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基于非正式学习的科学教育网站设计框架研究 　　摘要：互联网络是科学教育与传播、提高公民科学素质的重要平台之一，但是目前科学教育网站却缺乏教学设计本文以科学教育的基本目标以及非正式学习的特点为基础，提出了基于非正式学习的科学教育网站的设计框架该框架以培养公民具有处理实际问题、参与公共事务能力为总目标，以了解科学知识、掌握科学方法、树立科学思想和精神为子目杯，提出了针对不同目标的网站设计原则，包括趣味性、个性化、自组织、交流性、情境性、参与性、反思性原则，并根据各个原则阐述了网站的相关特性设计　　关键词：科学教育，非正式学习，科学教育网站，设计框架　　在科学技术成为经济社会发展主导力量和国际竞争焦点的新世纪，提高公民科学素质问题日益紧迫地摆在政府和社会的面前目前，我国公民科学素质水平与发达国家相比差距甚大公民科学素质的城乡差距十分明显，劳动适龄人口科学素质不高大多数公民对于基本科学知识了解程度较低，在科学精神、科学思想和科学方法等方面更为欠缺公民科学素质水平低下，已成为制约我国经济发展和社会进步的瓶颈之一国务院，2006）2006年2月6日，国务院发布了《全民科学素质行动计划纲要（2006～2010～2020）》，标志着我国公民科学素质建设正式纳入了工作大局，开始了政府推动、全民参与的新时期。

　　互联网络是科学教育与传播、提高公民科学素质的重要途径根据中国互联网络信息中心2009年1月公布的第23次中国互联网络发展状况统计报告，截至2008年12月31日，中国网民规模达到2.98亿人，普及率达到22.6%，超过全球平均水平；农村网民规模增长迅速，网民规模已经达到8460万人在我国东中西部三个地区中，西部省份网民增长最快从这组数据中可以看到，互联网络以其快捷便利、海量信息、多媒体表达、交流互动等特点已经成为公众接受的大众传播媒体，它为科学教育与传播准备了良好的基础设施与受众群体随着农村网民、西部网民的迅速增长，基于互联网络的科学教育与传播有望突破人力、设备等影响，以及农村、西部等地区科学普及困难的瓶颈　　基于网络的科学教育目前已经在我国蓬勃开展本文作者2009年2月2日对中国科学技术协会主办的中国公众科技网（）科普网站导航中收录的专门科普网站或科普频道进行查阅，发现收录的相关科普网站已经达到424个，按主题内容分为综合、天文、航天、IT、生物、地球、健康、科技场馆、其他等10个类别但是相关研究也表明，目前科学教育网站和频道的建设仍然存在很多问题，如内容比较单一，形式呆板；多媒体技术应用不多；互动功能有待加强；更新速度慢；网上虚拟博物馆或数字科技馆建设不多等。

詹正茂等，2008；张振克等，2007）笔者浏览了部分网站，发现大多数网站缺乏教学设计，更多地是信息的发布和资料的堆砌；尽管一些网站提供丁论坛等交互方式，但是交互与教学资源没有有机整合；一些网站采用了多种媒体形式，但是不同媒体对内容的展示却是分离的，如有的网站将图片、视频、动画分别归类，内容表达显得零散而缺乏联系；网站没有为学习者自学过程提供相关的便利工具，如标记学习进度，进行自我评价等；除了介绍一些科学概念外，对于科学方法、科学的思想与精神、科学与社会的关系等都极少涉及　　从文献检索中发现，目前对于科学教育网站的设计等相关研究非常薄弱，运用“科学教育”、“科普”、“科学传播”、“网站”、“网络”、“互联网”等相关词汇在中国期刊网进行组合检索，检索到的文献多是讨论互联网络作为一种新型媒体对于科学教育与传播的作用，没有检索到从教育学的角度讨论相关设计的文献资料因此，本文希望提出一个基于非正式学习的科学教育网站的教学设计框架，以期对目前科学教育网站的改进以及为今后新网站的设计提供参考依据　　网站设计框架的理论基础　　本文所讨论的科学教育网站是基于非正式学习的，而大部分的科学教育网站是面向广大公众进行科学教育，并不是基于学校正规课程设置的。

因此，对于这类网站的设计要从科学教育和非正式学习两方面寻求理论基础　　（一）科学教育的基本目标　　根据《全民科学素质行动计划纲要》的阐述，公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识、掌握基本的科学方法、树立科学思想、崇尚科学精神，并具有一定的应用处理实际问题、参与公共事务的能力这份纲要为面向公民的科学教育提供了基本目标　　根据中国科普研究所2008年2月进行的第七次中国公民科学素质调查数据显示，普通公民对科学术语的了解程度处于较低水平对于所测试的4个科学术语“分子”、“DNA”、“因特网”、“纳米”，我国公民能够全部正确回答的比例为18.4%；能了解其中3个术语的公民比例为22.2%；了解其中2个和1个术语的公民比例分别为15.6%和14.0%；对于4个术语均不了解的公民比例将近30%而对于一些科学观点的了解上，尽管明显好于对科学术语的了解，但是仍有48.3%的人对问卷所列出的一组科学观点测试题目的判断正确率低于50%何薇等，2008）由此可以看出，公众对于科学技术知识了解还相对较少，能够记忆、解释、理解科学概念的就更少了所以，科学教育首先需要让公众了解必要的科学技术知识　　科学方法是指科学探究的基本过程与方法，上述调查也显示对于科学探究的过程主要是“提出假设，进行观察、推理、实验，得出结论”了解的人数只占总调查人数的31.1%。

所以，科学教育的基本目标之一是要让学习者了解并体验科学探究过程、能够运用科学的语言和工具对自然和物理世界进行预测、质询、观察、探测、试验等，从而达到对世界的理解　　科学思想与精神是科学文化中属于价值层面的要素，尤其是以求真务实、勇于创新为核心的科学精神，对于公民科学素质的形成和提高都处于关键和“灵魂”的重要位置在科学教育中，科学思想与精神不能只靠说教，而是需要通过为学习者提供鲜活的实例，通过参与科学探究，交流与反思等过程中逐步形成　　科学教育的最终目标是让学习者能够运用科学知识与方法解决生产实践、日常生活中的实际问题同时，科学教育也应该促进学习者思考科学与自然、社会的关系，以提高学习者参与公共事务，和自己生活密切相关的政策制定　　（二）非正式学习的教育学特点　　在英文词汇中，informal learning，non-formal learning，for-mal learning代表了学习的一个连续体，从完全的自我导向学习，到由机构组织的培训，到正规的学校教育SEEQUEL，2004）当然，不少文献对于informal和non-formal也没有进行严格区分，很多场合是混用的本文所使用的“非正式学习”，采用的是“informal learning”的概念。

　　有学者认为非正式学习最早来自约翰杜威，他在描述一种学校之外自然状态的学习时使用了这个词在杜威眼中，非正式学习是一种基本的学习形式，它的特征是没有特定学习目的，通过与某人玩耍或观察某人来积累经验和知识表一显示了从相关文献中总结出的非正式学习的一些特点及其与正式学习的对比Rohs，2008；SEEQUEL，2004）　　通过对比可以看到，非正式学习与正式学习具有显著差异，在设计非正式学习环境时应该遵循以下原则：　　1）趣味性非正式学习依赖于学习者的学习动机，因此需要在学习过程中让学习者体验到学习的乐趣，从而激发和保持他们的学习动机　　2）个性化个性化是指适应学习者的个体需求，如可以针对不同层次学习者设计、供学习者自由选择的学习资源，鼓励他们找到自己希望学习的内容，帮助学习者采用自己的方式进行学习，并以他们喜欢的方式展示学习成果　　3）自组织自组织是指学习过程由学习者自我掌控，可以自己安排学习顺序、自我管理学习进度、自己选择学习活动、自己决定组织或者参加学习群体，以及自我选择评价学习成果的方式等　　4）情境性非正式学习不是在教室中运用讲解、阅读等方式获得的，而是指在生活中通过活动、观察、合作等获得知识。

因此设计一个非正式学习环境也应该考虑情境性，使得学习与日常生活相联系，与学习者的个人经验相联系　　5）参与性非正式学习是通过亲历活动、参与观察、与人合作来进行学习的，因此学习过程的参与性是它的一个显著特点学习者通过“做中学”来获得相关的知识与技能，并产生情感、态度、价值观的改变　　6）交流性非正式学习不是孤立的学习，它是在日常生活中与家人、朋友、邻里、师长等交流过程中进行的因此，交流与合作是非正式学习环境所必须具有的特性学习者通过交流和合作来获得新知　　7）反思性非正式学习离不开学习者的自我反思，通过对与他人交流，他人行为，以及自己经历的反思，学习者可以获得对事物更加深入的理解　　科学教育网站的设计框架　　从科学教育的基本目标和非正式学习的特点出发，本文提出了基于非正式学习的科学教育网站设计框架，如表二所示这个框架将科学教育目标中培养运用科学知识、科学方法、秉承科学思想和精神处理实际问题、参与公共事务的能力作为科学教育网站设计所需要达到的总体目标，并将“了解科学知识”、“掌握科学方法”、“树立科学思想和精神”作为设计的子目标在目标确定之后，设计框架提供了设计原则及简要说明，这些原则是依据非正式学习的特点以及相关的科学教育目标进行组织的。

　　（一）促进科学知识学习的网站特性设计　　基于非正式学习的科学教育网站为了达到让学习者“了解科学知识”的目的，在设计的时候需要体现趣味性、自主性、自组织、交流性的原则　　1）实现“趣味性”面向公众的科学教育网站在内容表述方面需要通俗易懂内容的表现方面应该充分利用多种媒体的优势，特别是将复杂的科学现象可视化，以增进学习者的理解，如利用动画可以将物体运动过程、化学反应过程等清晰地展示，而对于很多难于理解的空间结构，通过三维动画可以让学习者观察和操作研究表明，即使是与这些动画只有很短时间的接触（1或2小时）也能够提高学习者关于结构理解的能力Kali & Linn，2008）　　2）实现“个性化”基于非正式学习的科学教育网站为了满足个性化需求，应该能够让学习者非常方便地根据自己的学习愿望选择学习资料因此，网站需要提供清晰的资源组织结构图、方便的内容搜索工具，以及内容导航系统自适应的学习资料组织能够根据学习者的已有知识、从前的经验为学习提供建议和导航，这样能够更加适应学习的个性化需求另外，不同学习者群体也会有不同的个性需求，比如有调查表明成人学习者在学习科学技术知识的时候喜欢内容的直接呈现，而青少年学习者则喜欢探究的任务。

Reinhardt，2008）因此，针对不同的人群要设计个性化的学习内容　　3）实现“自组织”非正式学习完全可以不依赖教师因此，网站的设计应该为学习者的自组织学习尽可能提供便利，如帮助学习者组织自己的学习内容和顺序，记录学习者的进度和学习位置，以便下次快速地进入；提供方便地做笔记、添加标注和评论的工具，以便学习者随时记录学习内容、发表评论与观点；尽管非正式学习并不在于获取分数，但是提供一些小测试可以让学习者随时检验自己对科学知识、基本概念的掌握情况；还可以提供诸如概念图等知识表达与展示工具，帮助学习者整理已经学习到的概念、观点、思想等，形成自己对科学知识的认识　　4）实现“交流性”交流是学习的重要属性，学习者利用科学教育网站进行科学学习也需要进行交流，而基于互联网的学习又可以使得这种交流更扩大成为对知识的社会建构网站通过提供实时、非实时的交流工具，如论坛、博客、Wiki等社会化建构工具，使学习者形成学习社群、彼此讨论感兴趣的主题、共享知识、提供自己的观点、接受大家的反馈与评论等除了学习者之间的交流，学习者还可以有。