科技教育类APP发展现状调查与分析
作者：刘军 孙雪 孙萌
来源：《中小学信息技术教育》2021年第08期
        【摘 要】人工智能时代的到来，使得科技教育的价值和地位日益突出。教育APP作为新型移动学习资源，具有易操控、碎片化和个性化学习等特点，为科技教育的创新性发展提
供了新的路径。本研究对科技教育类APP的发展现状进行了分类调查，从教育性、适用性、趣味性、体验性四个方面进行剖析，并针对有关问题提出了相应的发展对策。
        【关键词】科技教育;移动教育APP;发展现状
        移动技术的发展使得如何利用“互联网+”促进教育信息化变革成为教育领域的热议话题。与此同时，教育APP作为新型移动学习资源，具有易于操控、满足学生碎片化学习、个性化学习需要的特征[1]，受到众多老师和家长的青睐，这为课程的创新性发展提供了新的路径。研究发现，科技类学科，例如科学课、信息技术课等，对培养学生的计算思维、创新意识和问题解决等能力起着不可或缺的作用[2]。科技教育虽然并非传统教育的主流科目，但其内容与未来社会发展和人才培养密切相关。然而，目前的研究更多地从教育APP的实践应用或英语、语文、数学等主流学科进行探究[3]，对科技教育类APP的发展现状及其学科应用价值研究较少。因此本研究的目的是了解科技教育类APP的发展现状，并针对存在的问题提出相应的对策。
        研究对象与方法
        本研究采用调查研究的方法。首先，在iOS系统、Android系统的各应用商店中搜索科技教育类APP作为抽样对象，其中科技类APP包括科学、信息技术学科的APP。其次，通过下载体验各类APP，筛除了与科技类课程无关、无法正常体验、有明显系统运行问题的APP，共71款样本APP作为研究对象。最后，由“移动学习”教育部-中国移动联合实验室发起，由教育技术专家、科技教育教师组成11人研究团队，运用内容分析法和统计分析法，对样本APP进行了分析，以掌握科技教育类APP的发展概况。
        科技教育类APP的现状
        根据《全日制义务教育科学课程标准》《全日制义务教育信息技术课程标准》、人教版和北师大版两个版本的科学与信息技术学科教材内容、时下教育热点以及科技类学科核心素养，我们对调研的71款科技类移动教育APP进行了分类，结果如表1。
        其中，基础知识类主要指利用APP加强学生对学科知识的本质类属以及与其他知识之间种种联系的理解，如了解知识产生的缘由、知识形成的结果、知识的概念、把握规则与法则、以练代讲巩固知识等;探究学习类主要指利用APP帮助学习者在特定情境或问题下训练操作技能，通过指导学习、强化练习及其他探究类学习活动，培养科技素养;综合学习类主要指
依托APP提供的场景，学习者通过探索思考，综合应用学科知识和创新思维来解决具体问题，进而提升问题解决能力和实践探究能力。
        1.科技教育类APP的内容类型
        为了解科技教育类APP的发展现状，依据科技教育类APP分类维度表（表1），我们对APP的内容类型进行了调研。结果发现在科技教育类APP中，基础知识类最多，占样本数量的52%;其次是综合学习类，占31%，探究学习类APP的占比最少，为17%。由此可见，科技教育类APP的开发设计比较全面， 各种类型均有。这可能是因为科技类学科知识与日常生活有一定的距离，学习者需要基础知识的储备;同时，科技类课程需要讲练结合，在操作中内化习得的理论性知识，这就需要由综合学习及探究学习类APP来满足。但是，数据表明基础知识类的APP占比最大，而探究学习类则仅有17%，对此的解释可能是理论性的知识更容易迁移到教育APP中，开发难度较小，而探究性、实践性活动在设计和实施上存在较大难度。
        此外，我们统计了二级分类下不同类型APP的分布情况，结果如下。首先，在基础知识类中，多媒体类占68%，编程类占24%，其他占8%。数据表明，目前市面上科技教育类APP倾向于对多媒体知识和软件的教学，而对编程类知识的教学较少。可能的原因是编程教
育在中国尚处于发展阶段，课程内容、教学方法等尚未成熟，因此编程类基础知识教育APP相對较少。其次，在探究学习类中，编程类占比高达75%，创客类占17%，STEAM类占8 %，该类中未发现多媒体类APP。最后，与探究学习类相似，在综合学习类中，编程类占比73%，STEAM类、创客类及其他类各占9%，未发现多媒体类APP。
        2.科技教育类APP的教育性
        （1）科技教育类APP的学习规律性
        为了总体调研APP是否吻合学习对象的学习规律和科技类学科教育规律，我们对市面上的科技教育类APP进行了调研分析，结果如图1。首先，科技教育类APP的教育性情况占比为：学习供给型占45%，以供给为主以应用为辅占16%，以应用为主以供给为辅占16%，学习应用型占23%。其中，在基础知识类APP中，学习供给型APP数量最多（45%），学习应用类占比最少（0%）;在探究学习类APP中，学习应用型占比13%，以应用为主供给为辅占比4%;在综合学习类中，学习应用型和以应用为主供给为辅均占10%，以供给为主应用为辅占比9%。
        此外，横向比较的结果显示，探究学习类和综合学习类APP学习规律分布情况相对其他类型较好，原因可能在于这部分是一个知识输入与能力实践养成的有机结合体，不能割裂开来。总之，调研结果表明，当前科技教育类APP的开发是以学习资源供给为主，真正考虑学习规律，做到符合学习规律的APP相对较少。
        （2）科技教育类APP的数据智能性
        在大数据时代，数据智能性是众多教育研究者关注的重点。然而，科技教育类APP的数据测评程度的调研结果表明，没有数据记录的APP较多，占样本总量的63%;其次是有数据无评价的APP，占比29%;单一评价的APP和系统评价的APP只有零零星星的存在，分别占比6%和3%。整体来看，大部分APP并没有发挥大数据技术的优势，而综合的系统评价更是凤毛麟角。
        （3）科技教育类APP的教学方式
        为了准确调研科技教育类APP的教育性，我们还分析了科技教育类APP的教学方式。按照教学方式的分类，我们将其分为了接受式教学、发现式教学、接受式与发现式教学相结合
、其他等四种教学方式。结果发现接受式教学占49%，发现式教学占28%，接受式与发现式教学相结合占23%。此外，在基础知识类中，绝大部分为接受式学习（46%），另有7%采用接受式教学和发现式教学相结合;在探究学习类中，发现式教学应用最多（16%），接受式教学和发现式教学相结合占1%;在综合学习类中，3%为接受式教学，12%为发现式教学，14%为接受式教学与发现式教学相结合。整体而言，大多数科技教育类APP尚停留在接受式教学的阶段，即单纯地呈现学习材料，将所学知识的全部内容以定论、单向的方式传授给学习者，忽视了学习者独立思考的过程和内在动机的激发。
        3.科技教育类APP的适用性
        为了更好地了解科技类APP与特定科技教育需求和科技教育现状的吻合程度（即适用性），我们对APP的应用场景和学科融合情况进行了统计分析。在基础知识类APP之中，应用场景以讲授为主（28%），演示次之（23%），讨论、答疑、测验和查阅都占比很少，分别为2%、2%、1%、1%。在探究学习类APP中，操作占据大部分比重，为10%;讲授、讨论和演示比较少，分别为2%、1%、1%。在综合学习类APP中，以操作为主（15%），虽然在讲授、讨论、演示、测验、答疑方面也有相应比例，但分布较少，分别为5%、3%、2%、2%、2%。此外，调查发现，高达89%的科技教育类APP没有进行学科融合。
        4.科技教育类APP的趣味性
        我们对样本中的APP进行了趣味性测评。结果发现，在科技教育类APP中，非游戏无情境的APP占比最多，为65%;另外，游戏类和非游戏有情境类APP分别占比14%、18%，这意味着部分科技类APP的研发者意识到了趣味教育对学生学习的重要性。通过有趣的游戏不仅能够吸引用户，还促进了学习者对学习内容的掌握，提高了学习乐趣。
        5.科技教育类APP的体验性
        根据教育类APP的特点，我们将用户的体验性指标分为界面友好性、易用性、操作性三个维度，每一维度下设三个等级，其中一级为最优，具体标准如表2。通过数据统计，可以看出，80%APP的体验性达到一级的水平，20%集中在二级的水平。具体而言，基础知识类48% APP的体验性为一级，6%为二级;探究学习类7%为一级，10%为二级;综合学习类26%为一级，3%为二级。这意味着在界面友好性、易用性、操作性三个方面的基础指标上，科技类移动APP实现得较好，能够达到用户的满意水平。
        科技教育类APP的发展对策
        1.尊重学习规律，发挥数据力量
        掌握科技类学科的学习规律，对学生进行综合评价极其重要。调查结果发现当前科技教育类APP以学习供给为主，符合学习规律的APP相对较少。此外，大部分APP没有遵循从学习到评价的完整教学链条设计，对教学评价的认知和研发力度都相当欠缺。因此，我们提出了以下建议。
        首先，教育APP的开发设计可以在相应课程专家、教学设计专家帮助的基础上进行，研发者需要真正掌握学科内容的内在学习规律，探求适合学生学习的教学方式。其次，研发者还可以通过问卷、访谈、邀请部分学生进行测试，了解其学习现状及学习需求，开发真正符合学生学习规律的APP。再次，管理者可以开展教师培训，转变教师教学思维，提高教师教学技能。最后，研发者应完善教学活动过程，增加学习评价，并主动利用大数据的力量，客观、准确、全面地对数据进行处理，为学生提供个性化的学习诊断，提供针对性的指导，满足学生个性化发展的需求。
        2.优化应用场景，促进学科融合
        优化应用场景、促进学科融合是对科技教育类APP的研发要求。当前基础知识类APP大多只是学习资源的简单呈现，对知识的深度学习相对较少。针对这些问题，我们认为：第一，APP研发者可以吸纳其他学科教师的力量，利用物理、生物、历史等学科的情境设置科技类学科相关问题，加强科技类学科与其他学科的联系。同时，还要注重记录学习反思，适当增加测验和答疑环节。第二，提倡不同学科之间的相互联系、相互补充和渗透，可以在企业内部建立学科融合管理制度。第三，政府等机关部门不仅可以通過政策文件宣传学科融合的意义和优点，还可以搭建企业学科融合平台，促进不同企业间的沟通交流。
        3.设计恰当情境，提高学习趣味
学编程的游戏app
        寓教于乐这种趣味学习方式，不仅有利于学生的身心发展，还能促进创造力、想象力等高层次思维能力的提升。只有设计恰当的情境，才能激发学生学习的兴趣。所以，一方面教学设计者可以创建学生熟悉的情境进行趣味性的导入，优化教学设计，利用多种教学方式、多元化的教具等让学生身临其境;另一方面，可以通过游戏、提问等方式，增强人机交互，从而让学生有更高的参与度和良好的学习体验。

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