数字化场馆环境特征要素调查研究
发布日期: 2019-04-10 16:09 浏览量: 586

关键词:学习环境;场馆学习;面向对象的概念模型;问卷调查法


传统学习理论强调教学模式的重要性,聚焦教学系统的设计。建构主义学习理论强调真实情境的创设,重视学习环境的设计,这是教学重点从聚焦教师如何“教”转向关注学生如何“学”的重大转变。近年来,以“学习环境”为主题的相关研究成为教育技术学研究热点。卓(Cho et al.,2013)对国际教育技术学代表性学术期刊《教育技术研究与发展》(Educational Technology Research and Development)1989-2011年发表的文章进行引文网络分析,得出五个主要研究主题,“学习环境”是其中之一。魏顺平(2010)选取国际教育技术学领域六本高质量学术期刊,以1990-2008年的3442篇论文为分析样本,对文章题录进行高频词分析,“学习环境”居第七。基于不同理念的研究者对学习环境构成要素各持已见,如“四要素观”“五要素观”“六要素观”“认知学徒观”“学习生态观”等,丰富多样的学习环境(如虚拟学习环境、数字化学习环境、协作式学习环境以及智慧学习环境)实践教学效果已被证实。学习环境作为一个复杂的教学系统,被喻为“能够促进学习者发展的各种支持性条件的统合”(钟志贤,2005)。然而,有关学习环境中支持学习活动顺利开展、提升学习效果的特征要素研究较少,这些正是学习环境设计考量的关键。因此,对学习环境特征要素的分析能够使设计者明确学习环境设计的目标与宗旨,开展学习者态度调查可从学习者视角获悉其对环境特征要素的态度偏好及关注程度,对优化学习环境设计、提升学习者学习体验意义重大。

一、数字化场馆环境特征要素

 

(一)数字化场馆环境

 

1.虚实融合的学习环境

 

根据环境构建的技术条件,学习环境可分为三类:一是基于真实课堂空间设计的硬件技术丰富的现实学习环境,如未来智慧教室;二是基于网络互动平台的软件技术支持的虚拟学习空间,如在线学习平台;三是融合了真实的学习任务、学习情境以及虚拟的网络空间、学习工具的虚实融合学习环境。虚实融合学习环境既包含置于真实环境的数据采集硬件,又包含基于网络平台的协作交流工具。他们能够兼顾学习者的真实体验与协作交流需求,发挥技术连接现实生活与虚拟世界的中介作用,帮助学习者在真实任务情境中开展不受时空限制的协作式学习,解决课堂学习的时空局限、在线学习的情境缺失等不足。

 

已有研究中的校园环境信息观测与研究性学习、GLOBE全球学习与观察、虚实结合的机器人教育、数字化探究实验室等虚实融合学习环境典型案例较好地揭示了其在校园正式学习中的应用(张剑平等,2013)。然而,个体在校园等正式学习环境的时间仅占个体一生的18.5%(Jmaes et al.,2007),校园外(如家庭、社区、户外)等非正式学习环境为个体的终身学习、全面发展提供了更多的学习机会和更丰富的学习条件。

 

2.数字化场馆学习环境

 

根据美国学习改革委员会1994年的界定,“场馆”(museum)不仅包括科技馆、天文馆、自然博物馆等室内封闭场所,也包括动物园、植物园等室外与科学教育相关的半封闭场所(伍新春等,2009)。2009年,美国国家学术出版社出版的《非正式环境中的科学学习:人、场所与追求》一书强调各类非正式环境是开展科学学习的重要场所,并将典型的非正式学习环境分为三类:日常生活环境、设计环境、项目环境,其中“设计环境”是本研究关注的科学中心、动物园、水族馆、植物园、天文馆等场馆环境(Bell et al.,2009)。2005年,我国国务院颁布的《博物馆条例》已将“教育”作为博物馆三大功能之首,“拓展和完善已有的场馆基础设施,新建一批科技馆和科技类博物馆”成为《全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020年)》的四大硬件建设基础工程的主要内容(任定成,2006)。因此,我国博物馆、科技馆等重要社会公共文化服务机构已成为面向社会公众开展科学文化普及教育的重要非正式学习基地。

 

数字化场馆建立在网络通讯、多媒体设备和数字技术基础之上,为个体在实体馆的参观学习提供了丰富的信息资源、智能化学习指引、个性化学习支持,是场馆数字化发展进程的“基于用户信息活动的第三代数字化成果”(邢进原,2002)。数字化场馆是实体参观环境与虚拟支持条件的融合,是典型的虚实融合环境。故宫博物院胡锤先生提出:“每个人的认知过程都是虚实结合的,虚从实中来,回到实中去”(张小李,2008)。“虚”指基于网络的海量信息资源,帮助个体建构相关科学文化知识框架,但是仅接受别人加工过的信息并不是自己对事物的准确认知,个体最终需要到实体场馆中,通过自身接触实物的亲身体验,用个体已有的知识体系与其感知到的外部世界信息进行“交流”,最终找到两者的平衡点,建构个体自身丰富的知识体系。

 

(二)概念模型

 

国外学者从社会文化视角将参观主体(个体或群体)、参观工具(物理或认知)以及以多媒体形式表现的参观对象三者组合,构建了场馆环境中“面向对象的概念模型”(见图1)(Henriikka & Jorma)。

该模型从学习主体、学习对象、工具以及三者所处的情境描述了场馆学习的概念模型。参观场馆的过程是个体获取与加工信息的过程,即发生了学习行为。场馆非正式学习的结果与正式学习结果不同,它表现为所要达到的目标可递进为:培养科学兴趣、获得科学知识、从事科学推理、学会科学反思、投入科学实践、在科学事业中获得身份认同(Bell et al.,2009)。场馆学习的主体可以是个人,也可以是群体,学习主体在实体场馆中通过参观图片、视频、音频、文字等多媒体内容,直接获取展品设计者经过精心组织且抽象化的知识信息。在此基础上,学习主体利用场馆提供的物理(如支持参观者实验的操作台)或认知的(如支持学习主体开展目标导向学习的学习单工具)学习工具对外部世界的知识进行探索。场馆构建的真实情景唤醒了学习主体已有的与当前真实情景类似的知识,学习对象呈现的新知识在真实情景中被具体化。学习主体通过学习对象感知外部世界的信息,利用学习工具连接个体内部的认知与外部的世界信息。最终,个体合理地整合学习对象呈现的信息与个体的知识结构,在同化和顺应中构建新的知识体系。

 

(三)评价维度

 

1.已有的学习环境调查工具

 

2005年,中国台湾地区学者(Chuang et al.,2005)修改前人的建构主义多媒体学习环境调查工具(Constructivist Multimedia Learning Environment Survey,简称CMLES)基础上,设计了建构主义网络学习环境调查工具(Constructivist Internet-based Learning Environment Survey,简称CILES)。该调查工具包含六个维度:学生协商、探究学习、反思思考、相关性、易用性、挑战性。蔡今中教授(Tsai,2008)进一步将建构主义网络学习环境特征结构分为技术、内容、认知、元认知和认识论五个维度,并整合上述调查工具的六个特征和多源性解释、认知学徒以及认识论意识,开发出建构主义网络学习环境调查工具修改版(Constructivist Internet-based Learning Environment Survey Revised,简称CILES-R)。2012年,随着移动设备、无线通讯以及情境感知技术的发展,新型的学习环境——情境感知泛在学习环境逐渐成熟。为了获得学习者对此类学习环境特征维度的偏好,蔡等(2012)在网络学习环境调查工具及修改版的基础上,设计了调查学习者对建构主义情境感知泛在学习环境特征偏好的问卷工具(Constructivist Context-Aware Ubiquitous Learning Environment Survey,简称CULES)。它整合并修改了原有调查工具的多个特征维度,结合“技术接受模型”(Technology Acceptance Model,简称TAM)的感知易用性和有用性两个维度,形成包含易用性、连续性、相关性、适应性内容、多源性、及时指导、学生协商以及探究学习八个特征维度的调查工具,分别体现技术、内容、认知三个维度。表一所列即为三项研究中学习环境特征要素的评价维度。

 


2.数字化场馆学习环境的特征要素

 

随着数字化场馆的发展,信息技术将学习对象逐渐与物理、认知工具融为一体,本研究称之为数字化展品,即学习主体不仅能获取多种信息呈现形式的展品对象信息,还能够通过物理操作或软件操控,与物理或认知学习工具互动。这样,学习主体可以更好地利用信息技术信息传播和反馈提示进行信息加工,内化展品信息,建构自己的理解。因此,数字化场馆环境由学习主体、情境、数字化展品(工具+对象)三个维度组成。通过整合表一的环境特征要素,本研究构建了数字化场馆环境的特征要素评价结构(见图2)。

从表一看出,三份学习环境调查工具的评价维度都包含“学生协商”(图2中的“学习者协商”)和“相关性”,说明这两个维度能够描述不同类型学习环境的特征,包括本研究的数字化场馆学习环境。“探究学习”“反思思考”“易用性”(图2中的“易参观性”)“多源性”四个环境特征在两份调查共有,能够合理解释数字化场馆学习环境对学习支持的特征,如“探究学习”“反思思考”描述了学习主体认知维度的特征,“易参观性”描述了场馆情境维度的特征,“多源性”描述了数字化展品维度的特征。

 

“认知学徒”和“认识论意识”特征因过于专业化,在评价学生群体为主体时能够适用,但不适合社会公众群体;“连续性”“适应性内容”“及时指导”评价的是泛在学习环境中移动学习工具,在我国目前场馆中的移动参观应用尚未普及,不具代表性。因此,上述五个特征要素均被舍弃。

 

此外,“自由选择性”是场馆学习的主要特征(Bell et al.,2009),其衍生的“自由选择学习”也是场馆学习研究领域的一大热点。自由选择学习理论认为,场馆非正式学习环境的最大特征在于它由学习者自我导向的学习体验,由学习者自由选择、非时序、自定步调,以及完全自发性,这些学习环境包含室内和公园、科学中心、博物馆等户外场馆类环境(Falk,2005)。因此,“自由选择性”是描述数字化场馆情境维度的一个主要特征。“互动性”是数字化展品融合技术与对象的主要特征,它支持学习主体与学习对象利用技术产生互动,包含物理的操作互动以及认知的反馈互动。因此,“互动性”描述了数字化展品维度的环境特征。

 

综上所述,数字化场馆环境特征包含八要素,可归为概念模型的三个维度。其中,认知维度的反思、探究学习、学习者协商从支持学习主体认知方面提供学习支持;情境维度的易参观性、自由选择性从学习情境方面提供学习支持;展品维度的多源性、相关性、互动性从学习对象(数字化展品)方面提供学习支持。

 

二、研究设计

 

我国面向社会公众的非正式教育起步较晚。2010年,我国第八次《中国公民科学素养调查结果》显示,近年来公民参观博物馆、科技馆的比例明显提升,且与科学素养水平呈正相关(高宏斌,2011)。在党的十七大提出的“为全社会提供公共文化服务”指导思想推动下,我国博物馆、纪念馆于2008年2月全面免费开放;在党的十八大提出的“提高全民科学素养”精神指导下,2015年5月92家科技馆试点对外免费开放,其中,浙江省科技馆是首批免费开放试点单位。杭州市以博物馆、科技馆为代表的各类场馆设施种类丰富,其中不乏具有区域特色的博物馆,如刀剪剑博物馆、扇博物馆、伞博物馆、湿地博物馆等,免费开放、种类丰富等优势为杭州市民利用场馆资源开展非正式学习、提升科学素养水平提供了便利。

 

因此,本研究选取杭州市市民为调查对象,调查其对数字化场馆环境特征要素的态度偏好及关注程度,从场馆学习者的真实需求出发获取数字化场馆环境特征维度的关注度,从而为相关场馆优化场馆学习环境设计、提升场馆学习体验以及发挥其社会教育功能提供对策与建议。

 

(一)调查工具设计

 

本研究借鉴CILES、CILES-R及CULES三份问卷的问题结构,分别用2个问题描述每个特征要素,即数字化场馆环境特征调查问卷主体部分包含16个问题;同时,对三份问卷的部分问题进行语句和语境修改,并根据研究者及其他相关学者的理解,添加环境特征调查方面的问题。此外,调查工具还包含对调查对象基本信息的数据采集,如性别、年龄、受教育程度、参观同伴、场馆参观频率、参观目的、场馆功能认识等,以了解调查对象的人口学信息及其对利用场馆资源开展非正式学习的认识。问卷采用5分制李克特量表计算,方法为:1.非常不重要;2.不重要;3.中立;4.重要;5.非常重要。

 

(二)调查过程及方法

 

场馆面向的是社会公众。为了收集尽可能全面的数据信息,调查采用两种形式:一是使用网络调查工具(问卷星),调查对象可通过二维码扫描获得调查问卷(http://www.sojump.com/jq/4056182.as-px),方便市民在线填写问卷并在朋友圈扩散;二是在公众场合发放纸质问卷,即在浙江省各类场馆(浙江省自然博物馆和浙江省博物馆)、人群较为集中的户外场所(杭州西湖文化广场)以及部分高校(浙江大学、杭州师范大学)发放纸质问卷并现场回收。

 

考虑到6岁以下儿童无法独立完成问卷填写,因此,本研究调研对象的年龄为6岁以上各年龄段,覆盖面较广。

 

研究回收问卷555份,剔除调查对象对16个问题态度完全一致的无效问卷,实际有效问卷为492份,有效问卷回收率为89%。研究使用SPSS18.0中文版进行数据分析与处理。

 

(三)调查工具的信度和效度检验

 

α信度系数法是较常用的问卷信度分析方法。利用SPSS18.0中文版的可靠性分析,本研究得出问卷16个问题的信度系数标准化Cronbachsα=0.904>0.9,表明该问卷信度良好。

 

因子分析是结构效度分析常用方法(亓莱滨等,2003)。在做因子分析前,本研究首先进行KMO检验和巴特利球体检验,KMO检验系数0.895,介于0.89-0.90,且P值=0.000<0.05,问卷做因子分析的适用性非常好(傅德印,2007)。因此,本研究认为该问卷适合做因子分析。

 

因子分析通常使用主成分分析方法提取公因子,且需要满足公共因子的累积贡献率达到80%-85%(傅德印,2007)。因此,本研究在做主分分析时取特征根>0.6,得到八个公共因子,进一步采用“最大方差法”进行因子旋转,所有指标仅有一个公共因子载荷较大,这里取值>0.4,八个初始公共因子分别由两个项目指标表达,符合问卷中的八个环境特征及相关问题设计结构,结构效度较好且每个公共因子的内部信度均高于0.6(见表二)。

(四)数据分析与讨论

 

1.调查对象基本信息

 

SPSS18.0的“描述统计”功能统计显示,调研对象中女性占62.6%,男性占36.2%,有效样本是98.8%。现场调研也发现,学校等各类场馆及户外场所中,女性明显多于男性,尤其是携带子女参观博物馆,成年女性占比明显高于男性,亲子场馆学习中,母亲陪伴子女的占比较高。

 

调查对象中受教育程度为大学学历的占比较高,其中一部分调查对象来源于本研究所选取的高校学生,另一部分来源于场馆中的年轻家长。随着家长学历的提升,本科教育背景的家长会利用场馆资源教育子女,并关注博物馆、科技馆等设施为儿童提供丰富的课外知识。

 

调查对象由家庭成员、同事、朋友、同学等陪同参观的占比达92.8%,少量调查对象独自一人参观场馆。此外,“交叉分析”结果显示,6-12岁儿童群体以及25-30岁和31-36岁的家长群体占主体。可见,儿童大多是在家庭成员的陪同下参观场馆,符合当前亲子群体成为场馆非正式科学学习关注对象的实际。

 

调查对象认为场馆是“学习课外知识的场所,探索知识的场所”的占59.1%。这说明场馆的教育功能正被社会公众认可,社会公众对场馆的公共教育服务有潜在需求,场馆教育研究具有一定的实践意义和社会价值。

 

此外,63.3%的调查对象表示会利用博物馆、科技馆等门户网站获取信息,以便更好地体验场馆学习支持服务;75.6%的调查对象希望借助信息化工具优化场馆参观体验。我国场馆的数字化进程已进入第三阶段,即以“用户信息活动”为中心,但仅停留在交互式展品层次,能够为参观者提供互动操作的体验机会,却无法为参观者提供个人定制的体验服务。因此,借助移动设备、通讯技术以及适应性的学习支持工具为参观者提供个性化的参观学习服务将成为未来数字化场馆发展的趋势。

 

2.数字化场馆环境特征要素的态度偏好及关注程度

 

SPSS18.0的“均值描述分析”功能显示了杭州市民对数字化场馆环境特征的态度偏好及关注程度(见表三)。

 

 

将均值得分由高到低排列可以看出,“互动性”最高。这说明杭州市民对场馆增加互动展品的期望较高,认为互动展品能够帮助他们直观体验获得展品原理、结构等抽象概念化知识。其次是“易参观性”,参观者在场馆中受多种信息干扰,容易迷航,影响学习效果。因此,他们希望场馆提供有利于参观指引的标识或指引工具。三是“反思”。尽管场馆类型不同,比如博物馆的展品可能是远古文物,科技馆则可能陈设近代科技精尖产品,但是它们都和人们的生活息息相关。参观者需要场馆帮助他们将展品信息与其已有的知识或生活实际建立联系,并在反思中建构新知识。四是“自由选择性”,即参观者要有更多的自由选择空间,可以自主控制参观学习过程,这是区分场馆环境与其他学习环境的主要特征,而这一特征同样受参观者偏爱。五是“多源性”,多源性的展品特征能够为参观者提供多种形式的信息资源,能丰富参观体验,也可能增加参观者的认知负担。因此,参观者对此特征没有表现出强烈的态度偏好及关注度。六是“探究学习”。国内场馆学习活动大多缺乏探究性,作为支持参观者开展探究学习的“学习单”工具在各类场馆没有发挥应有的作用。实地调查发现,部分场馆的学习单工具设计过于简单或形式化,缺乏探究学习理念,且经常置于无人问津的角落,导致调查对象没有体验过场馆中的“探究学习”,对其关注较少。七是“相关性”。场馆呈现的展品通常是超出参观者所处时代和生活现状的历史文物或高精尖产品,因此参观者会认为场馆中的展品无需与其生活实际相关,呈现出较低的偏好和关注度。最后,调查对象呈现最低态度偏好及关注度的是“学习者协商”特征。大量科学实验验证参观者之间的讨论和协商能够帮助个体内化知识,获得更丰富的理解和体验。本次调研在这一方面呈现出最低的关注程度,值得深入探讨。场馆为学习者提供了丰富的社交活动场所,学习者与同伴、新的学习伙伴、场馆教育工作者可以交流讨论,获得不同专业、不同领域人士对展品的认识视角,然而,参观者却不关注场馆环境中的交流平台或协商机会,这有悖于场馆学习宗旨,也是国内场馆学习研究需重点关注的问题。

 

三、研究结论与建议

 

(一)研究结论

 

数字化场馆学习环境在学习主体的认知维度、学习情境维度以及作为学习对象的数字化展品维度三方面提供了必不可少的条件支持,场馆环境的八个特征要素正是场馆学习条件的表现。本研究以杭州市为例的数字化场馆环境特征要素开展社会调查,得出以下结论:

 

1.场馆教育功能逐渐被社会公众所认可

 

本次调查结果显示,59.1%的调查对象认可场馆教育功能,尤其是对青少年儿童扩展视野、获得课外知识方面有重要作用。教育、研究与欣赏并列为场馆的三大功能,且教育逐渐超越研究、欣赏等功能变得日益突出。

 

2.与家庭成员、同龄朋友结伴参观形式

 

调查显示,亲子参观群体占场馆参观人群大多数,朋友结伴参观的多为大学生。即便如此,人们在“学习者协商”这一特征要素上呈现较低的关注度。由此可见,我国学习者没有认识到场馆环境中的协商氛围,忽视了协商交流对获得知识信息的重要性,这值得关注。

 

3.展品的“互动性”较受关注。

 

八个环境特征要素中,调查对象对“互动性”呈现较高的期待和关注。同时,场馆门户网站以及支持个性化参观的移动支持工具也较受多数调查对象关注。当前数字化展品仅停留在支持参观者互动操作,“用户信息中心”的互动体验停滞不前,希望本次调查能引起场馆相关部门的重视,推出真正以“用户信息中心”的数字化展品服务。

 

(二)后续建议

 

1.开展以学习者为中心的学习环境设计研究。

 

学习环境对有效学习的支持不仅仅是依靠丰富的资源和先进的技术,更需要从学习者视角出发,促进学习者更好地利用资源、情境、技术以及共同体开展学习提供支持性条件。数字化场馆在当前STEAM教育和全民科学素养提升中角色重要,场馆教育功能的有效发挥依赖于以学习者为中心的场馆学习环境设计。

 

2.厘清数字化场馆环境的特征要素对发挥场馆教育功能意义重要。

 

数字化场馆学习环境与其他类型学习环境的重要区别在于,它需要建立在已有实体场馆环境基础上,利用馆内展品资源和学习工具,为参观者提供能激发其反思、探究学习、协商交流的认知条件,营造易参观的氛围与自由选择的场馆情境,并通过数字化展品等多源性展现、相关性连接以及互动性反馈,帮助参观者获取、加工信息,在真实的参观体验中构建展品信息的相关知识体系。

 

3.根据场馆参观现状与参观者需求,提供针对性的教育项目,体现场馆教育的价值。

 

目前已有的场馆教育项目多数针对中小学学生,忽视了高中生、大学生甚至陪伴儿童参观的家长。场馆是面向社会公众的社会性教育机构,应该面向全体社会成员,其拥有的丰富教育资源足以为不同年龄阶段和不同知识层次的学习者提供学习机会。因此,场馆不应只承担面向青少年儿童的“第二课堂”角色,面向大众提供丰富多样化的教育项目是体现场馆社会教育功能的重要举措,是发挥其传承历史文化、普及科学知识等功能的重要途径。

 

4.场馆环境的复杂性将引起场馆教育研究范式的革新。

 

场馆环境特征的复杂性决定了场馆学习效果影响因素极其复杂。受来自场馆内外、个体内外、展品等多方面的影响,且鉴于场馆教育的社会性、长效性以及迟效性等特征,以往课堂教学环境的对比实验法、心理实验环境下的变量控制法等研究范式并不适用于场馆环境下的学习研究,国外研究者较多综合定量和定性研究法,长期与被试保持联系,跟踪研究被试的参观学习效果。因此,场馆学习研究范式的革新将成为开展场馆教育研究迈出的第一步。

 

 

基金项目:2016年浙江省教育科学规划课题“基于移动人工制品的场馆非正式科学学习研究”(2016SCG239);2016年度杭州市哲学社会科学规划常规性立项课题“杭州市场馆中非正式科学学习的移动智能中介设计研究”(Z16JC068)。

作者简介:许玮,博士研究生,浙江工业大学教育科学与技术学院,研究方向:数字化学习环境、非正式科学学习;张剑平,教授,博士生导师,浙江大学教育学院,研究方向:教育信息化、数字化科普。

 

转载自:《开放教育研究》 2016年8月 第22卷 第4期