教育數字化轉型背景下，數字資源成為促進教學改革的要素?！读x務教育課程方案（2022年版）》強調“要創(chuàng)新實驗教學組織方式，強化增強現實、虛擬現實等技術手段在教學中的呈現”，并建議教學實施過程中注重對模擬實驗、虛擬仿真實驗的設計與運用。筆者在調研中發(fā)現，虛擬課程資源的運用，使得課堂教學減少了學習對場地、材料與設備的依賴，但目前優(yōu)質虛擬課程資源相當匱乏，產品配套資源并不符合學科邏輯，還不能很好地體現育人價值。因此，鼓勵一線教師參與數字資源建設，以教者視角對虛擬課程資源進行二次開發(fā)就顯得尤為必要。本文結合區(qū)域內研究成果與實踐經驗，以核心素養(yǎng)為導向，深入探討虛擬課程資源二次開發(fā)的內在價值，并探尋其開發(fā)的原則、路徑和方法，旨在提高學科教師對數字資源建設的認識和參與度，為區(qū)域推進基于數字資源的教學創(chuàng)新提供借鑒。

一、核心素養(yǎng)：虛擬課程資源開發(fā)的目標導向

核心素養(yǎng)是各學科課程育人價值的集中體現，是學生通過學習逐步形成的正確價值觀、必備品格與關鍵能力。虛擬課程資源的開發(fā)和利用應聚焦核心素養(yǎng)，與各學科課程改革相協調，有效支持啟發(fā)式、探究式、參與式教學，激發(fā)學生的好奇心與求知欲。教師應基于虛擬課程資源營造獨立思考、自主探索、勇于創(chuàng)新的學習情境，增強學生的適應力、勝任力與創(chuàng)造力，充分發(fā)揮數字資源的育人價值。

核心素養(yǎng)是虛擬課程資源建設的目標指向。各學科各學段核心素養(yǎng)的具體表征雖然不同，但內涵是相通的，可整合概括為：學科觀念（如物理觀念、生命觀念、 人地協調觀、信息意識等）、學科思維（如科學思維、綜合思維、計算思維等）、探究實踐及態(tài)度與責任四個方面。虛擬課程資源的二次開發(fā)，就是以核心素養(yǎng)為導向，在原有產品配套資源基礎上的再設計、再加工和再調整，從而完善與優(yōu)化資源質量，促進教學創(chuàng)新（如圖1）。

（一）學科觀念是基礎

資源的運用可促使學生形成對概念、構成、規(guī)律、過程、變化等的認識和基本觀點，深化對科學知識的理解。因此，虛擬課程資源的開發(fā)首先應該是科學、合理、嚴謹的，不易產生歧義。如實驗生成的數據圖表、物體的結構等，資源素材都應該與實際相符，無科學性錯誤。

（二）學科思維是核心

在設計與開發(fā)虛擬課程資源時，教師應當尊重事實依據，并確保所開發(fā)的資源能夠引導學生通過實驗探究開啟比較、分類、分析和歸納等思維活動，促進學生學科思維的形成與發(fā)展，并形成能在教師引導下提出創(chuàng)造性見解的品格與能力。

（三）探究實踐是重點

探究實踐活動是虛擬課程資源運用的重要形式，課程資源應能有效支持學生的自主學習與探究。虛擬課程資源的設計應充分考慮教學實際需求，提供更豐富多樣的交互方式，形成學科活動與學科知識融為一體的課程資源體系。

（四）態(tài)度責任是保障

課程資源的設計、開發(fā)和利用，應有利于促進學生形成探索自然科學的內在動力，嚴謹求實、持之以恒的品質，熱愛科學的態(tài)度以及解決社會生活問題的責任。

二、核心素養(yǎng)導向的虛擬課程資源二次開發(fā)的價值審視

筆者運用微格研究法對相關運用虛擬資源的教學案例進行局部研究分析后發(fā)現，現有虛擬課程資源技術特征突出，而教育教學表征不足，往往無法與特定教師的教學設計思路契合，難以促進核心素養(yǎng)目標的達成。為了增強虛擬情境下學習活動效果，我們既要提高教師的教學設計水平與教學能力，也要提高資源本身設計的科學性、嚴謹性、教育性。通過微格研究，筆者重新審視虛擬課程資源二次開發(fā)的深層價值，將其歸納為三個方面。

（一）促進理念轉向，糾正資源開發(fā)認知偏差

對于實踐而言，確立一種科學的、具有價值引領與行動導向作用的理念極其重要。長期以來，從多媒體教學到信息技術與教學的深度融合，我們在對數字化資源的認識、對技術與教學關系的理解、對誰來開發(fā)資源的定位等問題上，過于側重技術，忽視了教育者本身以及教學理論在資源設計與開發(fā)中的核心地位和價值。這導致企業(yè)與教育者的協作不夠深入，學科教師缺少參與資源開發(fā)的主動性，課程資源也缺少教學循證的支持，難以在實踐層面扎根。因此，我們應糾正認知偏差，引導一線教師更新教學理念并轉變角色，主動參與課程資源建設，并且要構建區(qū)域、學校和企業(yè)之間聯動機制，實現協同開發(fā)，從而優(yōu)化資源配置，推進虛擬課程資源開發(fā)的科學治理。

（二）推動行動更新，實現課程資源精準匹配

教師在教學中直接調用產品配套的虛擬課程資源固然方便，但可能造成教學活動無法因地制宜。實際上，任何一種現成的課程資源都無法滿足所有的教學需求，課程資源開發(fā)就應當是動態(tài)、自主和源于實踐的。但由于教師二次開發(fā)資源意識弱、建模技術門檻高等原因，使得虛擬課程資源二次開發(fā)與運用推進緩慢。為解決此問題，我們應完善課程資源質量標準，將虛擬課程資源的二次開發(fā)納入常態(tài)化工作，確保為課程配備適合的資源，實現精準匹配。

（三）推進范式轉型，揭示資源開發(fā)內在機制

資源開發(fā)的價值，更多體現在其對師生教與學活動的直接支持上。教師在資源運用過程中形成的體驗、理解及實際成效，對教學改進及學生能力發(fā)展起著不可或缺的作用。從范式層面看，虛擬課程資源的研發(fā)要從教學理念、研究群體、過程方法、學科歸屬等方面改變技術與教學分化的狀態(tài)。在研究信息技術與學科融合的基礎上，提倡將教學研究與資源研發(fā)融合，構建基于教學循證的數字資源研發(fā)范式，揭示高質量開發(fā)資源的內在規(guī)律與機制，推進資源研發(fā)科學化進程。

三、核心素養(yǎng)導向的虛擬課程資源二次開發(fā)的原則剖析

挖掘虛擬課程資源二次開發(fā)的深層價值，關鍵在于找到價值作用的著力點并明確開發(fā)原則。在二次開發(fā)過程中，我們不僅需要遵循逼真性、可視化、形象化、生動性、立體化等彰顯技術優(yōu)勢的原則，還應設計符合學生認知與發(fā)展規(guī)律的學習情境和學習活動。同時，我們還要理清學科底層邏輯，構建一個學習主體、學習環(huán)境、學習資源、學習活動諸要素標準統(tǒng)一的嚴密教學體系，實現課程資源的學科育人價值（如圖2）。

（一）學生主體原則

學生主體原則是核心原則，體現了核心素養(yǎng)導向的課程理念，也是新技術應用于教學創(chuàng)新的重要價值體現。虛擬課程資源的開發(fā)，不僅要考慮教什么、如何教，更要“以學生學習為中心”，考慮學什么、如何學，以及為什么學、要學到什么程度等問題。虛擬學習活動的設計應支持學生自主探究，充分關注學生解決問題、實驗探究、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。以學生學習為中心指導資源開發(fā)，更利于從學科本位向素養(yǎng)本位轉變。

（二）目標導向原則

資源開發(fā)設計的全要素、全過程都應指向核心素養(yǎng)目標。界面功能、學生體驗、學習結果等均要緊扣學科核心素養(yǎng)，有明確的目標與方向。教師在資源開發(fā)設計中不僅要重視涵蓋學科基本知識與技能，還要注重科學方法的引導、學科觀念的形成，促進雙基、方法及科學思維三級進階式教學目標達成。

如生物學“葉子的秘密”一課，教師就通過層級式探究任務、挑戰(zhàn)性活動來達成目標。在虛擬課程資源的支持下，學生通過觀察柵欄層和海綿層的形成，對植物細胞結構有了直觀認識；通過探索葉片內部結構，發(fā)現了問題并積極思考。在學習細胞結構的過程中，學生了解了植物對人類的重要性，以及人類活動對植物生長及生態(tài)環(huán)境的影響，培養(yǎng)了學生的環(huán)保意識與社會責任感。學生通過觀察葉子顏色變化、分析葉片變黃的原因，理解生物體與環(huán)境之間的關系，形成了結構與功能相適應的學科觀念，并能用批判性、創(chuàng)造性思維分析解釋葉片變色原因。最后，他們通過虛擬資源觀察，認識葉片的結構，完成挑戰(zhàn)性任務。

（三）任務驅動原則

資源設計的重點在于根據學生的學習需求來設定學習任務。虛擬課程資源應當具備清晰明確的學習目標和任務，以激發(fā)學生主動實踐與探究的積極性，并讓他們能夠在任務的驅動下有目的地學習和探索。同時，課程資源中嵌入的任務也應當根據學生的實際情況進行適當調整。如物理“熱學實驗復習專題”研究課上，教師圍繞內能觀提升這一核心目標，將幾個虛擬仿真實驗整合設計成專題探究任務，引領學生重建內能概念、再探物態(tài)變化過程、再現物態(tài)變化過程。在任務驅動下，學生提出疑問并解決問題，從而提升了物理觀念。實踐結果顯示：首先，學生能夠有針對性地學習和掌握知識，他們的學習興趣、參與度以及學習效果也得到了提升。其次，課程資源能夠根據不同需求進行個性化設計與開發(fā)，增強了資源的靈活性。最后，分層的任務設計，能夠促進學生的思維從低階向高階穩(wěn)步發(fā)展。

（四）交互性原則

交互性是虛擬現實技術的三大特征之一。任務驅動和情境探究都有賴于交互，因此設計有效的交互方式能夠適當地響應學生的自主學習行為，從而實現教學目標。產品配套資源的初始設計通常難以達到理想的交互效果，往往需要學科教師進行二次開發(fā)。例如，在觀察心臟結構時，學生點擊心臟的特定部位，虛擬課程資源應能呈現相關的知識內容、心臟活動的發(fā)生時機，并能對學生的參與給予評價。實踐證明，交互效果的優(yōu)劣，取決于課程資源開發(fā)者如何將思維過程融入學習活動設計中。

（五）導航便利原則

虛擬課程資源應根據教學設計提供良好的導航工具、場景布局，使學生更便捷、有效地使用資源。首先，導航設計應簡潔直觀，與學習任務保持一致，以便學生迅速理解并參與其中。其次，導航應具有良好的一致性，相似部分間的導航應盡量保持一致，以便復用。最后，導航應兼顧易用性和包容性，不受學生個人特點和使用習慣的影響，確保所有學生都能輕松使用。

四、虛擬課程資源二次開發(fā)的路徑與方法

要充分發(fā)揮虛擬課程資源二次開發(fā)的價值，除了確立明確的開發(fā)原則，還需梳理開發(fā)流程、選擇恰當方法，并確保這些方法在資源開發(fā)流程中得到貫徹實施。這也是提高資源開發(fā)質量的關鍵。我們以StudioA3和zSpace作為資源研發(fā)平臺，通過對多個資源開發(fā)的實踐及其教學應用研究，探索并建立了基于VR技術的虛擬課程資源二次開發(fā)路徑與方法（如圖3）。

（一）基于課程標準，確定開發(fā)主題

2022年版科學、生物學、物理等學科課標對課程實施提出建議：可運用模擬實驗等數字化資源，改進內容的呈現方式，優(yōu)化教學過程；設計完成模擬實驗、進行虛擬仿真實驗。根據新課標的要求，筆者著重分析了需要優(yōu)化的課程資源，主要包括以下幾個類別。

一是存在科學性錯誤的資源。如“葉子的秘密”一課，葉片的顏色應該在學生“解剖”后呈現白色，但資源中葉片在“解剖”前已顯示白色，這樣的科學性錯誤應予以避免。

二是不符合新課程理念的資源。例如，在“不同類型的植物”這一科學研究課中，原有的場景式模型資源僅允許學生觀察，缺乏互動性。根據 “以學生為中心”的新課程理念，我們應當設計多元化活動場景，利用資源庫中豐富多樣的環(huán)境模型和植物模型，組織能夠激發(fā)學生自主探究的學習活動，從而更好地促進學生的主動學習和探索。

三是不符合課標要求的資源。例如，在物理研究課“熱學實驗”中，原有的課程資源在實驗器材選擇上過于限制，缺乏靈活性。根據課程標準，學生應當能夠合理選擇并使用適當的實驗器材進行實驗。因此，重新構建資源模型，并增強資源的交互性，才能有效考查學生配置實驗的合理性。

四是需要融入教師特定教學設計思路的資源。絕大多數的產品配套資源都不可能與教師的教學設計思路完全契合。要使課程資源與教學設計匹配，教師往往需要將三維模型與任務文字、知識內容等進行二次開發(fā)與整合，甚至需要重新構建模型，以有效支持探究活動。

（二）分析教學需求，確定活動目標

教師應首先深入理解課程標準的精神內涵，并對新課程標準進行細致分析。針對課程資源的內容、目標、教學實施和評價要求，教師應結合不同學段學生的年齡特點、興趣愛好、現有經驗與能力水平等關鍵因素，明確教學需求。例如，在科學學科的“化石告訴我們什么”課程中，低年級學生可能在復雜的問題情境中難以識別關鍵信息。教師應在保持情境真實性和復雜性的同時，設計出具有邏輯關聯的虛擬生活場景和問題情境，為學生搭建有效的學習支架。

在此基礎上，教師應從實際教學需求出發(fā)，緊密圍繞學習活動的目標，結合課程資源進行精心的教學設計。教師需要規(guī)劃和設計促進學生思維發(fā)展的教學過程，并以此為導向，優(yōu)化學習活動的設計，從而提升課程資源的質量和效果。

（三）優(yōu)化活動策略，二次開發(fā)資源

二次開發(fā)的前期分析主要包括兩個方面：一是明確課程資源的具體內容；二是基于內容確定活動對象，進而定位學生在活動中的角色。

在此基礎上，教師需要優(yōu)化活動策略，并重構虛擬學習環(huán)境。這包括對場景的規(guī)劃、模型的設計、聲音與動畫的整合、音效的添加以及導航系統(tǒng)的構建等。同時，教師應重視活動規(guī)則的設計，旨在用規(guī)則激發(fā)學生參與科學探究的積極心態(tài)和內在動力。

活動策略優(yōu)化完成后，技術的融入成為關鍵。教師需運用技術手段構建模型，并進行資源的二次開發(fā)。這包括調用或重建3D模型（重建過程需要教師與技術人員的緊密合作），使用StudioA3和zSpace等專業(yè)軟件進行場景設計、模型導入以及交互功能的實現。最終，教師完成3D課件的制作，并進行調試和發(fā)布。

（四）課程資源的運用、評價與迭代

虛擬課程資源二次開發(fā)的成效，可通過觀察、分析教學效果以及開展教學評價來綜合衡量。因此，資源運用、評價與改進是必不可少的環(huán)節(jié)。為了進一步優(yōu)化和改進資源，評價方式既可采用教師自我評價，也可收集學生對資源使用體驗的反饋，或邀請專家和同行進行專業(yè)評價。以科學學科研究課“認識骨骼”為例，其虛擬課程資源二次開發(fā)路徑詳見表1。

研究團隊對課程資源進行了深度優(yōu)化，并歷經四輪研究性課堂實踐，對改進前后的教學效果進行了細致的觀察、對比和局部分析。研究發(fā)現，經過改進，教學成效有了顯著提升。在虛擬課程資源的輔助下，學生不僅理解了概念、掌握了基礎知識，還深入參與了實踐、探究、體驗、反思、合作和交流等學習環(huán)節(jié)，素養(yǎng)得到了提升。

綜上所述，以核心素養(yǎng)為導向的虛擬課程資源的二次開發(fā)，是有效貫徹新課程理念、落實新課標精神的重要舉措，也是推進數字化教學落地的重要途徑。為此，教師要提高參與數字課程資源建設的思想自覺與行動自覺，優(yōu)化資源配置，促進數字化教學改革與創(chuàng)新。

注：本文系南京市“十四五”教育科學規(guī)劃課題“基于沉浸式VR的教學資源開發(fā)與區(qū)域推進研究”（批準號：LXD/2021/15）的階段性成果。

（作者系江蘇省南京市浦口區(qū)教師發(fā)展中心數字化教學教研員）

責任編輯：牟艷娜