數字化應用背景下校本化綜合實踐課程的建設與實施

摘要：本文詳細描述了“靈動的海洋VR博物館”課程如何通過跨學科綜合實踐與數字技術賦能，引導學生深入探索海洋動物的生態和行為特征。該課程利用VR、AI和交互式學習單等現代技術，提供沉浸式學習體驗，培養了學生的科學觀察能力、編程能力、創新思維能力和合作能力。學生通過團隊創作和互動評價，提升了綜合素質，展現了數字技術應用水平。

關鍵詞：跨學科綜合實踐；數字技術賦能；創新思維培養

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）03-0093-04

課程背景

教育部發布的《教師數字素養》標準和中央網絡安全和信息化委員會印發的《提升全民數字素養與技能行動綱要》對中小學師生的數字素養提出了明確要求：“教師需要具備信息技術知識和技能，能夠靈活運用數字工具和資源進行教學設計和教學實施，推動課堂教學的數字化轉型。學生需要掌握基本信息技術知識和技能，具備信息獲取、處理和創新運用的能力，能夠安全、合理地使用數字技術進行學習、交流和創造。”

在數字化應用背景下，綜合實踐課程的建設和實施應當注重五育融合和跨學科的育人要求。五育融合強調學生的全面發展，不僅注重學科知識的傳授，更重視學生的綜合素質的培養，而跨學科的育人要求則要求學生能夠超越單一學科的邊界，進行跨學科的綜合思考和學習。這種要求不僅能夠培養學生的學科知識，更能夠培養學生的創新思維、探究精神和解決實際問題的能力。

隨著科技的不斷發展，國家對學生跨學科綜合素養的要求不斷提高，而目前的跨學科綜合實踐課程學習還存在一些問題，如缺乏針對學生個性化需求的活動設計、學科之間的整合不夠緊密、實踐操作和實際應用的機會有限等。這些問題導致實踐活動的不完整和不充實，無法進行充分的環境體驗和動手實踐。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博物館的虛擬現實技術，設計了名為“靈動的海洋VR博物館”的校本綜合實踐活動課程，克服跨學科綜合實踐課程活動的時空限制，不僅為學生提供更加豐富和多樣化的學習體驗，還通過在線資源庫創設豐富的學習資源，拓寬學生的知識面和學科視野，培養學生熟練掌握和運用數字技術的能力以及創新能力。

課程目標

①深入了解海洋生態系統的基本組成及其運作方式，認識主要的海洋動物及其生活習性。

②學會并掌握CoSpaces等編程工具的基礎知識，創造虛擬互動內容。

③探索和解決有關海洋生物的問題，尋找海洋動物的特點，理順序列，把握要領，利用數字化工具記錄、創意設計海洋動物的動畫作品。

④在創建虛擬博物館陳列展品的過程中，培養設計思維和創新能力。

⑤通過學習海洋生態，認識到海洋與全球各地文化和生活的聯系，激發對海洋世界的興趣，培養好奇心和探索精神，增強保護海洋和自然環境的意識。

⑥在團隊項目中學習協作與溝通，培養團隊精神和協作能力。

課程內容

課程內容（如圖1）以海洋動物為對象，從動物生存環境的分布著眼，設計了16個由淺入深的實踐活動。前15個活動在內容板塊上由淺入深地架構起以“向陽者的快樂（有光區）”“潛伏者的自在（弱光區）”和“吞噬者的故鄉（黑暗區）”三大單元為主線的遞進式框架，根據學生對動物的認知規律，在每個單元板塊中輔以5個代表性動物遞進式地開展主題活動。同時，穿插CoSpaces編程技術的學習和運用。第16個活動讓學生用之前所學，以小組為單位，創新地設計一個或多個博物館陳列區域，并在“三個助手”平臺上呈現并分享團隊成果。

課程實施的對象

課程實施的對象是四年級有一定計算機基礎的學生，他們具有基礎的計算機操作能力、自主探究能力和團隊合作經驗，但他們解決復雜問題的能力仍在初級階段，需結合數字化學習方式弱化項目的難度，充分整合學科知識和跨學科技能，設計具有吸引力、挑戰性、真實有效的活動。

課程實施

在本課程實施的過程中，筆者將其分為“情境創設，發布任務——漸進探究，鋪墊挑戰——實踐操作，團隊挑戰——成果分享，拓展延伸”四個環節（如下頁圖2），運用“三個助手”中的“互動學件”和CoSpaces平臺上的互動空間全面掌握學生的表現和學習成果，進而提供個性化的指導，幫助學生深入研究和了解海洋動物。下面，筆者以校本化跨學科實踐課程“靈動的海洋VR博物館”第一模塊“向陽者的快樂”（有光區）第四課時——《手舞足蹈的蟹》為例，介紹活動的具體開展情況。

環節一：情境創設，發布任務

（1）自制視頻，創建電子閱讀包

教師通過發布視頻引發學生對海洋動物“蟹”的思考和探索欲望。同時，利用數字技術創建音畫同步的電子閱讀包，將蟹的生活習性、生存作用、家族成員、繁殖方式、營養價值、外部體征等相關的學習資源整合在一起，方便學生學習和查閱。

（2）交互型學習單，助力學生自測自主學習成效

教師利用不同的互動學件幫助學生探究蟹的相關知識，培養學生的自主學習和問題解決能力。例如，運用“鍵盤預設填空”控件讓學生在“生存作用”的學習單上填選答案，了解蟹在海洋生態系統中如何生存；采用“連線”控件，讓學生進行蟹族成員配對，完成“家族成員”學習單，了解蟹族中的大部分成員已經成為餐桌上的美食；在“營養價值”的學習單上運用“判斷”控件，了解蟹的營養豐富等知識；將“簡單選擇”控件設置在“生活習性”的學習單上，完成選項任務，了解蟹是夜行性和雜食性動物；在“外部體征”學習單上設置“圖片拖動”控件，由學生拖動蟹身體部件的名稱，組裝一只完整的蟹，幫助學生了解蟹的身體構造，知道蟹外部堅硬的甲殼能保護它不受天敵的侵害。

環節二：漸進探究，鋪墊挑戰

（1）雙線融合，觀察螃蟹運動特點

本課程圍繞蟹在正常狀態下橫向爬行、遇到阻礙繞道爬行、遇到攻擊翻轉身體等運動特征進行探究。

線上：學生佩戴VR眼鏡觀察虛擬場景中各種蟹的運動特點，明確蟹的運動方式和它的身體結構、生存環境密切相關。

線下：研究活體螃蟹在“正常狀態、被攻擊、翻轉身體”時的運動軌跡，記錄并上傳實驗的觀察過程。

（2）CoSpaces設計動感螃蟹

學生運用動畫制作和動作編程在CoSpaces平臺完成初級目標和進階任務。初級目標是簡單動作。學生先從素材庫拖拽元素“蟹”至海洋環境中，隨后對蟹設置“walk”動畫，再打開CoBlocks，在代碼中設置蟹的動作程序（在5秒內移動crab3米向左，原路返回后，在5秒內順時針360°轉動crab）。進階任務是添加蟹避開障礙物的動作軌跡。學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”的預設方案，并對兩個預設方案進行編程，實現螃蟹的運動和動作效果。

環節三：實踐操作，團隊挑戰

學生以3人為一組合作參與團隊挑戰，共同設計“蟹樂園”的作品。在作品創作的討論中，借助“三個助手”平臺上的AI助手，對已有的作品和介紹作品的文字描述進行二次創作，豐富海洋場景，使表達富有創意。

（1）借助AI美化海洋環境

在“蟹樂園”的創作過程中，學生跨學科地拓展前沿科技，并將其應用于作品的設計和展示。他們向AI提出自己的設計要求，如“添加哪些海洋生物和植物，能豐富畫面內容”“怎樣增加畫面的色彩鮮艷度，使海洋更加生動和吸引人”等，利用AI技術生成多樣化的畫面設計方案。這種與AI的合作與創作過程不僅滿足了學生對畫面豐富性和美觀性的要求，還促進了他們的創意表達和審美能力的發展。

（2）借助AI創意表達

學生在介紹“蟹樂園”作品時，發現原有的介紹內容較為單一，需要繼續與AI進行對話，利用自然語言處理和文本生成技術，創編一段富有創意的腳本來向其他小組介紹他們的作品。通過與AI的對話和交流，學生能更好地理解和應用AI技術，拓展了對技術的認識和運用能力，提升了語言表達能力。

環節四：成果分享，交互評價

在“三個助手”平臺的論壇區，學生可以分享作品成果并進行公正、自主的投票，評價課堂表現和作品成果。這樣的交流方式不僅能促進學生間的互動和學習，還能讓他們感受到前沿科技的力量。同時，筆者借助所在學校自主研發的“星光少年”綜合素質評價系統的大數據支持，發揮客觀數據的價值，確保評價具有導向功能，幫助學生更好地了解海洋動物為人類科技發展所作出的貢獻。

課程特色

1.跨學科素養的養成

本課程幫助學生跨越學科邊界，培養跨學科思維和創新能力。例如，結合海洋動物基本信息，運用形象生動的語言創作海洋動物陳列區的文字介紹或動物之間的對話，描繪生活場景，展現他們對海洋生物的關注和熱愛，提高語言表達能力和科學寫作能力（語文）。學生在CoSpaces平臺的CoBlocks中，拖放代碼模塊，在模塊中輸入海洋動物移動距離、方向和角度的參數，模擬海洋動物的動作路徑，提升了運用數學知識來解決編程中的問題（數學）的能力。在編寫海洋動物的動畫指令時，學生會接觸并使用核心的編程和動作相關的英語詞匯和短語，有助于積累和記憶各種簡單動作的英文詞匯和短語（英語）。學生通過實驗和多媒體資料探索海洋動物的行為方式，記錄和分析它們的運動特點，如魚類的游泳、懸停、滑翔、捕食，節肢動物的蠕動、附著和滑行等，從而培養觀察能力、科學思維和求真務實的科學態度（科學）。在靈動的海洋VR博物館課程中，學生利用信息科技查詢和展示海洋生物的多媒體資料，學會有效地檢索和篩選信息，通過編程制作海洋動物的動態作品，培養整理、分析和呈現信息的能力（信息科技）。學生根據海洋生物的棲息地特點，將不同的海洋動物和植物放置在合適的位置，構建一個虛擬的海底生態系統，培養了審美感知、藝術表現和創意實踐能力（藝術）。

2.數字技術賦能

數字技術的賦能在課程中凸顯重要性和價值，通過AI技術與在線平臺的教學創新，提升了教學效率和學生的學習動力。AI技術的語音交互、在線平臺的互動和實時反饋，以及CoSpaces平臺的編程設計，為個性化教學和學生創造力、問題解決能力及科學思維的培養提供支持。

3.創新評價工具

運用數字技術的實時數據反饋和創新評價工具，使學生在本課程中展現了出色的跨學科能力和數字技術應用水平。教師通過平臺數據可以監測所有學生的創作過程及作品，有助于及時發現學生學習中的困難和問題，提供個性化指導和支持。VR的軟件操作設計在平臺上實時展示每組學生的創作作品和創作軌跡，教師能即時關注學生的學習成效，發現作品特色和問題等，學生能圍繞“崗位職責”進行自主評價，圍繞“視覺效果、編程任務、原創介紹”等方面對作品進行在線交互型評價。

在本課程中，學生展現了跨學科能力與數字技術應用水平。他們深入探索海洋動物的奧秘，通過數字技術的賦能，顯著提升了科技素養與創新能力。在校本“小哈哈”星光少年評價體系的認可與鼓勵下，學生的學習熱情與創造力得到了充分激發。他們積極互動、分享心得，不僅實現了個人成長，還相互激勵，共同取得了進步。此次課程的成功實施，充分運用了現代教育理念與數字化教學手段，不僅培養了學生的綜合素質，而且為他們的未來發展奠定了堅實的基礎。