本文由《開放教育研究》雜誌授權發布
作者：許瑋、張劍平摘要
學習環境是能夠促進學習者發展的各種支持性條件的統合。數位化場館是開展非正式學習的重要環境，是提升全民科學文化素養的社會文化服務機構。本研究以「面向對象的概念模型」為分析理論依據，借鑑並整合已有學習環境特徵要素調查工具，設計了包含八個要素的調查問卷，以探究杭州市民對場館功能的了解、學習的形式以及對數位化場館環境特徵要素的關注度等。研究結論及後續建議將有助於場館教育部門改善服務參觀者的學習支持條件，幫助參觀者認識場館功能，並有效利用場館學習資源提升自身科學文化素養，也為從事場館教育的學者提供新的研究視角。
關鍵詞：學習環境；場館學習；面向對象的概念模型；問卷調查法
傳統學習理論強調教學模式的重要性，聚焦教學系統的設計。建構主義學習理論強調真實情境的創設，重視學習環境的設計，這是教學重點從聚焦教師如何「教」轉向關注學生如何「學」的重大轉變。近年來，以「學習環境」為主題的相關研究成為教育技術學研究熱點。卓（Cho et al.，2013）對國際教育技術學代表性學術期刊《教育技術研究與發展》（Educational Technology Research and Development）1989-2011年發表的文章進行引文網絡分析，得出五個主要研究主題，「學習環境」是其中之一。魏順平（2010）選取國際教育技術學領域六本高質量學術期刊，以1990-2008年的3442篇論文為分析樣本，對文章題錄進行高頻詞分析，「學習環境」居第七。基於不同理念的研究者對學習環境構成要素各持已見，如「四要素觀」「五要素觀」「六要素觀」「認知學徒觀」「學習生態觀」等，豐富多樣的學習環境（如虛擬學習環境、數位化學習環境、協作式學習環境以及智慧學習環境）實踐教學效果已被證實。學習環境作為一個複雜的教學系統，被喻為「能夠促進學習者發展的各種支持性條件的統合」（鍾志賢，2005）。然而，有關學習環境中支持學習活動順利開展、提升學習效果的特徵要素研究較少，這些正是學習環境設計考量的關鍵。因此，對學習環境特徵要素的分析能夠使設計者明確學習環境設計的目標與宗旨，開展學習者態度調查可從學習者視角獲悉其對環境特徵要素的態度偏好及關注程度，對優化學習環境設計、提升學習者學習體驗意義重大。
一、數位化場館環境特徵要素
（一）數位化場館環境
1.虛實融合的學習環境
根據環境構建的技術條件，學習環境可分為三類：一是基於真實課堂空間設計的硬體技術豐富的現實學習環境，如未來智慧教室；二是基於網絡互動平臺的軟體技術支持的虛擬學習空間，如在線學習平臺；三是融合了真實的學習任務、學習情境以及虛擬的網絡空間、學習工具的虛實融合學習環境。虛實融合學習環境既包含置於真實環境的數據採集硬體，又包含基於網絡平臺的協作交流工具。他們能夠兼顧學習者的真實體驗與協作交流需求，發揮技術連接現實生活與虛擬世界的中介作用，幫助學習者在真實任務情境中開展不受時空限制的協作式學習，解決課堂學習的時空局限、在線學習的情境缺失等不足。
已有研究中的校園環境信息觀測與研究性學習、GLOBE全球學習與觀察、虛實結合的機器人教育、數位化探究實驗室等虛實融合學習環境典型案例較好地揭示了其在校園正式學習中的應用（張劍平等，2013）。然而，個體在校園等正式學習環境的時間僅佔個體一生的18.5%（Jmaes et al.，2007），校園外（如家庭、社區、戶外）等非正式學習環境為個體的終身學習、全面發展提供了更多的學習機會和更豐富的學習條件。
2.數位化場館學習環境
根據美國學習改革委員會1994年的界定，「場館」（museum）不僅包括科技館、天文館、自然博物館等室內封閉場所，也包括動物園、植物園等室外與科學教育相關的半封閉場所（伍新春等，2009）。2009年，美國國家學術出版社出版的《非正式環境中的科學學習：人、場所與追求》一書強調各類非正式環境是開展科學學習的重要場所，並將典型的非正式學習環境分為三類：日常生活環境、設計環境、項目環境，其中「設計環境」是本研究關注的科學中心、動物園、水族館、植物園、天文館等場館環境（Bell et al.，2009）。2005年，我國國務院頒布的《博物館條例》已將「教育」作為博物館三大功能之首，「拓展和完善已有的場館基礎設施，新建一批科技館和科技類博物館」成為《全民科學素質行動計劃綱要（2006-2010-2020年）》的四大硬體建設基礎工程的主要內容（任定成，2006）。因此，我國博物館、科技館等重要社會公共文化服務機構已成為面向社會公眾開展科學文化普及教育的重要非正式學習基地。
數位化場館建立在網絡通訊、多媒體設備和數位技術基礎之上，為個體在實體館的參觀學習提供了豐富的信息資源、智能化學習指引、個性化學習支持，是場館數位化發展進程的「基於用戶信息活動的第三代數位化成果」（邢進原，2002）。數位化場館是實體參觀環境與虛擬支持條件的融合，是典型的虛實融合環境。故宮博物院胡錘先生提出：「每個人的認知過程都是虛實結合的，虛從實中來，回到實中去」（張小李，2008）。「虛」指基於網絡的海量信息資源，幫助個體建構相關科學文化知識框架，但是僅接受別人加工過的信息並不是自己對事物的準確認知，個體最終需要到實體場館中，通過自身接觸實物的親身體驗，用個體已有的知識體系與其感知到的外部世界信息進行「交流」，最終找到兩者的平衡點，建構個體自身豐富的知識體系。
（二）概念模型
國外學者從社會文化視角將參觀主體（個體或群體）、參觀工具（物理或認知）以及以多媒體形式表現的參觀對象三者組合，構建了場館環境中「面向對象的概念模型」（見圖1）（Henriikka & Jorma）。
該模型從學習主體、學習對象、工具以及三者所處的情境描述了場館學習的概念模型。參觀場館的過程是個體獲取與加工信息的過程，即發生了學習行為。場館非正式學習的結果與正式學習結果不同，它表現為所要達到的目標可遞進為：培養科學興趣、獲得科學知識、從事科學推理、學會科學反思、投入科學實踐、在科學事業中獲得身份認同（Bell et al.，2009）。場館學習的主體可以是個人，也可以是群體，學習主體在實體場館中通過參觀圖片、視頻、音頻、文字等多媒體內容，直接獲取展品設計者經過精心組織且抽象化的知識信息。在此基礎上，學習主體利用場館提供的物理（如支持參觀者實驗的操作臺）或認知的（如支持學習主體開展目標導向學習的學習單工具）學習工具對外部世界的知識進行探索。場館構建的真實情景喚醒了學習主體已有的與當前真實情景類似的知識，學習對象呈現的新知識在真實情景中被具體化。學習主體通過學習對象感知外部世界的信息，利用學習工具連接個體內部的認知與外部的世界信息。最終，個體合理地整合學習對象呈現的信息與個體的知識結構，在同化和順應中構建新的知識體系。
（三）評價維度
1.已有的學習環境調查工具
2005年，中國臺灣地區學者（Chuang et al.，2005）修改前人的建構主義多媒體學習環境調查工具（Constructivist Multimedia Learning Environment Survey，簡稱CMLES）基礎上，設計了建構主義網絡學習環境調查工具（Constructivist Internet-based Learning Environment Survey，簡稱CILES）。該調查工具包含六個維度：學生協商、探究學習、反思思考、相關性、易用性、挑戰性。蔡今中教授（Tsai，2008）進一步將建構主義網絡學習環境特徵結構分為技術、內容、認知、元認知和認識論五個維度，並整合上述調查工具的六個特徵和多源性解釋、認知學徒以及認識論意識，開發出建構主義網絡學習環境調查工具修改版（Constructivist Internet-based Learning Environment Survey Revised，簡稱CILES-R）。2012年，隨著行動裝置、無線通訊以及情境感知技術的發展，新型的學習環境——情境感知泛在學習環境逐漸成熟。為了獲得學習者對此類學習環境特徵維度的偏好，蔡等（2012）在網絡學習環境調查工具及修改版的基礎上，設計了調查學習者對建構主義情境感知泛在學習環境特徵偏好的問卷工具（Constructivist Context-Aware Ubiquitous Learning Environment Survey，簡稱CULES）。它整合併修改了原有調查工具的多個特徵維度，結合「技術接受模型」（Technology Acceptance Model，簡稱TAM）的感知易用性和有用性兩個維度，形成包含易用性、連續性、相關性、適應性內容、多源性、及時指導、學生協商以及探究學習八個特徵維度的調查工具，分別體現技術、內容、認知三個維度。表一所列即為三項研究中學習環境特徵要素的評價維度。
2.數位化場館學習環境的特徵要素
隨著數位化場館的發展，信息技術將學習對象逐漸與物理、認知工具融為一體，本研究稱之為數位化展品，即學習主體不僅能獲取多種信息呈現形式的展品對象信息，還能夠通過物理操作或軟體操控，與物理或認知學習工具互動。這樣，學習主體可以更好地利用信息技術信息傳播和反饋提示進行信息加工，內化展品信息，建構自己的理解。因此，數位化場館環境由學習主體、情境、數位化展品（工具+對象）三個維度組成。通過整合表一的環境特徵要素，本研究構建了數位化場館環境的特徵要素評價結構（見圖2）。
從表一看出，三份學習環境調查工具的評價維度都包含「學生協商」（圖2中的「學習者協商」）和「相關性」，說明這兩個維度能夠描述不同類型學習環境的特徵，包括本研究的數位化場館學習環境。「探究學習」「反思思考」「易用性」（圖2中的「易參觀性」）「多源性」四個環境特徵在兩份調查共有，能夠合理解釋數位化場館學習環境對學習支持的特徵，如「探究學習」「反思思考」描述了學習主體認知維度的特徵，「易參觀性」描述了場館情境維度的特徵，「多源性」描述了數位化展品維度的特徵。
「認知學徒」和「認識論意識」特徵因過於專業化，在評價學生群體為主體時能夠適用，但不適合社會公眾群體；「連續性」「適應性內容」「及時指導」評價的是泛在學習環境中移動學習工具，在我國目前場館中的移動參觀應用尚未普及，不具代表性。因此，上述五個特徵要素均被捨棄。
此外，「自由選擇性」是場館學習的主要特徵（Bell et al.，2009），其衍生的「自由選擇學習」也是場館學習研究領域的一大熱點。自由選擇學習理論認為，場館非正式學習環境的最大特徵在於它由學習者自我導向的學習體驗，由學習者自由選擇、非時序、自定步調，以及完全自發性，這些學習環境包含室內和公園、科學中心、博物館等戶外場館類環境（Falk，2005）。因此，「自由選擇性」是描述數位化場館情境維度的一個主要特徵。「互動性」是數位化展品融合技術與對象的主要特徵，它支持學習主體與學習對象利用技術產生互動，包含物理的操作互動以及認知的反饋互動。因此，「互動性」描述了數位化展品維度的環境特徵。
綜上所述，數位化場館環境特徵包含八要素，可歸為概念模型的三個維度。其中，認知維度的反思、探究學習、學習者協商從支持學習主體認知方面提供學習支持；情境維度的易參觀性、自由選擇性從學習情境方面提供學習支持；展品維度的多源性、相關性、互動性從學習對象（數位化展品）方面提供學習支持。
二、研究設計
我國面向社會公眾的非正式教育起步較晚。2010年，我國第八次《中國公民科學素養調查結果》顯示，近年來公民參觀博物館、科技館的比例明顯提升，且與科學素養水平呈正相關（高宏斌，2011）。在黨的十七大提出的「為全社會提供公共文化服務」指導思想推動下，我國博物館、紀念館於2008年2月全面免費開放；在黨的十八大提出的「提高全民科學素養」精神指導下，2015年5月92家科技館試點對外免費開放，其中，浙江省科技館是首批免費開放試點單位。杭州市以博物館、科技館為代表的各類場館設施種類豐富，其中不乏具有區域特色的博物館，如刀剪劍博物館、扇博物館、傘博物館、溼地博物館等，免費開放、種類豐富等優勢為杭州市民利用場館資源開展非正式學習、提升科學素養水平提供了便利。
因此，本研究選取杭州市市民為調查對象，調查其對數位化場館環境特徵要素的態度偏好及關注程度，從場館學習者的真實需求出發獲取數位化場館環境特徵維度的關注度，從而為相關場館優化場館學習環境設計、提升場館學習體驗以及發揮其社會教育功能提供對策與建議。
（一）調查工具設計
本研究借鑑CILES、CILES-R及CULES三份問卷的問題結構，分別用2個問題描述每個特徵要素，即數位化場館環境特徵調查問卷主體部分包含16個問題；同時，對三份問卷的部分問題進行語句和語境修改，並根據研究者及其他相關學者的理解，添加環境特徵調查方面的問題。此外，調查工具還包含對調查對象基本信息的數據採集，如性別、年齡、受教育程度、參觀同伴、場館參觀頻率、參觀目的、場館功能認識等，以了解調查對象的人口學信息及其對利用場館資源開展非正式學習的認識。問卷採用5分制李克特量表計算，方法為：1.非常不重要；2.不重要；3.中立；4.重要；5.非常重要。
（二）調查過程及方法
場館面向的是社會公眾。為了收集儘可能全面的數據信息，調查採用兩種形式：一是使用網絡調查工具（問卷星），調查對象可通過二維碼掃描獲得調查問卷（http：//www.sojump.com/jq/4056182.as-px），方便市民在線填寫問卷並在朋友圈擴散；二是在公眾場合發放紙質問卷，即在浙江省各類場館（浙江省自然博物館和浙江省博物館）、人群較為集中的戶外場所（杭州西湖文化廣場）以及部分高校（浙江大學、杭州師範大學）發放紙質問卷並現場回收。
考慮到6歲以下兒童無法獨立完成問卷填寫，因此，本研究調研對象的年齡為6歲以上各年齡段，覆蓋面較廣。
研究回收問卷555份，剔除調查對象對16個問題態度完全一致的無效問卷，實際有效問卷為492份，有效問卷回收率為89%。研究使用SPSS18.0中文版進行數據分析與處理。
（三）調查工具的信度和效度檢驗
α信度係數法是較常用的問卷信度分析方法。利用SPSS18.0中文版的可靠性分析，本研究得出問卷16個問題的信度係數標準化Cronbachsα=0.904＞0.9，表明該問卷信度良好。
因子分析是結構效度分析常用方法（亓萊濱等，2003）。在做因子分析前，本研究首先進行KMO檢驗和巴特利球體檢驗，KMO檢驗係數0.895，介於0.89－0.90，且P值=0.000＜0.05，問卷做因子分析的適用性非常好（傅德印，2007）。因此，本研究認為該問卷適合做因子分析。
因子分析通常使用主成分分析方法提取公因子，且需要滿足公共因子的累積貢獻率達到80%-85%（傅德印，2007）。因此，本研究在做主分分析時取特徵根＞0.6，得到八個公共因子，進一步採用「最大方差法」進行因子旋轉，所有指標僅有一個公共因子載荷較大，這裡取值＞0.4，八個初始公共因子分別由兩個項目指標表達，符合問卷中的八個環境特徵及相關問題設計結構，結構效度較好且每個公共因子的內部信度均高於0.6（見表二）。
（四）數據分析與討論
1.調查對象基本信息
SPSS18.0的「描述統計」功能統計顯示，調研對象中女性佔62.6%，男性佔36.2%，有效樣本是98.8%。現場調研也發現，學校等各類場館及戶外場所中，女性明顯多於男性，尤其是攜帶子女參觀博物館，成年女性佔比明顯高於男性，親子場館學習中，母親陪伴子女的佔比較高。
調查對象中受教育程度為大學學歷的佔比較高，其中一部分調查對象來源於本研究所選取的高校學生，另一部分來源於場館中的年輕家長。隨著家長學歷的提升，本科教育背景的家長會利用場館資源教育子女，並關注博物館、科技館等設施為兒童提供豐富的課外知識。
調查對象由家庭成員、同事、朋友、同學等陪同參觀的佔比達92.8%，少量調查對象獨自一人參觀場館。此外，「交叉分析」結果顯示，6-12歲兒童群體以及25-30歲和31-36歲的家長群體佔主體。可見，兒童大多是在家庭成員的陪同下參觀場館，符合當前親子群體成為場館非正式科學學習關注對象的實際。
調查對象認為場館是「學習課外知識的場所，探索知識的場所」的佔59.1%。這說明場館的教育功能正被社會公眾認可，社會公眾對場館的公共教育服務有潛在需求，場館教育研究具有一定的實踐意義和社會價值。
此外，63.3%的調查對象表示會利用博物館、科技館等門戶網站獲取信息，以便更好地體驗場館學習支持服務；75.6%的調查對象希望藉助信息化工具優化場館參觀體驗。我國場館的數位化進程已進入第三階段，即以「用戶信息活動」為中心，但僅停留在交互式展品層次，能夠為參觀者提供互動操作的體驗機會，卻無法為參觀者提供個人定製的體驗服務。因此，藉助行動裝置、通訊技術以及適應性的學習支持工具為參觀者提供個性化的參觀學習服務將成為未來數位化場館發展的趨勢。
2.數位化場館環境特徵要素的態度偏好及關注程度
SPSS18.0的「均值描述分析」功能顯示了杭州市民對數位化場館環境特徵的態度偏好及關注程度（見表三）。
將均值得分由高到低排列可以看出，「互動性」最高。這說明杭州市民對場館增加互動展品的期望較高，認為互動展品能夠幫助他們直觀體驗獲得展品原理、結構等抽象概念化知識。其次是「易參觀性」，參觀者在場館中受多種信息幹擾，容易迷航，影響學習效果。因此，他們希望場館提供有利於參觀指引的標識或指引工具。三是「反思」。儘管場館類型不同，比如博物館的展品可能是遠古文物，科技館則可能陳設近代科技精尖產品，但是它們都和人們的生活息息相關。參觀者需要場館幫助他們將展品信息與其已有的知識或生活實際建立聯繫，並在反思中建構新知識。四是「自由選擇性」，即參觀者要有更多的自由選擇空間，可以自主控制參觀學習過程，這是區分場館環境與其他學習環境的主要特徵，而這一特徵同樣受參觀者偏愛。五是「多源性」，多源性的展品特徵能夠為參觀者提供多種形式的信息資源，能豐富參觀體驗，也可能增加參觀者的認知負擔。因此，參觀者對此特徵沒有表現出強烈的態度偏好及關注度。六是「探究學習」。國內場館學習活動大多缺乏探究性，作為支持參觀者開展探究學習的「學習單」工具在各類場館沒有發揮應有的作用。實地調查發現，部分場館的學習單工具設計過於簡單或形式化，缺乏探究學習理念，且經常置於無人問津的角落，導致調查對象沒有體驗過場館中的「探究學習」，對其關注較少。七是「相關性」。場館呈現的展品通常是超出參觀者所處時代和生活現狀的歷史文物或高精尖產品，因此參觀者會認為場館中的展品無需與其生活實際相關，呈現出較低的偏好和關注度。最後，調查對象呈現最低態度偏好及關注度的是「學習者協商」特徵。大量科學實驗驗證參觀者之間的討論和協商能夠幫助個體內化知識，獲得更豐富的理解和體驗。本次調研在這一方面呈現出最低的關注程度，值得深入探討。場館為學習者提供了豐富的社交活動場所，學習者與同伴、新的學習夥伴、場館教育工作者可以交流討論，獲得不同專業、不同領域人士對展品的認識視角，然而，參觀者卻不關注場館環境中的交流平臺或協商機會，這有悖於場館學習宗旨，也是國內場館學習研究需重點關注的問題。
三、研究結論與建議
（一）研究結論
數位化場館學習環境在學習主體的認知維度、學習情境維度以及作為學習對象的數位化展品維度三方面提供了必不可少的條件支持，場館環境的八個特徵要素正是場館學習條件的表現。本研究以杭州市為例的數位化場館環境特徵要素開展社會調查，得出以下結論：
1.場館教育功能逐漸被社會公眾所認可
本次調查結果顯示，59.1%的調查對象認可場館教育功能，尤其是對青少年兒童擴展視野、獲得課外知識方面有重要作用。教育、研究與欣賞並列為場館的三大功能，且教育逐漸超越研究、欣賞等功能變得日益突出。
2.與家庭成員、同齡朋友結伴參觀形式
調查顯示，親子參觀群體佔場館參觀人群大多數，朋友結伴參觀的多為大學生。即便如此，人們在「學習者協商」這一特徵要素上呈現較低的關注度。由此可見，我國學習者沒有認識到場館環境中的協商氛圍，忽視了協商交流對獲得知識信息的重要性，這值得關注。
3.展品的「互動性」較受關注。
八個環境特徵要素中，調查對象對「互動性」呈現較高的期待和關注。同時，場館門戶網站以及支持個性化參觀的移動支持工具也較受多數調查對象關注。當前數位化展品僅停留在支持參觀者互動操作，「用戶信息中心」的互動體驗停滯不前，希望本次調查能引起場館相關部門的重視，推出真正以「用戶信息中心」的數位化展品服務。
（二）後續建議
1.開展以學習者為中心的學習環境設計研究。
學習環境對有效學習的支持不僅僅是依靠豐富的資源和先進的技術，更需要從學習者視角出發，促進學習者更好地利用資源、情境、技術以及共同體開展學習提供支持性條件。數位化場館在當前STEAM教育和全民科學素養提升中角色重要，場館教育功能的有效發揮依賴於以學習者為中心的場館學習環境設計。
2.釐清數位化場館環境的特徵要素對發揮場館教育功能意義重要。
數位化場館學習環境與其他類型學習環境的重要區別在於，它需要建立在已有實體場館環境基礎上，利用館內展品資源和學習工具，為參觀者提供能激發其反思、探究學習、協商交流的認知條件，營造易參觀的氛圍與自由選擇的場館情境，並通過數位化展品等多源性展現、相關性連接以及互動性反饋，幫助參觀者獲取、加工信息，在真實的參觀體驗中構建展品信息的相關知識體系。
3.根據場館參觀現狀與參觀者需求，提供針對性的教育項目，體現場館教育的價值。
目前已有的場館教育項目多數針對中小學學生，忽視了高中生、大學生甚至陪伴兒童參觀的家長。場館是面向社會公眾的社會性教育機構，應該面向全體社會成員，其擁有的豐富教育資源足以為不同年齡階段和不同知識層次的學習者提供學習機會。因此，場館不應只承擔面向青少年兒童的「第二課堂」角色，面向大眾提供豐富多樣化的教育項目是體現場館社會教育功能的重要舉措，是發揮其傳承歷史文化、普及科學知識等功能的重要途徑。
4.場館環境的複雜性將引起場館教育研究範式的革新。
場館環境特徵的複雜性決定了場館學習效果影響因素極其複雜。受來自場館內外、個體內外、展品等多方面的影響，且鑑於場館教育的社會性、長效性以及遲效性等特徵，以往課堂教學環境的對比實驗法、心理實驗環境下的變量控制法等研究範式並不適用於場館環境下的學習研究，國外研究者較多綜合定量和定性研究法，長期與被試保持聯繫，跟蹤研究被試的參觀學習效果。因此，場館學習研究範式的革新將成為開展場館教育研究邁出的第一步。
基金項目：2016年浙江省教育科學規劃課題「基於移動人工製品的場館非正式科學學習研究」（2016SCG239）；2016年度杭州市哲學社會科學規劃常規性立項課題「杭州市場館中非正式科學學習的移動智能中介設計研究」（Z16JC068）。
作者簡介：許瑋，博士研究生，浙江工業大學教育科學與技術學院，研究方向：數位化學習環境、非正式科學學習；張劍平，教授，博士生導師，浙江大學教育學院，研究方向：教育信息化、數位化科普。
轉載自：《開放教育研究》 2016年8月 第22卷 第4期
排版、插圖來自公眾號：MOOC（微信號：openonline）
本文編輯：慕編組成員（Susan）
產權及免責聲明本文系「MOOC」公號轉載、編輯的文章，編輯後增加的插圖均來自於網際網路，對文中觀點保持中立，對所包含內容的準確性、可靠性或者完整性不提供任何明示或暗示的保證，不對文章觀點負責，僅作分享之用，文章版權及插圖屬於原作者。如果分享內容侵犯您的版權或者非授權發布，請及時與我們聯繫，我們會及時內審核處理。了解在線教育，
把握MOOC國際發展前沿，請關注:
微信公號：openonline
公號暱稱：MOOC