数字化应用背景下校本化综合实践课程的建设与实施

摘要：本文详细描述了“灵动的海洋VR博物馆”课程如何通过跨学科综合实践与数字技术赋能，引导学生深入探索海洋动物的生态和行为特征。该课程利用VR、AI和交互式学习单等现代技术，提供沉浸式学习体验，培养了学生的科学观察能力、编程能力、创新思维能力和合作能力。学生通过团队创作和互动评价，提升了综合素质，展现了数字技术应用水平。

关键词：跨学科综合实践；数字技术赋能；创新思维培养

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）03-0093-04

课程背景

教育部发布的《教师数字素养》标准和中央网络安全和信息化委员会印发的《提升全民数字素养与技能行动纲要》对中小学师生的数字素养提出了明确要求：“教师需要具备信息技术知识和技能，能够灵活运用数字工具和资源进行教学设计和教学实施，推动课堂教学的数字化转型。学生需要掌握基本信息技术知识和技能，具备信息获取、处理和创新运用的能力，能够安全、合理地使用数字技术进行学习、交流和创造。”

在数字化应用背景下，综合实践课程的建设和实施应当注重五育融合和跨学科的育人要求。五育融合强调学生的全面发展，不仅注重学科知识的传授，更重视学生的综合素质的培养，而跨学科的育人要求则要求学生能够超越单一学科的边界，进行跨学科的综合思考和学习。这种要求不仅能够培养学生的学科知识，更能够培养学生的创新思维、探究精神和解决实际问题的能力。

随着科技的不断发展，国家对学生跨学科综合素养的要求不断提高，而目前的跨学科综合实践课程学习还存在一些问题，如缺乏针对学生个性化需求的活动设计、学科之间的整合不够紧密、实践操作和实际应用的机会有限等。这些问题导致实践活动的不完整和不充实，无法进行充分的环境体验和动手实践。为了解决这一问题，笔者依托SFI（Science for Inquiry）课程资源，利用海洋VR博物馆的虚拟现实技术，设计了名为“灵动的海洋VR博物馆”的校本综合实践活动课程，克服跨学科综合实践课程活动的时空限制，不仅为学生提供更加丰富和多样化的学习体验，还通过在线资源库创设丰富的学习资源，拓宽学生的知识面和学科视野，培养学生熟练掌握和运用数字技术的能力以及创新能力。

课程目标

①深入了解海洋生态系统的基本组成及其运作方式，认识主要的海洋动物及其生活习性。

②学会并掌握CoSpaces等编程工具的基础知识，创造虚拟互动内容。

③探索和解决有关海洋生物的问题，寻找海洋动物的特点，理顺序列，把握要领，利用数字化工具记录、创意设计海洋动物的动画作品。

④在创建虚拟博物馆陈列展品的过程中，培养设计思维和创新能力。

⑤通过学习海洋生态，认识到海洋与全球各地文化和生活的联系，激发对海洋世界的兴趣，培养好奇心和探索精神，增强保护海洋和自然环境的意识。

⑥在团队项目中学习协作与沟通，培养团队精神和协作能力。

课程内容

课程内容（如图1）以海洋动物为对象，从动物生存环境的分布着眼，设计了16个由浅入深的实践活动。前15个活动在内容板块上由浅入深地架构起以“向阳者的快乐（有光区）”“潜伏者的自在（弱光区）”和“吞噬者的故乡（黑暗区）”三大单元为主线的递进式框架，根据学生对动物的认知规律，在每个单元板块中辅以5个代表性动物递进式地开展主题活动。同时，穿插CoSpaces编程技术的学习和运用。第16个活动让学生用之前所学，以小组为单位，创新地设计一个或多个博物馆陈列区域，并在“三个助手”平台上呈现并分享团队成果。

课程实施的对象

课程实施的对象是四年级有一定计算机基础的学生，他们具有基础的计算机操作能力、自主探究能力和团队合作经验，但他们解决复杂问题的能力仍在初级阶段，需结合数字化学习方式弱化项目的难度，充分整合学科知识和跨学科技能，设计具有吸引力、挑战性、真实有效的活动。

课程实施

在本课程实施的过程中，笔者将其分为“情境创设，发布任务——渐进探究，铺垫挑战——实践操作，团队挑战——成果分享，拓展延伸”四个环节（如下页图2），运用“三个助手”中的“互动学件”和CoSpaces平台上的互动空间全面掌握学生的表现和学习成果，进而提供个性化的指导，帮助学生深入研究和了解海洋动物。下面，笔者以校本化跨学科实践课程“灵动的海洋VR博物馆”第一模块“向阳者的快乐”（有光区）第四课时——《手舞足蹈的蟹》为例，介绍活动的具体开展情况。

环节一：情境创设，发布任务

（1）自制视频，创建电子阅读包

教师通过发布视频引发学生对海洋动物“蟹”的思考和探索欲望。同时，利用数字技术创建音画同步的电子阅读包，将蟹的生活习性、生存作用、家族成员、繁殖方式、营养价值、外部体征等相关的学习资源整合在一起，方便学生学习和查阅。

（2）交互型学习单，助力学生自测自主学习成效

教师利用不同的互动学件帮助学生探究蟹的相关知识，培养学生的自主学习和问题解决能力。例如，运用“键盘预设填空”控件让学生在“生存作用”的学习单上填选答案，了解蟹在海洋生态系统中如何生存；采用“连线”控件，让学生进行蟹族成员配对，完成“家族成员”学习单，了解蟹族中的大部分成员已经成为餐桌上的美食；在“营养价值”的学习单上运用“判断”控件，了解蟹的营养丰富等知识；将“简单选择”控件设置在“生活习性”的学习单上，完成选项任务，了解蟹是夜行性和杂食性动物；在“外部体征”学习单上设置“图片拖动”控件，由学生拖动蟹身体部件的名称，组装一只完整的蟹，帮助学生了解蟹的身体构造，知道蟹外部坚硬的甲壳能保护它不受天敌的侵害。

环节二：渐进探究，铺垫挑战

（1）双线融合，观察螃蟹运动特点

本课程围绕蟹在正常状态下横向爬行、遇到阻碍绕道爬行、遇到攻击翻转身体等运动特征进行探究。

线上：学生佩戴VR眼镜观察虚拟场景中各种蟹的运动特点，明确蟹的运动方式和它的身体结构、生存环境密切相关。

线下：研究活体螃蟹在“正常状态、被攻击、翻转身体”时的运动轨迹，记录并上传实验的观察过程。

（2）CoSpaces设计动感螃蟹

学生运用动画制作和动作编程在CoSpaces平台完成初级目标和进阶任务。初级目标是简单动作。学生先从素材库拖拽元素“蟹”至海洋环境中，随后对蟹设置“walk”动画，再打开CoBlocks，在代码中设置蟹的动作程序（在5秒内移动crab3米向左，原路返回后，在5秒内顺时针360°转动crab）。进阶任务是添加蟹避开障碍物的动作轨迹。学生可以在代码模块中完成蟹“绕开障碍物”或“沿着障碍物表面爬行，最终成功越过障碍物”的预设方案，并对两个预设方案进行编程，实现螃蟹的运动和动作效果。

环节三：实践操作，团队挑战

学生以3人为一组合作参与团队挑战，共同设计“蟹乐园”的作品。在作品创作的讨论中，借助“三个助手”平台上的AI助手，对已有的作品和介绍作品的文字描述进行二次创作，丰富海洋场景，使表达富有创意。

（1）借助AI美化海洋环境

在“蟹乐园”的创作过程中，学生跨学科地拓展前沿科技，并将其应用于作品的设计和展示。他们向AI提出自己的设计要求，如“添加哪些海洋生物和植物，能丰富画面内容”“怎样增加画面的色彩鲜艳度，使海洋更加生动和吸引人”等，利用AI技术生成多样化的画面设计方案。这种与AI的合作与创作过程不仅满足了学生对画面丰富性和美观性的要求，还促进了他们的创意表达和审美能力的发展。

（2）借助AI创意表达

学生在介绍“蟹乐园”作品时，发现原有的介绍内容较为单一，需要继续与AI进行对话，利用自然语言处理和文本生成技术，创编一段富有创意的脚本来向其他小组介绍他们的作品。通过与AI的对话和交流，学生能更好地理解和应用AI技术，拓展了对技术的认识和运用能力，提升了语言表达能力。

环节四：成果分享，交互评价

在“三个助手”平台的论坛区，学生可以分享作品成果并进行公正、自主的投票，评价课堂表现和作品成果。这样的交流方式不仅能促进学生间的互动和学习，还能让他们感受到前沿科技的力量。同时，笔者借助所在学校自主研发的“星光少年”综合素质评价系统的大数据支持，发挥客观数据的价值，确保评价具有导向功能，帮助学生更好地了解海洋动物为人类科技发展所作出的贡献。

课程特色

1.跨学科素养的养成

本课程帮助学生跨越学科边界，培养跨学科思维和创新能力。例如，结合海洋动物基本信息，运用形象生动的语言创作海洋动物陈列区的文字介绍或动物之间的对话，描绘生活场景，展现他们对海洋生物的关注和热爱，提高语言表达能力和科学写作能力（语文）。学生在CoSpaces平台的CoBlocks中，拖放代码模块，在模块中输入海洋动物移动距离、方向和角度的参数，模拟海洋动物的动作路径，提升了运用数学知识来解决编程中的问题（数学）的能力。在编写海洋动物的动画指令时，学生会接触并使用核心的编程和动作相关的英语词汇和短语，有助于积累和记忆各种简单动作的英文词汇和短语（英语）。学生通过实验和多媒体资料探索海洋动物的行为方式，记录和分析它们的运动特点，如鱼类的游泳、悬停、滑翔、捕食，节肢动物的蠕动、附着和滑行等，从而培养观察能力、科学思维和求真务实的科学态度（科学）。在灵动的海洋VR博物馆课程中，学生利用信息科技查询和展示海洋生物的多媒体资料，学会有效地检索和筛选信息，通过编程制作海洋动物的动态作品，培养整理、分析和呈现信息的能力（信息科技）。学生根据海洋生物的栖息地特点，将不同的海洋动物和植物放置在合适的位置，构建一个虚拟的海底生态系统，培养了审美感知、艺术表现和创意实践能力（艺术）。

2.数字技术赋能

数字技术的赋能在课程中凸显重要性和价值，通过AI技术与在线平台的教学创新，提升了教学效率和学生的学习动力。AI技术的语音交互、在线平台的互动和实时反馈，以及CoSpaces平台的编程设计，为个性化教学和学生创造力、问题解决能力及科学思维的培养提供支持。

3.创新评价工具

运用数字技术的实时数据反馈和创新评价工具，使学生在本课程中展现了出色的跨学科能力和数字技术应用水平。教师通过平台数据可以监测所有学生的创作过程及作品，有助于及时发现学生学习中的困难和问题，提供个性化指导和支持。VR的软件操作设计在平台上实时展示每组学生的创作作品和创作轨迹，教师能即时关注学生的学习成效，发现作品特色和问题等，学生能围绕“岗位职责”进行自主评价，围绕“视觉效果、编程任务、原创介绍”等方面对作品进行在线交互型评价。

在本课程中，学生展现了跨学科能力与数字技术应用水平。他们深入探索海洋动物的奥秘，通过数字技术的赋能，显著提升了科技素养与创新能力。在校本“小哈哈”星光少年评价体系的认可与鼓励下，学生的学习热情与创造力得到了充分激发。他们积极互动、分享心得，不仅实现了个人成长，还相互激励，共同取得了进步。此次课程的成功实施，充分运用了现代教育理念与数字化教学手段，不仅培养了学生的综合素质，而且为他们的未来发展奠定了坚实的基础。