科技教育類APP發展現狀調查與分析

劉軍 孫雪 孫萌

【摘 要】人工智能時代的到來，使得科技教育的價值和地位日益突出。教育APP作為新型移動學習資源，具有易操控、碎片化和個性化學習等特點，為科技教育的創新性發展提供了新的路徑。本研究對科技教育類APP的發展現狀進行了分類調查，從教育性、適用性、趣味性、體驗性四個方面進行剖析，并針對有關問題提出了相應的發展對策。

【關鍵詞】科技教育;移動教育APP;發展現狀

移動技術的發展使得如何利用“互聯網+”促進教育信息化變革成為教育領域的熱議話題。與此同時，教育APP作為新型移動學習資源，具有易于操控、滿足學生碎片化學習、個性化學習需要的特征[1]，受到眾多老師和家長的青睞，這為課程的創新性發展提供了新的路徑。研究發現，科技類學科，例如科學課、信息技術課等，對培養學生的計算思維、創新意識和問題解決等能力起著不可或缺的作用[2]?？萍冀逃m然并非傳統教育的主流科目，但其內容與未來社會發展和人才培養密切相關。然而，目前的研究更多地從教育APP的實踐應用或英語、語文、數學等主流學科進行探究[3]，對科技教育類APP的發展現狀及其學科應用價值研究較少。因此本研究的目的是了解科技教育類APP的發展現狀，并針對存在的問題提出相應的對策。

研究對象與方法

本研究采用調查研究的方法。首先，在iOS系統、Android系統的各應用商店中搜索科技教育類APP作為抽樣對象，其中科技類APP包括科學、信息技術學科的APP。其次，通過下載體驗各類APP，篩除了與科技類課程無關、無法正常體驗、有明顯系統運行問題的APP，共71款樣本APP作為研究對象。最后，由“移動學習”教育部-中國移動聯合實驗室發起，由教育技術專家、科技教育教師組成11人研究團隊，運用內容分析法和統計分析法，對樣本APP進行了分析，以掌握科技教育類APP的發展概況。

科技教育類APP的現狀

根據《全日制義務教育科學課程標準》《全日制義務教育信息技術課程標準》、人教版和北師大版兩個版本的科學與信息技術學科教材內容、時下教育熱點以及科技類學科核心素養，我們對調研的71款科技類移動教育APP進行了分類，結果如表1。

其中，基礎知識類主要指利用APP加強學生對學科知識的本質類屬以及與其他知識之間種種聯系的理解，如了解知識產生的緣由、知識形成的結果、知識的概念、把握規則與法則、以練代講鞏固知識等;探究學習類主要指利用APP幫助學習者在特定情境或問題下訓練操作技能，通過指導學習、強化練習及其他探究類學習活動，培養科技素養;綜合學習類主要指依托APP提供的場景，學習者通過探索思考，綜合應用學科知識和創新思維來解決具體問題，進而提升問題解決能力和實踐探究能力。

1.科技教育類APP的內容類型

為了解科技教育類APP的發展現狀，依據科技教育類APP分類維度表（表1），我們對APP的內容類型進行了調研。結果發現在科技教育類APP中，基礎知識類最多，占樣本數量的52%;其次是綜合學習類，占31%，探究學習類APP的占比最少，為17%。由此可見，科技教育類APP的開發設計比較全面， 各種類型均有。這可能是因為科技類學科知識與日常生活有一定的距離，學習者需要基礎知識的儲備;同時，科技類課程需要講練結合，在操作中內化習得的理論性知識，這就需要由綜合學習及探究學習類APP來滿足。但是，數據表明基礎知識類的APP占比最大，而探究學習類則僅有17%，對此的解釋可能是理論性的知識更容易遷移到教育APP中，開發難度較小，而探究性、實踐性活動在設計和實施上存在較大難度。

此外，我們統計了二級分類下不同類型APP的分布情況，結果如下。首先，在基礎知識類中，多媒體類占68%，編程類占24%，其他占8%。數據表明，目前市面上科技教育類APP傾向于對多媒體知識和軟件的教學，而對編程類知識的教學較少?？赡艿脑蚴蔷幊探逃谥袊刑幱诎l展階段，課程內容、教學方法等尚未成熟，因此編程類基礎知識教育APP相對較少。其次，在探究學習類中，編程類占比高達75%，創客類占17%，STEAM類占8 %，該類中未發現多媒體類APP。最后，與探究學習類相似，在綜合學習類中，編程類占比73%，STEAM類、創客類及其他類各占9%，未發現多媒體類APP。

2.科技教育類APP的教育性

（1）科技教育類APP的學習規律性

為了總體調研APP是否吻合學習對象的學習規律和科技類學科教育規律，我們對市面上的科技教育類APP進行了調研分析，結果如圖1。首先，科技教育類APP的教育性情況占比為：學習供給型占45%，以供給為主以應用為輔占16%，以應用為主以供給為輔占16%，學習應用型占23%。其中，在基礎知識類APP中，學習供給型APP數量最多（45%），學習應用類占比最少（0%）;在探究學習類APP中，學習應用型占比13%，以應用為主供給為輔占比4%;在綜合學習類中，學習應用型和以應用為主供給為輔均占10%，以供給為主應用為輔占比9%。

此外，橫向比較的結果顯示，探究學習類和綜合學習類APP學習規律分布情況相對其他類型較好，原因可能在于這部分是一個知識輸入與能力實踐養成的有機結合體，不能割裂開來?？傊?，調研結果表明，當前科技教育類APP的開發是以學習資源供給為主，真正考慮學習規律，做到符合學習規律的APP相對較少。

（2）科技教育類APP的數據智能性

在大數據時代，數據智能性是眾多教育研究者關注的重點。然而，科技教育類APP的數據測評程度的調研結果表明，沒有數據記錄的APP較多，占樣本總量的63%;其次是有數據無評價的APP，占比29%;單一評價的APP和系統評價的APP只有零零星星的存在，分別占比6%和3%。整體來看，大部分APP并沒有發揮大數據技術的優勢，而綜合的系統評價更是鳳毛麟角。

（3）科技教育類APP的教學方式

為了準確調研科技教育類APP的教育性，我們還分析了科技教育類APP的教學方式。按照教學方式的分類，我們將其分為了接受式教學、發現式教學、接受式與發現式教學相結合、其他等四種教學方式。結果發現接受式教學占49%，發現式教學占28%，接受式與發現式教學相結合占23%。此外，在基礎知識類中，絕大部分為接受式學習（46%），另有7%采用接受式教學和發現式教學相結合;在探究學習類中，發現式教學應用最多（16%），接受式教學和發現式教學相結合占1%;在綜合學習類中，3%為接受式教學，12%為發現式教學，14%為接受式教學與發現式教學相結合。整體而言，大多數科技教育類APP尚停留在接受式教學的階段，即單純地呈現學習材料，將所學知識的全部內容以定論、單向的方式傳授給學習者，忽視了學習者獨立思考的過程和內在動機的激發。

3.科技教育類APP的適用性

為了更好地了解科技類APP與特定科技教育需求和科技教育現狀的吻合程度（即適用性），我們對APP的應用場景和學科融合情況進行了統計分析。在基礎知識類APP之中，應用場景以講授為主（28%），演示次之（23%），討論、答疑、測驗和查閱都占比很少，分別為2%、2%、1%、1%。在探究學習類APP中，操作占據大部分比重，為10%;講授、討論和演示比較少，分別為2%、1%、1%。在綜合學習類APP中，以操作為主（15%），雖然在講授、討論、演示、測驗、答疑方面也有相應比例，但分布較少，分別為5%、3%、2%、2%、2%。此外，調查發現，高達89%的科技教育類APP沒有進行學科融合。

4.科技教育類APP的趣味性

我們對樣本中的APP進行了趣味性測評。結果發現，在科技教育類APP中，非游戲無情境的APP占比最多，為65%;另外，游戲類和非游戲有情境類APP分別占比14%、18%，這意味著部分科技類APP的研發者意識到了趣味教育對學生學習的重要性。通過有趣的游戲不僅能夠吸引用戶，還促進了學習者對學習內容的掌握，提高了學習樂趣。

5.科技教育類APP的體驗性

根據教育類APP的特點，我們將用戶的體驗性指標分為界面友好性、易用性、操作性三個維度，每一維度下設三個等級，其中一級為最優，具體標準如表2。通過數據統計，可以看出，80%APP的體驗性達到一級的水平，20%集中在二級的水平。具體而言，基礎知識類48% APP的體驗性為一級，6%為二級;探究學習類7%為一級，10%為二級;綜合學習類26%為一級，3%為二級。這意味著在界面友好性、易用性、操作性三個方面的基礎指標上，科技類移動APP實現得較好，能夠達到用戶的滿意水平。

科技教育類APP的發展對策

1.尊重學習規律，發揮數據力量

掌握科技類學科的學習規律，對學生進行綜合評價極其重要。調查結果發現當前科技教育類APP以學習供給為主，符合學習規律的APP相對較少。此外，大部分APP沒有遵循從學習到評價的完整教學鏈條設計，對教學評價的認知和研發力度都相當欠缺。因此，我們提出了以下建議。

首先，教育APP的開發設計可以在相應課程專家、教學設計專家幫助的基礎上進行，研發者需要真正掌握學科內容的內在學習規律，探求適合學生學習的教學方式。其次，研發者還可以通過問卷、訪談、邀請部分學生進行測試，了解其學習現狀及學習需求，開發真正符合學生學習規律的APP。再次，管理者可以開展教師培訓，轉變教師教學思維，提高教師教學技能。最后，研發者應完善教學活動過程，增加學習評價，并主動利用大數據的力量，客觀、準確、全面地對數據進行處理，為學生提供個性化的學習診斷，提供針對性的指導，滿足學生個性化發展的需求。

2.優化應用場景，促進學科融合

優化應用場景、促進學科融合是對科技教育類APP的研發要求。當前基礎知識類APP大多只是學習資源的簡單呈現，對知識的深度學習相對較少。針對這些問題，我們認為：第一，APP研發者可以吸納其他學科教師的力量，利用物理、生物、歷史等學科的情境設置科技類學科相關問題，加強科技類學科與其他學科的聯系。同時，還要注重記錄學習反思，適當增加測驗和答疑環節。第二，提倡不同學科之間的相互聯系、相互補充和滲透，可以在企業內部建立學科融合管理制度。第三，政府等機關部門不僅可以通過政策文件宣傳學科融合的意義和優點，還可以搭建企業學科融合平臺，促進不同企業間的溝通交流。

3.設計恰當情境，提高學習趣味

寓教于樂這種趣味學習方式，不僅有利于學生的身心發展，還能促進創造力、想象力等高層次思維能力的提升。只有設計恰當的情境，才能激發學生學習的興趣。所以，一方面教學設計者可以創建學生熟悉的情境進行趣味性的導入，優化教學設計，利用多種教學方式、多元化的教具等讓學生身臨其境;另一方面，可以通過游戲、提問等方式，增強人機交互，從而讓學生有更高的參與度和良好的學習體驗。

參考文獻

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