基于活动理论的场景学习模型构建与应用研究<br/>——以河北省科技馆为例

基于活动理论的场景学习模型构建与应用研究
——以河北省科技馆为例

2019-12-26

中小学电教 2019年12期

（河北师范大学教育学院，河北石家庄 050000）

一、问题的提出

2019年1月，英国开放大学发布的《2019年创新教学报告》探讨了世界教学和评价的新形式，以指导教师和政策制定者进行富有成效的创新。其中，提出了10种教学法，分别是趣味性学习、机器人辅助学习、去殖民化学习、基于无人机的学习、惊奇式学习、行动学习、虚拟工作室、基于地点的学习、思维可视化、同理心之根[1]。其中，基于地点的学习，即场景学习作为非正式学习的一种，成为学校教育以外的一种重要的教育方式。未来学家 J·奈斯比特（J.Naisbitt）就曾经断言，“终身教育将成为第二次文艺复兴，而场景学习将会成为第二次文艺复兴的重地”。

通过文献研究发现，有关于场景学习的模型构建的文献很少。而活动理论研究的是人在自然环境和社会环境中双向交互的过程，强调实践活动，关注实践过程，这与场景学习的理念不谋而合。鉴于此，本研究以活动理论为指导，分析场馆学习活动构成要素，设计虚拟融合的场景学习环境，并构建场景学习模型，以期推动场景学习的研究和实践。

二、相关概念及理论基础

（一）相关概念

1.场景学习

“场景学习”一词并不新鲜，是一种新的教育连接方式，也是一种新的学习样态。其样态按照空间划分，可以分为课堂学习场景、专用教室学习场景、场馆学习场景、社区学习场景[2]。具体可以指离开固定教室，走出课堂或校园，走进社区，通过参加实地调研等活动，让学习者参与到项目活动中，将课堂所学与实际生活相融合，在体验中开发创新思维，使得学习个性化。随着信息技术的不断发展，新技术与学习场景的深度融合，为学习者提供了更多与场景有关的新的学习机会，使得学习更容易发生。

2.非正式学习

非正式学习与正式学习相对立，是一种广泛存在于个体日常活动过程中的有效学习方式[3]，近年来正逐渐成为国际学习科学领域的新兴研究热点。它是指在非正式的学习时间和场所发生的，通过社会活动来传递和获取知识的，一种由学习者自我管理的自主学习形式，是一种广泛存在于人们日常生活中的有效学习方式。它没有固定的学习目标、学习场所、学习时间和学习方式，而是由学习者自我发起、自我调控和自我负责。

3.学习任务单

学习任务单是由一个个精心设计的学习任务构成，因其经济、便于携带的特点，被一些场馆广泛使用，也是教师领导学习者进行场馆学习的有效学习工具，目的是引导学习者完成任务单中的任务，更好地了解与展品相关的信息等。学习任务单在西方应用很广泛，但是对于其效果有两种说法：一种认为学习任务单改善了学习效果，充当先行组织者的作用，能够激发学习者的学习动机；另一种说法认为学习任务单对学生的学习具有抑制作用，给学生带来了诸多限制，干扰了学生的创新思维[4]。

（二）理论基础

1.做中学理论

美国教育家约翰·杜威充分吸收和借鉴了先前的优秀文化，批判传统课堂中学生静坐、依托教科书的教师讲授的教学方式，提出“做中学”理论，将“从做中学”贯穿到教学领域，强调将教学过程看成是做的过程，让学生在参与活动的过程中，通过感官接触具体事物，在活动中以迂回的方式无意识地获取经验和知识[5]，从而将书本上获得的感性认识上升到理性认识，在一定程度上也加深了学生对抽象概念的理解，达到长时记忆的效果。

2.情境学习理论

与传统教育的教学分离不同，情境学习理论强调知识与情境相互作用的动态的过程。它反对传统教育中的去情境化概念，认为脱离真实情境，通过3-5分钟学习抽象的知识是一种“呆滞的知识”，学生无法真正将其用于真实情境。因此，情境学习理论更加关注学习的情境性，认为学习是在个人情境、社会情境和物理情境共同交互体验的过程[6]，其本质是个体参与实践，与他人、社会相互作用[7]，只有在真实情境中，学习才会发生。

3.活动理论

活动理论是建立在马克思主义哲学基础上的心理学理论,经历了三代的发展历程。第一代活动理论以维果斯基的中介理论为核心[8]，强调工具与符号在人类活动中的价值,明确了活动中“主体—工具—客体”之间的关系。第二代活动理论是维果斯基的学生列昂节夫为代表开展的，重点关注个体与社会的关系[8]，扩展了活动理论的框架，提出了活动的层次结构,即活动的三个水平模式：活动、行为和操作。第三代活动理论主要任务是建构一套概念体系，贡献最大的是由芬兰学者恩格斯托姆提出的活动理论模型[9]，也就是人们熟悉的活动三角模型，使活动理论成为“一个分析和研究不同形式人类活动的哲学和跨学科框架”。

活动理论侧重于活动过程，是通过组织一些活动来剖析不同学习场景中学习者是如何通过人与人交互、人与物交互以及物与物交互进行学习的，这与场景学习的理念不谋而合，因此，可作为指导场景学习的理论基础。

三、基于活动理论的场景学习的模型构建

（一）场景学习的要素构成

为了更好地构建场景学习模型，挖掘学习者在不同场景的学习行为，需要对场景要素进行分析。通过阅读文献，许多专家学者从不同的角度对场景学习的要素进行划分。武法提等人从量化的角度将场景概括为五个相互制约的要素，即主体要素、时间要素、空间要素、设备要素和事件要素[10]。这五个要素之间相互影响、相互制约，共同构成一个有机整体。李传庚从儿童的角度指出浸入、操作、思维、连接、情感伴随、表达是场景学习的关键要素，相互依存，在不同的场景学习中发挥作用，产生协同效果，让场景学习发挥最大的效应[11]。

而本文在活动理论的指导下，引用恩格斯托姆的观点，将场景学习的要素划分为三个核心要素（主体、客体、共同体）和三个中介要素（工具、分工、规则）[12]，其构成如图1所示。其中，主体指的是场景学习中的学习者个体或小组；客体是学习者操作的对象，如场景学习目标、学习内容等，最终指向学习结果；共同体是场景学习中参与人员的集合体，如学习者、教师、场景工作人员、同伴等；工具是主体和客体的中介,在场景学习过程中一般用到的工具有学习资料（纸质和电子形式)和中介符号（标语、图案等人工制品)等；规则是对场景活动进行约束的规定法律、政策,及潜在的社会规范、标准和共同体成员之间的限制；分工是共同体和客体之间的中介调节，不同的共同体在实现客体转化的过程中，有不同的分工。

图1 场景的要素关系

（二）场景学习的环境设计

学习环境是支持学习者进行学习的各种资源的组合。由于场景学习的学习方式没有固定的场所，它可能发生在教室、家庭、社区、场馆等各个场景，但整体而言，可以将场景学习的环境划分为实体环境和虚拟环境。实体环境通过空间结构、环境氛围、社会活动等不自觉地影响学习者对事物的理解以及对抽象概念的意义建构。虚拟环境借助网络技术、虚拟现实技术、移动技术等将平时不易观察到或体验到的事物以虚拟方式表现出来,丰富了学习者的学习体验,提高了学习效率,从而促进认知发展。现实的和虚拟的场景学习环境为学习者提供了不同的感受和体验。因此,将二者的优势结合起来,构建虚实结合的场景学习环境（模式图如图2所示），将会使学习资源更加多元化、学习内容多样化、学习形式更为丰富。该模式图中，虚拟环境的建立依托于实体环境，同时实体环境为虚拟环境的构建提供补充，两者相辅相成，共同作用于学习者，同时学习者在实体环境与虚拟环境中获得的学习体验，也能反作用于学习环境，使得学习环境更符合不同学习者的特点。

图2 虚实结合的场景学习环境模式

（三）场景学习模型构建

依据模型构建的客观性、科学性、可实施性、简明性原则，在活动理论的指导下，设计了以下基于场景学习的模型图（如图3所示）。

图3 基于活动理论的场景学习模型图

该模型包括三层结构，前期准备层、中期活动层和后期效果层。

前期准备层是该模型的基础层。指的是场景学习前的准备工作，它对整个学习过程具有指导和促进作用，包括学生的学习风格和场景的特点分析。学习风格是学习者在长期的学习活动中表现出的一种具有鲜明个性的学习方式和学习倾向。根据不同的感官偏好，瑞德（Joy Reid）将学习者的学习风格分为视觉型、听觉型、触觉型、动觉型、个人型和小组型。场景学习中不同形式的物品刺激着学习者的感官，满足了学习者的个性化学习需求。不同场景有不同的特点，其空间布置、文化氛围等都潜移默化地影响着学生学习，教师在教学过程中，可以根据学习需要，选择适宜的学习场景进行有效教学。

中期活动层是该模型的核心层，包括场景各要素的设计和环境的设计。整个环节在虚实融合的场景环境中，对场景的各要素组成进行分析设计，使得学习者根据具体的学习目标，利用各种学习工具，在学习共同体的辅助和场景学习各方面条件的约束下，以小组学习等学习方式进行明确的任务分工，通过参与场景学习过程，最终提高学习者的问题解决能力、创新能力等各方面的能力。

后期效果层是该模型的价值层，指向学习者的最终目的，即个性化学习和终身学习。个性化学习是让学习者求同存异，发扬个性，追求创新。终身学习是知识经济社会对个体的必然要求，也是场景学习方式的一个重要目标。

四、场景学习应用案例

根据构建的基于活动理论的场景学习的模型图，本文通过具体实践进行验证。本次实验以河北省科技馆这一场所为例，由于科技馆学术性较强，要求具备一定的知识基础，所以，选取的研究对象为高中学习者。本次实验是在活动理论的指导下，借助学习任务单这一工具，对学习过程进行设计。

（一）活动前期准备

场景学习前的准备工作包括对学生的学习风格和场景的特点进行分析。通过利用所罗门学习风格量表对学习者进行调查，可以将学习者的学习风格划分为视觉型、听觉型、动觉型、综合型四种类型。视觉型学习者对所看到的东西记忆很快，听觉型学习者容易接受听觉信息，动觉型学习者不善于从书本接受知识，他们的学习往往借助于实际操作进行，综合型学习者能够适应各种学习刺激并很快作出反应，学习能力较强。

通过对学生的学习风格进行了解，发现以科技馆为主的场景学习能够满足学生视、听、动方面的需求。其中的展品设计具有较强的知识性，其呈现方式既有静态的，又有动态的，可以丰富学生的视觉体验，且许多展品以操作为主，如机器人展区，通过操作设备可以控制机器人，使得学习者在娱乐的同时习得知识。同时，该科技馆在设计上极具教学性和娱乐性，不仅传授科学知识与技能，而且更关注对科学的过程、方法、情感、态度、价值观的教育，因此，非常适合学习者学习。

（二）活动中期设计

考虑到数学学科的高度抽象性、应用广泛性的特点，在高考中占较大比值，而部分学生在数学学习上有较大困难，因此选取科技馆的数学展区为着手点。数学展区内容涉及到拓扑结构、勾股定理、椭圆等知识，大部分需要学生具体操作，通过观察发现其中原理。但由于学习者求知欲强但缺乏逻辑思维，因此学习活动需依赖具体事物的支持。本次以学习任务单为指引，帮助学习者更快地了解数学展区的内容，促进学习发生。

根据场景学习模型的活动中期设计阶段，需要对场景的各个要素以及场景环境进行分析和设计。其中，科技馆的虚实融合体现在：一方面学习者可以通过直接接触科技馆的展品，与物体、人互动交流，从而获得直观感受；另一方面学习者也可以在三维技术、360度全景技术的支持下，通过点击鼠标来放大或者缩小画面，从而精准细致地观看展品，提供360度全方位、多角度的体验，参观者还可以自由选择参观方位，使参观者的自由性得到最大发挥。科技馆的六个要素设计分别如下。

主体：本次实验的主体是对科技馆进行学习的学习者。针对学习者的主体设计主要描述学习者个人属性和特征，如性别、所拥有的知识储备、学习动机等。与课堂固定场合的学习不同，基于场景的学生学习更具有灵活性和多样性，学习者可以自由参观科技馆的内容进行独立思考，也能通过与其他学习者相互协作与交流，共同理解展品背后的原理。

客体：本实验中的客体具体指科技馆学习者的学习取向，包括学习目标、学习任务、学习内容、学习问题。如：你是怎样让曹操顺利逃出困境（数学展区）？在地震发生时，你知道如何逃生吗（防震减灾区）？最终客体指向的目标是学习者的问题解决能力的提升。

共同体：本实验共同体指向与主体围绕共同主题互动的其他参与者，其中，包括教师、学生和科技馆工作人员。共同体之间互相提供资源及帮助，不断影响着主体知识意义的建构。同时，此社交化的学习环境中涵盖了各种社会化学习支持服务 (邮件、推送、搜索、点赞、评论、转发等)、学习社区、学习活动 (学习、评价、测试)等。

工具：基于科技馆学习的工具选择不仅包括移动设备的选择，还包含移动学习资源 (图片、文字、视频、音频、网页等)、认知工具、合作工具、学习策略、学习指导等各种学习支持。它是帮助主体达到客体的中间介导工具。鉴于信息技术的发展，本次选用的学习资源是学习任务单，移动设备是智能手机，其中，学习任务单结合二维码技术，学习者可以通过智能手机扫描二维码进行学习，也可以运用手机拍照记录学习过程、搜索相关知识点以辅助学习。

规则：这里的规则分为两个方面。一方面指科技馆的行为准则，如：不能随意破坏展区设备，禁止打闹，保持公共卫生等；另一方面针对此次实验的学习者，如：任务单作答要求、考核标准、同伴微评等规则。

分工：主要指向以小组形式进行学习的群体的角色分配、分工协作。在学习过程中,，不同的成员扮演着不同的角色，事先对角色进行明确分工，可以提高学习效率。当然，在学习过程中，不同的成员扮演着不同的角色，同一成员有可能在不同时间会扮演着不同角色。因此，角色并不是固定不变的，可以根据需要进行调整。

针对科技馆各要素进行分析设计后，本文选择其中工具的设计，即学习任务单的设计进行具体说明。由于是初次尝试这种教学形式，因此，在设计过程中需不断摸索，进行完善。该过程流程图如图4所示。

图4 设计过程流程图

1.学习任务单的设计

对于科技馆而言，学习任务单是展品的延伸或补充，可以满足展品展示的不足，并引导学习者对实物的观察、分析和讨论，也可以节省人力资源，降低对讲解员、引导员的需求；对学习者而言，它是学习的工具和资源，充当学习者和科技馆之间的桥梁和中介，能更好地辅助学习者了解展区内容，发挥先行组织者的作用。

在学习任务单的设计上，Kisiel通过对加利福尼亚自然博物馆收集的12个学习单进行内容分析，发现学习任务单基本涉及任务量、定向线索、地点特定性、信息源、选择水平、认知水平、作答长度、反应方式八个维度[13]。因此，基于以上对于学习任务单的八个维度的考虑，笔者初步设计了科技馆中的数学展区的学习任务单，部分如图5所示。

图5 学习任务单（1）

笔者设计任务单的思路是，考虑到学习任务单针对的人群是高中以上学习者，且他们来参观科技馆的目的不局限于学习，也有参观、体验、游玩的目的，因此，在设计的过程中，以娱乐闯关为主线，仿照数学学科的特点，以“猜一猜”“说一说”“试一试”等词汇营造一种数学氛围，再根据学生思维由简单到复杂的特点，将事先对数学展区的展品背后的知识点按照从易到难的特点呈现，题目设置多以小组学习的形式，合作探索，题量适宜，难度居中，以探索题为主，考察学生的动手实践能力、合作交流能力、逻辑思维能力以及创新能力。并运用信息技术，利用草料二维码生成器将二维码运用到学习任务单中，为学生演示展品的操作步骤，并设置评价项目，由学生自己评估对展品背后原理的理解和掌握程度。最后，附上有关展品的趣味动画，将做、思、评、看等元素结合在一起，丰富了任务单内容和学生体验。

2.学习任务单的发放与反馈

本次研究活动是对学习任务单进行发放，通过实地考察与访谈，对学习任务单的内容的适切性进行评估[14]。具体实践操作是，对实验对象说明实验目的，征得其同意后，对其发放学习任务单，并实时观察和记录他们的行为表现。只有当实验对象对学习任务单上的内容表示疑惑时，研究者才会上前对题目做出解释。在参观结束后，研究者就学习单的内容、设计形式与实验对象进行访谈。

同时，研究者还对部分没有发放学习任务单的学习者进行行为追踪，观察他们在游览数学展区时的行为表现，以期与发放学习任务单的学习者的行动轨迹进行对照。实验证明，有学习任务单指引的实验对象在展品处停留和参观的时间较长，且有学习任务单的实验对象会就展品进行交流，其对话远远多于无学习任务单的实验对象。

3.学习任务单的再修订

根据实验对象对学习任务单设计方面的反馈，比如：任务单的填答区没有设置，不能及时作答；任务单题目设置单一化；学习者本人无法对自己的掌握程度在评价模块做出评价等问题，本人通过与其他研究者进行交流，并在教师的指导下，对任务单进行再设计，以优化任务单，达到辅助学习者学习的目的。二次修订版部分图如图6所示。

图6 学习任务单（2）

学习任务单的二次修订是在原任务单设计的基础上增加了学习者作答区，以方便学习者随时随地记录解题过程；增加了问题形式，以丰富题目的多样性和学习者的学习体验；完善评价环节，以布鲁姆的认知分类水平对学习掌握程度进行评价，并增添学习反思环节，由学习者对此次参观与学习做出总结，以记录其学习和成长足迹。

4.研究结论

通过控制学习任务单这一变量，对实验对象的学习行为进行追踪，并与之深入交流，得出以下结论。

（1）学习任务单会对学习者的参观行为产生较大的影响

对比不加干预的学习者，使用学习单的实验对象在展区停留的时间更长，阅读展品说明性材料的时间明显增加。并且，学习者与他人之间有关展品的对话数量也更多。既增加了知识的广度和深度，又促进了人与人之间的情感交流。

（2）基于场馆的学习方式值得提倡

在知识方面，将抽象知识具体化，隐性知识显性化，使得学习者将新知识与头脑中已有的知识建立联系，促进了有意义学习的发生；在能力方面，提高了学习者动手实践能力、独立思考能力、协作交流能力和解决问题的能力；在情感方面，加强了学习者与父母、与同伴、与教师之间的协作交流，以游戏化学习方式激发了学习者的学习动机，丰富了学习者的情感体验。

（3）信息技术的加持使得学习更容易发生

二维码技术、虚拟现实技术、移动信息技术的不断发展，给学习者带来更多的学习机会，泛在学习真实发生。这些技术的加持，一方面拓宽了学习的领域，另一方面增加了学习者的学习感受。

（三）活动效果分析

该实验最终达到的目标是实现学生的个性化学习，通过场景学习这一形式给学生提供更多学习机会，获得快捷而又丰富的学习资源，使得学生随时随地进行学习，从而达到终身学习的目的。此次活动效果分析具体可以通过观察学习过程、学生访谈、小组评价三个方面展开。

首先，教师全程跟踪和观察学生在学习活动过程中的表现，包括学习任务单的设计、小组协作情况、学习后的反馈、学习态度、参与度等方面考察。教师可以事先制定学生行为观察记录表，观察学生在场景学习活动过程中的学习行为，针对观测点记录学生的成长足迹，做出单项的现象分析，并做出总体的评价和建议，以指导今后的教学。也可以以问卷的形式了解学生的学习状况，将收集到的参与实验的学习者的数据导入SPSS软件进行量化分析，从宏观方面把握学习者的学习效果。

其次，学习结束后对部分学生进行访谈，可以就场景学习这种学习方式与学生进行交流，了解他们对此学习方式的看法，以及有其他可采纳的建议，以不断改善学习方式，提高学生学习兴趣和学生作为教学活动的主体地位。也可以就学生行为观察记录表或调查问卷所反映的问题与个别学生单独交流，了解学生异常行为表现的原因，有针对性地给出合理的建议。

最后，通过小组评价，小组成员通过任务分工，在场景学习活动过程中扮演不同的角色，可以针对这次学习体验自行讨论，设计评价量表，由内部成员相互打分，并给出意见和建议，以促进共同成长。

总之，场景学习最终目的是释放学生天性，让学习随时随地进行，满足不同学习者的个性化学习需要，以促进意义学习的发生，最终树立终身学习的理念。

五、不足与展望

（一）研究不足

本研究基于活动理论，构建了场景学习模型，并以河北省科技馆为例进行应用实践，以期为后续场景学习提供参考，但是本研究在理论与实践过程中，仍存在一些不足，需要加以改善。

(1)在场景要素的分析上不够全面，忽视了场景学习的时间、空间等特点。

(2)本研究在基于活动理论的场景学习模型构建中存在一些问题，如前期准备阶段没有对学习者的认知水平进行分析；中期设计阶段不够缜密，场景学习的活动设计有多种形式，比如：Webquest学习模式、项目学习模式、STEM模式等，本研究侧重于学习任务单这一形式，不足以概括所有形式，还需不断通过实践进行摸索；后期效果阶段与中期设计阶段中客体达到的结果略微有点重复，需要继续斟酌，优化该模型。

(3)应用研究缺乏对实验对象的量化处理，应通过问卷等形式，对学习者的学习效果、学习水平等进行前后测量化分析。