素，通過工程和藝術來理解科學和技術”，也就是說將藝術（Art）融合入STEM教育，成為包容性更強的跨學科素養教育。STEAM教育既強調工程設計與數學思維，又重視科學、人文、語言、藝術等課程的創新思維。基于STEAM視角進行科普旅游資源開發，能充分挖掘地方特色旅游資源的文化內涵，從社會人文、風土人情、地理資源、旅游科技等方面深度挖掘科普旅游文化資源，形成多元化的科普旅游產品。STEAM教育的跨學科融合思維，重視不同學科的獨立價值以及各學科之間的相互作用，適應互聯網新技術發展的多元化趨勢，為互聯網時代的科普旅游資源開發提供了強有力的理論支持，能有效提升科普旅游資源開發的科學性與教育性。

二、STEAM教育與科普旅游資源開發

當前，國內科普旅游尚處于初期發展階段，常見科普資源開發主要依托傳統的旅游路線開發增加相關的科普元素、科學考察、野外生存訓練等。具體來說，常見的科普旅游資源開發策略主要為：依托旅游景點的科普旅游路線開發、旅游景區的科普展館設計、基于新技術的科普旅游軟件開發等。其中，前兩者的開發主要來源于傳統旅游業的從業人員與行業專家，基于技術的科普旅游軟件開發則大多來源于信息技術與旅游行業、教育專家的合力開發。

隨著互聯網技術與虛擬現實技術的發展，各種旅游資源開發策略互相融合，線上旅游與線下旅游相互促進，形成多元化的科普旅游產品與項目。在互聯網+旅游領域，STEAM教育的影響日趨深入，互聯網科普旅游產品的設計更加多元與豐富。在旅游景區建設中，各種旅游博物館建設、基于技術的科普旅游產品已逐漸引起重視，運用STEAM教育理論與互聯網新技術，不僅能形成多元化的數字化旅游產品，而且有助于區域特色科普旅游資源的設計與開發。

三、互聯網技術融合的科普旅游資源開發

互聯網技術的迅猛發展，為科普旅游資源的開發帶來許多新型的技術產品，極大地豐富了科普旅游的線上與線下活動形式。在科普旅游領域，常見的數字化平臺有：數字博物館、虛擬科技館以及虛擬旅游系統等。主要體現為多元化的資源類型：數字化網站、移動端應用軟件（簡稱App）、虛擬旅游以及互動展品等。

（一）數字化旅游資源網站

數字化旅游資源網站，大多來自于數字博物館的建設。自20世紀90年代起步，數字化博物館逐步進入快速發展階段，許多地區開始涌現一批數字博物館、科技館。數字化博物館突破時空的限制，為社會公眾提供多層次的旅游信息服務，成為各國展示文化旅游資源的重要舞臺。在我國，故宮博物館、中國科技館、北京科技館、上海科技館以及西安博物館等實體博物館率先建起數字博物館網站，開展虛擬漫游、場館科普等文化旅游項目。此外，各種網上虛擬博物館發展很快，例如，百度百科數字博物館與各專業博物館合作，推出中國國家博物館、中國園林博物館等專題化數字博物館。在呈現方面，越來越多的數字博物館通過短視頻、全景圖片、虛擬現實等技術，立體直觀地向用戶展現各種專題的獨家館藏知識或旅游文化知識，極大豐富了用戶的感官體驗。

雖然數字博物館建設取得了一定成效，但許多地區的數字博物館仍然處于起步發展階段，具有區域旅游特色的數字博物館鮮為少見。很多博物館網站中的藏品呈現信息單一，缺乏多媒體、移動App、虛擬影像等新技術的運用，缺乏與相關的旅游文化知識結合，欠缺面向中小學生的科普教育活動，難以引起公眾的關注。由于數字博物館的地區差異與發展滯后性，許多地區的數字博物館僅僅是實體展品的簡單展示，無法形成高品質的數字化旅游文化衍生產品，遠遠不能滿足區域旅游經濟與科普教育的發展需求。如何基于地方生態旅游景區的典型特點，運用移動互聯、虛擬現實等新技術挖掘與開發高品質的數字化科普旅游資源、軟件與平臺，成為區域性生態旅游與科普教育發展的重要課題。

（二）虛擬現實技術支持的科普旅游項目

在虛擬旅游系統構建方面，國外對于虛擬旅游的研究由來已久。1995年，Hobson教授和Williams教授最早提出了虛擬旅游的概念。2003年美國舊金山林登實驗室開發的“第二生命”桌面式虛擬世界（www. secondlife.com），玩家可在游戲中扮演虛擬角色，體驗真實生活，并提供了眾多景點的虛擬場景，方便游客在全世界各地的名勝景點旅游。2004年，美國IBM公司在埃及開發了“永恒的埃及”文物遺產網站（www.eternal egypt.org），網站收納了埃及9所博物館的資料，并提供與手機數據傳送和語音服務功能相連接的“電子導航”互動業務。相比于西方旅游發達國家，我國虛擬旅游發展起步較晚，但發展迅速。李萌（2013）研究了基于Kinect體感交互的沉浸式森林景觀展示系統。王曉雨（2016）采用3Dmax、Unity3d虛擬現實技術和Kinect骨骼跟蹤技術創建虛擬3D敦煌莫高窟漫游系統，并加入頭盔顯示器實現沉浸式漫游效果。

隨著移動技術、虛擬技術（VR）、增強現實（AR）等技術的迅猛發展，移動網絡、虛擬現實支持的數字博物館與博物館App軟件發展尤為迅速。其中，VR在數字博物館的應用由來已久，其作用主要表現為：拓展旅游資源、實現內容可視化呈現、提供虛擬預演、加強深度旅游體驗。2016年，中國科技館啟動了首個虛擬現實博覽會，引進全球最大裸眼3D屏幕，提供了“基因探索”“嫦娥奔月”“航母虛擬漫游”等多個互動展項。近年來，虛擬博物館的創新應用逐漸增多，如：2018年故宮博物館推出了《清明上河圖》高科技互動藝術展演，以360度全息沉浸交互、VR、經典舞臺藝術和4D球幕影像等多重結合，讓觀眾“真實”體驗藏品所蘊含的宋代歷史文化生活。

（三）移動App支持的科普旅游產品

移動端應用軟件（即Application，簡稱App），特指智能手機、平板電腦等的第三方應用程序，這兩年發展日益增多，具有文化旅游價值的博物館App陸續推出。借助博物館旅游App軟件，用戶可在手機端獲取文化展品、旅游景點、非遺文化、民間傳說等豐富的富媒體信息與虛擬場景體驗，形成跨時空的旅游文化體驗。虛擬博物館與旅游文化類App的創新發展，不僅提升了各種旅游景區的旅游文化體驗，而且促進線下旅游與線上旅游的深度結合，正成為科普旅游發展的新興方向。

從文化旅游的視角分析，博物館旅游App軟件主要有三種類型：旅游信息類App、虛擬導覽類App、旅游文化類App以及游戲益智類App。其中，旅游信息類App軟件側重對展覽信息進行介紹，主要采用H5等技術進行簡單的圖片和視頻呈現。虛擬導覽類App，主要在2016年以來出現，注重融合移動AR等新興技術。旅游文化類App側重挖掘旅游地的衍生文化，常見的App軟件如：《口袋博物館》、《博物館復活展》、《自然博物館帶回家》以及《城市博物館》等。第三類游戲益智類博物館App軟件，大多是新型的互動類App，注重設計游戲化學習的情境主題，綜合運用虛擬漫游、三維展示、增強現實、LBS（基于位置的服務）等新興技術。例如，“我在大清當皇帝”App軟件，以“帝王養成”視角進行獨創性設計，2018年剛發布兩個月就達到400萬次安裝。故宮博物館尤為重視旅游App軟件開發，開發了《雍正行樂圖》、《清代皇帝服飾》等App，不僅具備虛擬導覽與文物介紹等常見功能，還特別重視衍生文化的創新設計。其中，2014年推出《皇帝的一天》App，以故宮展品與故事為主線，而且融合游戲元素與旅游知識，成為深受歡迎的益智類博物館旅游App。此外，中國科技館以“十三種不同嘴型的雀鳥（達爾文的思索）”展品為基礎，設計開發了《達爾文在加拉帕格斯群島的一天》的主題APP，展品原型與APP的科普互動游戲相互呼應。天津博物館將相關的社教活動以直播形式上傳到網絡平臺，打造了“天津博物館公眾教育平臺”。

四、結論

總之，在網絡技術與智慧旅游的雙重推動下，數字博物館、虛擬旅游、旅游App、數字旅游平臺等數字化旅游配套產品的開發，日益成為世界各國開展科普旅游的重要途徑。基于移動互聯網與虛擬現實等新技術支持的數字化科普旅游產品，正成為新媒體時代旅游文化教育的新載體，具有廣闊的應用前景。在數字化科普旅游產品開發中，不僅要重視旅游文化的多學科交叉屬性，更要強調運用跨學科融合的STEAM教育提升其產品設計的文化內涵，使數字化旅游產品有品位、有趣味、有創意，從而為游客帶來立體化的深度旅游體驗與難忘的教育意義。

（作者單位：海南師范大學初等教育學院）