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Part five(1): 学习环境
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元宇宙学习环境应用预期调查问卷
大家好!随着《学习科学与技术》课程步入尾声,我们在最后一个章节“学习环境”中探讨了未来教育空间的演变,其中包括备受瞩目的“元宇宙”。作为未来的教育工作者,我们在评估一种新型学习环境时,不仅是体验者,更是观察者。本次课堂嵌套调研旨在了解大家在正式进入并使用元宇宙平台进行项目协作之前,对其互动、认知及自我管理的真实心理预期。本问卷采用匿名形式,数据仅用于本次课程的学习环境测量与量化分析。感谢大家的支持与配合!
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Intel 未来教室
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核心概念
教育部等七部门2025年11月发布的《关于加强中小学科技教育的意见》要求:“建设教学空间,为学生提供一站式学习服务”,推动空间功能从单一教学向综合育人转变。在《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》中的第二十五条“实施国家教育数字化战略”强调“推进智慧校园建设”,要求空间融合AI、VR/AR、大数据等技术,具备感知、响应、适应个体学习需求的能力,支持项目式学习、协作探究等创新教学模式。
1.学习空间
任何学习活动发生的场所都可以称为学习空间。学习空间分为三类:正式、非正式和虚拟学习空间(杨俊锋,黄荣怀,刘斌,2013)。正式的学习空间包括传统的教室、图书馆、学科性质的实验室等学习场所。走廊、休息室或校园里的长椅等都属于非正式的学习空间。除此之外,网络社区、网络教学平台、“第二人生”(SecondLife)等都属于虚拟学习空间。学习空间的设计在一定程度上决定了学习活动发生的形态(Chism,2006)。比如,传统的教室布局,以教师“教”为中心的教室设计,基本上决定了授课方式为“教师讲”与“学生听”,学生处于被动的接收状态。课桌椅方便调整且可移动的教室空间设计则相对较为灵活,有利于学生进行小组学习并与教师互动交流。
2.主动学习环境
(1)概念
学习空间设计的主要目标之一是构建一个能够培养学习者积极主动学习的学习环境。主动的学习环境是指在该环境下,通过开展一系列精心设计的教学活动,提高学生学习的主动性,从而促进学生的创造力、问题解决与批判性思维能力等的发展。一般情况下,新型技术无法有效融入传统设计的教室,而主动的学习环境使其成为可能。
(2)必要性
现在的数字土著从小就对技术非常熟悉,他们已经习惯于通过网络查询资料或获取信息与知识。技术已经使学生的思考方式发生了改变。他们更习惯于记住获取信息的途径,而不是回忆知识点本身(Beichner.R,2014)。而缺乏技术支持的传统课堂在一定程度上已经不符合学生的生活习惯,因为学生难以将课堂知识与实际生活经验相联系。信息获取的途径增多。随着技术的发展,网络、平板、手机等设备已经触手可及,教师或学校已不是学生获取知识的唯一途径。如果仍不改变传统的教室或授课方式,教育与现实会逐渐脱节,将不利于学生的正常发展。
3.主动学习环境与传统学习环境的差异
在传统教室中,教师站在教室前方的讲台中央进行授课,学生的应位面向讲台,视线不会受到阻碍,学生可以在课桌上记录学习笔记(Gorman.K&Petersen.C,2014)。通常来讲,这种座位的安排适合于课堂讲授型的授课方式,虽然师生互动与生生互动存在可能,但受到物理环境的制约。相比之下,主动学习环境能够通过小组活动明显增加师生交互与生生交互的机会。但教师的讲台一般位于教室中央,每个小组也都会有独立的LED显示屏,所以教师无法同时面向所有的学生,学生也无法同时观看到显示屏与教师。
有研究表明,主动学习空间能提升学生整体的学习成效,但对学习成效各维度的影响程度不同。主动学习空间相较于传统学习空间具有物理空间和心理建设上的优越性,如灵活的座椅布局、积极主动的学习氛围、方便快捷的移动设备都有助于学生产生良好的学习体验在主动学习空间,学生有更多的机会开展探究,更易产生情感共鸣和学习行为,所以对情感和技能维度的学习成效影响较大;学生探究所获效果更好,但往往效率不高,所以短时间内,主动学习空间对认知维度学习成效的影响相对较小。总体而言,学生对课堂参与感、满意度、合作等情感和技能维度的学习成效短时间内感受更直接,对于知识的学习可能需要长期才能凸显效果。
4.特点
(1)以“人”为中心的设计理念
学习空间的设计首先应该满足学习者的需求,让其感受到舒适与幸福感(Gee,L,2006)。每个学习者都具有各自不同的特点,因此,教师应采取多样化的授课方式以满足不同学习者的学习需求,这样的理念在欧美的小班授课比较容易实现。此外,室内的光线、温度、颜色、气味、通风等物理因素都应经过精心设计,为学习者创造出最理想的学习环境(江丰光,孙铭泽,2014)。
(2)技术支持
为了能够更加便捷地获取学习资源,学生在学习空间中可随时使用数字设备,如电脑等,并可及时给设备充电(Brown,M.&P.Long,2006),同时,校园内应全面覆盖无线网络,学生在校园内的任何一个角落都可以上网查找资料,进行无所不在的学习。
(3)灵活性
教室内应配置可移动桌椅,方便学生进行组内或组间交流。例如,东京大学的花瓣型课桌与可移动椅子,通过灵活的拼接组合,可支持2~6人的小组协作学习(谢未,江丰光,2013)。并且教师在该环境下,更易开展多样化的教学活动,运用积极的教学策略,使学生对学习过的知识有更深层次的理解与掌握(Sims,B.,2006)。
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学习空间案例
【案例1】案例1:“EvoRoom”生物教室
案例背景:“EvoRoom”是对婆罗洲和苏门答腊岛的云林生态系统的模式,是Slotta教授与其博士生针对中学生物课程中进化和物种多样性这一知识点设计的具有浸入式模拟特点的智慧学习环境,其目的是实现“知识共同体与研究”的学习理念。
案例正文:如图所示,在“EvoRoom”教室中配备了计算机、服务器、投影显示和定制软件,以协调参与者和内容材料的流动。为了支持学生的经验共享,教室左右两端的墙壁上分别嵌入三个大的显示屏幕,主要用来模拟五种典型的婆罗州热带雨林的情况。教室前段墙壁上嵌入两块合并的交互式电子白板,用来动态显示学习者在观察过程中收集的数据。教室中央还会布置一台大型的可触摸平板电脑,辅助学习者进行协作交流。在身临其境的模拟活动中,学生们扮演“现场研究人员”的角色,以不同的小组完成在个人平板电脑上交给他们的任务。这些平板电脑提供支架,将他们分成小组,并提供实时更新和资源。在学习过程中,学生的贡献(例如书面的反思)被聚合并实时显示在交互式白板上,代表了活动结束时学生的集体知识库。教师则通过控制雨林生态系统推进学习活动。
“EvoRoom”教室实景图 学习过程设计:
首先,学生初步观察大屏幕上的热带雨林,教师组织学生讨论。
之后,小组学习者在班级交流之后,再次观察,修正和完成小组的初步想法。
最后,教师组织小组进行正式探究的总结汇报。
学习者在学习过程中逐渐形成知识共同体,并在不断建构的知识共同体中进行集体式的协作探究。
参考资源:
https://mp.weixin.qq.com/s/ITeRYp9Q_PD3lgbquAnuiQ
【案例2】美国硅谷TIDE高中(空间即课程)
在高新技术公司和一流研究型大学云集的美国硅谷,有这样一所充满现代气息和科技感的公立高中,致力于通过融合课程的学习空间设计,发展学生STEAM能力,促进与当地企业、大学的深度合作,同时实现自身的可持续发展。学校重视激发学生的兴趣,培养学生的创造能力,并提供应用未来技能的机会。基于上述教育理念,学校以STEAM课程为基础,开展项目化与合作式学习,以实现对科技、创新、设计和工程的追求。为此,学校建筑的空间设计非常重视促进学生STEAM能力发展,以“空间即课程”为理念进行学校学习空间的设计。
1.突破常规的正式学习空间。
教室和实验室是教与学活动发生的主要场所,而学校富有创意的设计为教室和实验室赋予了变化的可能。
(1)灵活多变的教室
为了满足学校对于项目化学习、团队学习和跨学科学习等学习方式的开展需求,每间教室的使用面积超越了一般标准化教室的要求,达到106.8平方米;教室内装备了多媒体设备、白板和软木板等设施。教室间采用活动隔断墙,如有需要可将几间教室打通连成一间;部分教室采用车库式卷帘门,学生可到教室外的室外学习空间。上述设计使得每间教室,可允许师生依据教学需求而进行场景变换,灵活满足教学的多种需求。
(2)充分多样的实验室。
学校开设了数学、生物、化学、物理、平面与交互设计、计算机科学等课程,并为不同课程设计了专用实验室,如科学实验室、物理实验室、编程实验室、设计实验室、制作实验室。这些实验室除了上课时满足课程的专门需求外,课后则会成为学生科技社团的活动场地,为更为丰富的拓展性课程及个性化社团提供了坚实的空间基础。
(3)无处不在的非正式学习空间。
①服务学习和交流的走廊协作空间。走廊不仅是过道,更是学生学习和交流的场所。该校的走廊被称为“协作实验室”,布置了可书写墙壁、可组合坐凳、吧台桌和高脚凳等家具,使走廊能充分服务学生上课时间之外的多元学习需求。课间时学生们汇集于此,提升了交流的可能。
②促进灵感创生的公共讨论空间。校园各处有“智囊团”和“集会舱”,这些空间对学生完全开放。“智囊团”和“集会舱”位于主楼教室外的走廊边上,前者是一个方形的、敞开的小型讨论室,配备了沙发、圆凳和多媒体设备,学生可用多媒体展现自己的成果;后者是一个圆形的空间,布置有座椅和小桌,是一个供学生组织及社团自主召开会议的议论空间。在午休时间和课后时间,这些空间还会变成社团活动场地。便捷可达、用途多样的公共讨论空间,为学习提供更多机会。
③融休闲、社交、学习于一体的室外景观空间。学校主体建筑围合的庭院是一个绿化景观空间,周边布置了条块石阶梯和圆环形长椅,师生在此可驻留、可休息、可交流。校园中有两个社交空间尤其有教育价值,一是教室露台上的“黄色方盒”,既是静坐冥想的空间,也是欣赏远处旧金山湾和群山风光的绝佳观景点;二是大、小台阶空间,这里允许师生在户外开展互动、交流作品、进行路演。融合多种功能的室外景观空间,为教室外学习的发生创造了更多可能。
【案例3】香港科技大学广州校区红鸟创客空间
红鸟创客空间是香港科技大学广州校区的核心设施,致力于不同工科领域的交叉融合和共享创造的教育理念。在这里,来自不同专业的学生组成五人团队,利用两年时间深入学习设计和产品研发,结合各自的专业特长。校方视红鸟创客空间为激发创造力和便于交流的学习场所,这是创新教育模式的必要条件。红鸟创客空间包括多功能studio、创客实验室和展示厅三大区域。
(1)Studio配置有多样的家具和空间模块,以便开展不同类型的小组活动。从天花垂吊下来的伸缩式插座,不使用时可以直接“消失”。相对独立的玻璃隔间,提供了安静的演示和讨论场所。私密的卡座,为一对一的交流和独自一人的学习场景创造了条件。每一层空间里,一系列不同的公共节点,创造出独特的空间体验。休息室、餐厅、展厅、健身房、咖啡厅、演讲厅、录音室等,提供了丰富的空间活动日常。此外,在元宇宙教室,运动摄像机系统结合虚拟现实技术,使得教室内上课的学生,可以与香港主校区的教学实现无缝连接。

(2)相比于注重讨论交流的studio,创客实验室更强调动手的实验操作。创客实验室空间包括一个木工坊、 一个重型机械车间、一个化学实验室和一个精密实验室。位于首层的四个实验室,有着不同的空间技术要求。净高充裕的它们,附有夹层,负责的课程老师,在上层工作室仍能非常方便地总览和指导学生们操作实验。

(3)High bay是整个红鸟创客空间里最开放、最突出的场所。两层通高提供了足够宽敞与自由的场地,满足诸如无人驾驶、潜艇机器人、无人机等测试需求。同时,High Bay也是举办活动和展示的理想空间。室内的屏幕系统,可以作为灵活的“画布”,播放不同的视听内容。中心空间适用于不同实验和展示场景的玻璃水池、无人机网、无人驾驶车道等。从平台延伸而下的大楼梯,既连接起两层的空间,也能作为公开演讲和讨论的开放场所。二楼的两个工作区域为学生们提供了动手组装的场地。

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任务活动一
活动类型:讨论交流活动名称:任务活动一活动描述:在讨论区进行分享自己经历过的正式、非正式、虚拟学习空间,分析其设计特点(如布局、设备、氛围)是如何影响你的学习行为(被动/主动、合作/孤立、专注/分散)。-
任务活动二
活动类型:讨论交流活动名称:任务活动二活动描述:请同学们结合上述案例,谈谈你对智慧课堂的认识。(与传统课堂有什么不同?智慧课堂的核心要素是什么?有哪些技术或工具对构建智慧课堂至关重要?)可在评论区自由讨论,与其他同学积极交流。-
任务活动三
活动类型:作业提交活动名称:任务活动三活动描述:活动任务3:小组任选一种场景(教室改造、走廊学习空间、学科实验室或创客空间)进行设计,体现以人为中心、技术支持与灵活使用。成果需包含空间示意图、功能分区说明、技术设备清单及适用教学活动,并提交作业区后进行小组汇报。-
拓展资源
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元宇宙学习空间(课下任务)
本单元 Part Five 将围绕“元宇宙学习空间”展开学习与实践。我们将以 Frame 平台为工具,进入一个已经搭建好的元宇宙示范场景,体验虚拟学习空间中的空间布局、资源呈现、任务路径和协作交流方式。本任务的重点不是简单参观虚拟场景,而是通过体验理解:学习空间不仅是一个视觉场景,更是学习目标、学习资源、互动方式和学习活动的综合组织。
(一)学习目标
完成本次课下任务后,同学们应能够:
1.初步了解 Frame 平台的基本进入方式与操作方法;
2.观察元宇宙学习空间中不同功能区域的设计思路;
3.理解虚拟学习空间如何支持资源展示、学习任务发布、小组协作与成果交流;
4.为后续小组自主搭建“小型元宇宙学习空间”做好准备。
(二)体验任务
请同学们进入以下 Frame 示例空间:
Frame搭建范例:https://framevr.io/jyjs2024
(三)操作指南
请结合《FrameVR元宇宙平台场景搭建基础操作指南》完成平台熟悉任务。重点掌握以下基础操作:
1.如何进入Frame空间;
2.如何移动、视角调整和语音交流;
3.如何查看空间中的网页、图片、PDF和文本资源;
4.如何添加或编辑基本资源;
5.如何与小组成员共同浏览和讨论空间内容。
frame基础操作指南:/public/2026/6/a16060ce-cd2f-4d8c-a910-e9d3447fb60f.pdf
(四)课下提交内容
请每位同学完成一次Frame空间体验,并提交以下内容:
1.一张进入Frame示范空间后的截图;
2.100—150字体验记录,说明你观察到的空间功能、资源呈现方式或学习活动设计;
3.一个初步想法:如果你的小组要搭建一个元宇宙学习空间,你们可以选择什么主题?准备设置哪些区域?
(五)后续课程衔接
在后续课程中,同学们将以小组为单位,围绕“学习空间、移动学习与泛在学习、未来学习环境、未来教育”等主题,尝试搭建一个小型元宇宙学习空间。每组需要完成空间主题设计、资源上传、任务路径设计、成果展示和设计说明。请大家在本次体验过程中认真观察示范空间,为后续小组作品设计积累思路。
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Frame元宇宙平台学习空间场景搭建范例
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同伴互评
活动类型:社会化批阅活动名称:同伴互评活动描述:1.需要基于学习科学的视角对其进行 评价,有理有据; 2.可结合新的学习 目标i,新的学习方式以及灵活学习环境等核心要点进行; 3.重点体现 新颖性 、前沿性、科学性和功能性等方面。 -
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