學(xué)科工具對(duì)信息技術(shù)與教育的深度、全方面融合具有基礎(chǔ)性作用。本研究團(tuán)隊(duì)面向多學(xué)科開(kāi)展了學(xué)科資源工具的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),總數(shù)達(dá)1200余個(gè),覆蓋整個(gè)基礎(chǔ)教育階段。依托于自主研發(fā)的多學(xué)科資源工具教學(xué)平臺(tái)——starC,將學(xué)科工具以教學(xué)媒體的形式融入課堂教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中,開(kāi)展了多門(mén)課程的教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新,以數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理三門(mén)課程為例展示了學(xué)科工具在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。研究表明,研制的多學(xué)科資源工具契合學(xué)科特點(diǎn)且滿(mǎn)足學(xué)科需求,能夠有效支持師生交互和生生交互,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和學(xué)習(xí)路徑的跟蹤。最后,歸納總結(jié)了多學(xué)科資源工具對(duì)學(xué)生角色、教師角色、學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)方式以及教學(xué)媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)等方面的轉(zhuǎn)變,其在教學(xué)中的廣泛使用,將有助于推動(dòng)教與學(xué)方式的變革,對(duì)促進(jìn)教育信息化的發(fā)展有重要意義。 

【文章來(lái)源】：電化教育研究. 2018,39(04)北大核心CSSCI

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

學(xué)科工具發(fā)展四個(gè)階段———以地理學(xué)科為例（a）紙質(zhì)地圖；（b）地球儀模型；（c）交互式地球儀；（d）3D虛擬現(xiàn)實(shí)地球儀（一）圖畫(huà)式階段

科工具是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等來(lái)輔助學(xué)習(xí)的虛擬化電子產(chǎn)品，如圖1（d）所示的3D虛擬現(xiàn)實(shí)地球儀，該階段具有代表性的學(xué)科工具就是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。新的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[14]。虛擬仿真平臺(tái)能夠突破時(shí)空和經(jīng)費(fèi)限制，幫助學(xué)生搭建完備的虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，提升學(xué)生的沉浸式體驗(yàn)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的不足，有利于學(xué)生的知識(shí)和情感的提升[15]。三、多學(xué)科資源工具教學(xué)平臺(tái)研制———starC（一）集成學(xué)科工具的starC教學(xué)平臺(tái)依托于starC教育云平臺(tái)，本團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了starC教學(xué)系統(tǒng)，如圖2所示。該系統(tǒng)集成備授課工具、課堂互動(dòng)工具、學(xué)科工具及第三方應(yīng)用，支持對(duì)海量資源的便捷使用、教學(xué)過(guò)程與云空間自動(dòng)同步，在課堂內(nèi)外為師生、學(xué)校、家長(zhǎng)提供全過(guò)程教學(xué)服務(wù)[16]。該系統(tǒng)通過(guò)集成自主研發(fā)的各類(lèi)學(xué)科工具及第三方應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)抽象學(xué)科知識(shí)的可視化呈現(xiàn)，使得課件制作更加便捷、課程講授更加生動(dòng)。圖2未來(lái)教室場(chǎng)景及其嵌入的starC教學(xué)系統(tǒng)界面圖（a）“未來(lái)教室”場(chǎng)景；（b）starC教學(xué)場(chǎng)景；（c）多學(xué)科資源工具界面；（d）自主研制的多學(xué)科資源工具軟件目錄“未來(lái)教室”嵌入的starC教學(xué)系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，融合了“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的全新教育教學(xué)理念，如圖2（a）所示。在教學(xué)環(huán)境上，支持對(duì)物理空間和虛擬空間的無(wú)縫結(jié)合；在教學(xué)過(guò)程上，47

需要在學(xué)科工具界面圖中選擇所需科目的學(xué)科工具軟件進(jìn)行安裝使用，如圖2（c）所示。（二）多學(xué)科資源工具設(shè)計(jì)與研發(fā)研究團(tuán)隊(duì)攻克了可計(jì)算、可交互、智能化學(xué)科服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、面向多學(xué)科的1200余種學(xué)科工具，覆蓋幼兒園、小學(xué)、中學(xué)等多個(gè)學(xué)段。學(xué)科資源工具能夠深層次地表征抽象知識(shí)，使學(xué)生更加直觀地理解。本團(tuán)隊(duì)自主研制的學(xué)科工具目錄圖如圖2（d）所示，該圖列舉了基礎(chǔ)教育階段的部分學(xué)科工具，包含數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、音樂(lè)等多個(gè)學(xué)科。部分二維學(xué)科工具和三維學(xué)科工具如圖3所示。圖3部分學(xué)科工具示例圖（a）二維學(xué)科工具；（b）三維學(xué)科工具1.二維學(xué)科工具二維學(xué)科工具，即二維的圖形、圖像，可應(yīng)用于多個(gè)學(xué)科。學(xué)生可以控制參數(shù)，來(lái)觀察不同參數(shù)的圖形變換，極大地增強(qiáng)了自主探究過(guò)程的形象性和趣味性。例如，使用二維學(xué)科工具《初中化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)》來(lái)探索一氧化碳還原氧化鐵的本質(zhì)時(shí)，學(xué)生通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)來(lái)放置實(shí)驗(yàn)裝置，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.三維學(xué)科工具三維學(xué)科工具把靜態(tài)的、二維的幾何圖形以動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)，方便學(xué)生全方位觀察，更好地理解抽象的空間關(guān)系。學(xué)生可以通過(guò)操控鼠標(biāo)，動(dòng)態(tài)展示立體圖形，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的可視化，探索知識(shí)形成過(guò)程。使用三維動(dòng)態(tài)幾何工具可以展現(xiàn)幾何圖形的空間關(guān)系和對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)，如石墨的空間結(jié)構(gòu)。（三）多學(xué)科資源工具的功能特色與同類(lèi)技術(shù)相比，本團(tuán)隊(duì)研制的學(xué)科工具具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，滿(mǎn)足學(xué)科特點(diǎn)，且部分功能世界領(lǐng)先，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。具體來(lái)講，有以下幾個(gè)功能特色：1.學(xué)科性：學(xué)科工具相比較通用教學(xué)工具而言，更具有學(xué)科專(zhuān)用性，設(shè)計(jì)人員針對(duì)某一學(xué)科知識(shí)點(diǎn)研發(fā)而成，僅供當(dāng)前學(xué)科使用。2.強(qiáng)交互性：全都體現(xiàn)了“以學(xué)生為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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