李夕雯，趙建府，曾俊華

數(shù)字技術(shù)融合兒童美育教育創(chuàng)新發(fā)展研究

李夕雯1，趙建府1，曾俊華2

（1.電子科技大學(xué)成都學(xué)院，成都 611731；2.西南民族大學(xué)，成都 6 10097）

數(shù)字技術(shù)是連接科學(xué)技術(shù)、美學(xué)教育的重要紐帶，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)融合兒童美育教育工作，提出科技與美育相融合的創(chuàng)新發(fā)展思路。在科普中注重美育，在美育中探索科學(xué)，為前沿數(shù)字技術(shù)與兒童科普美育教育協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展提供新思路。分析目前兒童科普美育教育的路徑研究；以科普美育教育為主要研究內(nèi)容，從數(shù)字技術(shù)的沉浸式、交互性、構(gòu)想性出發(fā)進(jìn)行分析；探索其對兒童科普美育教育中科學(xué)認(rèn)知、趣味互動、審美素養(yǎng)等的有效影響。數(shù)字技術(shù)運(yùn)用在兒童科普美育教育過程中，能夠有效促進(jìn)兒童建立美學(xué)思維和科學(xué)意識，提高兒童在科普體驗中的興趣度與參與度，提升科普教育成效。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深化，數(shù)字化教育已經(jīng)成為兒童科普美育教育發(fā)展的重要途徑。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實等前沿技術(shù)，能夠全方位、多角度、多感官地促進(jìn)兒童美育教育工作，是對當(dāng)代兒童科普美育教育工作方式的有效補(bǔ)充，有著長遠(yuǎn)的意義和引導(dǎo)作用。

數(shù)字技術(shù)；兒童美育；科普教育；創(chuàng)新發(fā)展

蔡元培作為中國現(xiàn)代美育的開創(chuàng)者與奠基者，最早在《教育大辭書》的美育條目中提到：“美育者，應(yīng)用美學(xué)之理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也”。美育以求真、向善、品美為基本理念，引導(dǎo)兒童樹立正確的價值觀，運(yùn)用美學(xué)思維去鑒賞藝術(shù)、感悟生活[1]。少年兒童是建立科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要階段?！疤煳膶W(xué)上諸星之軌道與光學(xué)，地文學(xué)上云霞之色彩與變動，無不于智育作用中含有美育之原素”[2]。在科普中培養(yǎng)美育，在美育中探索科學(xué)。“美育”和“科普”就是一對詞，科需要普，美需要育[3]。數(shù)字技術(shù)是連接科學(xué)技術(shù)與兒童教育的重要橋梁，本文基于目前兒童科普美育形式的現(xiàn)狀以及VR、AR行業(yè)的發(fā)展趨勢，提出運(yùn)用虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實等前沿技術(shù)賦能兒童科普美育教育，是未來數(shù)字化兒童教育的發(fā)展方式，總結(jié)出運(yùn)用虛擬視覺體驗驅(qū)動兒童建立對科學(xué)知識的好奇心，激發(fā)創(chuàng)造力，孕育美學(xué)思維，從而實現(xiàn)科普與美育的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)代兒童全面化、綜合化的發(fā)展教育。

1 國內(nèi)外兒童美育教育發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 兒童美育教育概述

美育，又稱美感教育或?qū)徝澜逃?。即通過培養(yǎng)兒童認(rèn)識美、體驗美、感受美、欣賞美的能力，從而培養(yǎng)兒童具有美的情操、美的品德、美的心靈與美的素養(yǎng)。在兒童教育中直接關(guān)乎兒童品性與創(chuàng)造性的美的教養(yǎng)不可忽視[4]。從多學(xué)科角度出發(fā)搭建美育教育體系，將美學(xué)原則滲透于各科教學(xué)之中，是由美的形式教育到美的實質(zhì)教育的演變，美育教育的目標(biāo)不是培養(yǎng)藝術(shù)家，而是培養(yǎng)孩子發(fā)展多樣的興趣，增強(qiáng)動手能力、提高觀察能力、開拓藝術(shù)視野、提升綜合實力，見圖1。美育不應(yīng)限定在藝術(shù)教育這一門課程上，而是貫穿自然、社會、科學(xué)、文化、生活等多個領(lǐng)域，通過美育建立兒童對自我的認(rèn)知與世界的理解，擁有更強(qiáng)的自信心，使兒童具有豐富的情感認(rèn)知、敏銳的觀察能力、清晰的認(rèn)知思維、生動的創(chuàng)造力以及完整的人格素養(yǎng)。

圖1 兒童美育教育的全局性

1.2 兒童美育與科普教育的協(xié)同關(guān)系

科普教育主要以普及科學(xué)知識、科學(xué)方法，建立科學(xué)思維為導(dǎo)向，讓兒童能夠科學(xué)認(rèn)知世界。美學(xué)教育是指通過培養(yǎng)藝術(shù)技能、審美素養(yǎng)、藝術(shù)修養(yǎng)讓兒童能夠運(yùn)用美學(xué)思維感知世界，見圖2。在實際的美育與科普的教育過程中，科學(xué)探索和美學(xué)教養(yǎng)往往相互交織、相互影響，美學(xué)與科學(xué)都是對兒童的啟蒙教育，其根本目的在于創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的啟發(fā)，創(chuàng)造力是適應(yīng)未來各行各業(yè)迭代升級的力量源泉。如果不能讓一個孩子認(rèn)識到星空的美，認(rèn)識到行星運(yùn)動和托勒密模型的美，那這個孩子也無法聽懂巴赫的音樂。如果不能讓一個孩子認(rèn)識到鸚鵡螺的美或是向日葵花盤的美，這個孩子就沒有辦法真正懂得螺旋形防波堤或者塔特林的第三國際紀(jì)念塔。今天談及美育，首先需要樹立正確的藝術(shù)哲學(xué)觀。美不僅是愉悅，美和科學(xué)一樣，首先是啟蒙[3]，科普是美育的一種形式。

Fag.2 Relationship between popular science and aesthetic education

1.3 兒童科普教育的發(fā)展路徑

2023年4月我國科技部網(wǎng)站發(fā)布了《關(guān)于公開征求<中華人民共和國科學(xué)技術(shù)普及法（修改草案）意見的公告>》，此次《科普法》修改草案明確提出，國家把科普放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置?？破帐菄覄?chuàng)新體系的重要組成部分[5]。兒童科普教育水平的提升是我國科技人才建設(shè)的基礎(chǔ)。據(jù)調(diào)查分析可知，目前國內(nèi)外針對少年兒童進(jìn)行科學(xué)普及的形式層出不窮，最為常見的形式是繪本和動畫，具有低成本、易傳播的特點(diǎn)，但也具有一定的局限性。近幾年科技館也推出了各項科普互動展品，設(shè)立了科普展廳，環(huán)境的打造能夠帶給兒童更強(qiáng)烈的情景感與參與感。隨著硬件技術(shù)的不斷深入，為科普的形式與內(nèi)容都帶來了更大的發(fā)展前景，科技館、博物館也爭先推出了運(yùn)用VR、AR、MR等前沿科技設(shè)計的虛擬展廳，拓展了科普內(nèi)容的無限遐想空間，多種模式的共同加持能夠為兒童的科普教育發(fā)展提供更全面的教育機(jī)制。

通過圖文結(jié)合的科普讀物進(jìn)行科學(xué)知識的普及是最常見的科普形式，比如廣受兒童喜愛的科普圖書《病菌簡史》《小牛頓科學(xué)館第一輯》《大英兒童百科全書》《DK博物大百科》等?？破談赢嬒鄬破绽L本來說擁有更直觀的視覺體驗，讓靜止的知識“動態(tài)化”，根據(jù)豆瓣評分與網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)擊量的調(diào)研結(jié)果可知，最受兒童歡迎的科普動畫有《梅西去樂趣島》《微觀小世界》《螺絲釘》《海底小縱隊》等?；谇榫绑w驗式學(xué)習(xí)理論，融合情境學(xué)習(xí)理論與體驗式學(xué)習(xí)理論，將知識與實踐運(yùn)用在一定的情境中，能夠進(jìn)一步激發(fā)兒童的自我探索能力，因此，科技館、博物館設(shè)立科普互動展品與科普展廳，打造具有科學(xué)知識氛圍的實地場所，可以讓兒童在實際的探索過程中學(xué)習(xí)相應(yīng)的科學(xué)知識。比如廣州地鐵博物館通過地鐵模擬駕駛室感受地鐵駕駛的感受，讓兒童在現(xiàn)實情境中建立對軌道交通知識的認(rèn)知。再比如安徽省黃山環(huán)保教育基地，以兒童的環(huán)保教育為主，打造情境式體驗讓兒童學(xué)習(xí)垃圾清理、垃圾焚燒等相關(guān)知識[6]。日本地下鐵博物館也運(yùn)用實地的環(huán)境打造地鐵虛擬駕駛空間，可讓兒童體驗地鐵駕駛的樂趣，運(yùn)用環(huán)繞式的音樂模擬真實駕駛地鐵時的音效，以達(dá)到身臨其境的感受。再加之日本為地震多發(fā)國家，因此在日本博物館中還設(shè)立了地震體驗裝置模擬器，能夠真實還原地震時地鐵內(nèi)的狀態(tài)和各項危機(jī)。數(shù)字技術(shù)具有沉浸式、交互式、構(gòu)想性、直觀性等多個特點(diǎn)，能夠為情境體驗式教學(xué)模式帶來更大的發(fā)展空間。比如由陳彥穎等[7]設(shè)計的“微世界——探秘微生物王國”VR體驗應(yīng)用設(shè)計。通過虛擬場景的構(gòu)建，讓兒童能夠通過VR設(shè)備將日常生活中肉眼看不見卻無處不在的微生物躍然眼前，運(yùn)用游戲體驗的形式獲取微生物外貌形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)等特征，實現(xiàn)微生物科普教學(xué)虛擬體驗，以互動式教學(xué)模式充分調(diào)動兒童的感官，讓他們在寓教于樂中探索醫(yī)學(xué)知識。

2 數(shù)字技術(shù)融合兒童科普美育教育的現(xiàn)實依據(jù)

2.1 數(shù)字技術(shù)的概念與發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）一詞由美國VPL公司創(chuàng)始人、互聯(lián)網(wǎng)理論家J.Lanier于20世紀(jì)80年代正式提出[8]。虛擬現(xiàn)實是指創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)，它運(yùn)用游戲引擎構(gòu)建了種模擬環(huán)境，通過融合性、交互式的三維場景和實體行為，讓用戶完全沉浸到創(chuàng)造的虛擬環(huán)境之中。增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）于20世紀(jì)90年代由波音公司的T.Caudell提出[9]。增強(qiáng)現(xiàn)實是一種將虛擬信息和真實世界完美疊加的人機(jī)交互技術(shù)。其核心在于對現(xiàn)實世界的信息提取，可通過移動終端或PC端呈現(xiàn)裸眼的虛幻畫面。在科技浪潮的強(qiáng)烈推動下，虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實、人工智能等數(shù)字技術(shù)蓬勃發(fā)展，為社會生活、科學(xué)文化都賦予了新的生命力，將開啟前所未有的生活方式，為世界帶來更多可能性。

自全球進(jìn)入信息化時代以來，通過計算平臺和信息終端歷經(jīng)了兩次迭代。第一次是1980年開始的個人電腦；第二次是從2007年發(fā)展至今的智能手機(jī)；隨著元宇宙、數(shù)字孿生等的發(fā)展，將迎來第三次信息產(chǎn)業(yè)升級，其中VR、AR是主角。VR、AR行業(yè)的發(fā)展一直受到技術(shù)和硬件的限制。雖然近幾年的發(fā)展規(guī)?？焖贁U(kuò)大，但仍然面臨一些挑戰(zhàn)和問題，比如VR頭戴式顯示器的重量、尺寸以及眩暈感，VR技術(shù)的硬件發(fā)展趨勢主要集中在更輕、更薄、更小巧易用、更舒適的頭戴式顯示器、更強(qiáng)大的計算能力、更低的延遲、更多的交互功能方面，比如手勢識別、眼動識別和語音識別等技術(shù)，能夠讓參與者獲得更舒適、更便捷的沉浸式體驗。AR技術(shù)具有裸眼3D效果，在未來的發(fā)展趨勢中將注重更普及的硬件支持，比如手機(jī)、平板、智能眼鏡等硬件設(shè)備的普及和低成本；通過更成熟的技術(shù)和算法，比如圖形識別、深度學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺等技術(shù)來更快速地識別AR的視覺感應(yīng)。近幾年，虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實熱潮接連在全球范圍內(nèi)引爆，根據(jù)華經(jīng)情報網(wǎng)發(fā)布的2017—2022年全球VR/AR行業(yè)市場規(guī)模情況數(shù)據(jù)可以得出，VR、AR行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，從2017年的667.5億元增長到2022年的3 589.9億元。隨著我國政策的不斷支持、資本的加大投入，我國VR、AR技術(shù)的應(yīng)用場景需求不斷增長，隨著5G、人工智能、超高清視頻、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷突破，2017—2022年中國VR/AR行業(yè)市場規(guī)模迅速擴(kuò)大，截至2022年預(yù)計將達(dá)到791.9億元，見圖3。從產(chǎn)業(yè)鏈分布來看，2021年我國VR、AR行業(yè)在教育、頭顯設(shè)備、軟件工具等領(lǐng)域的發(fā)展最為成熟，其中教育行業(yè)占比最高，達(dá)到17%[10]，見圖4。

根據(jù)以上兩組數(shù)據(jù)可知，VR、AR行業(yè)正進(jìn)入高速發(fā)展的階段，教育行業(yè)的發(fā)展也將是未來VR、AR行業(yè)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。作為兩種前沿的數(shù)字技術(shù)，它們正在快速改良、創(chuàng)新、優(yōu)化，以適應(yīng)更大的市場需求。硬件技術(shù)的不斷完善是為了實現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容創(chuàng)新，讓參與者在體驗的過程中有身臨其境的感受，枯燥的內(nèi)容也能栩栩如生。

圖3 2017—2022年全球、中國VR/AR行業(yè)市場規(guī)模情況

Fag.3 Global and China VR/AR industry market size from 2017 to 2022

圖4 2021年中國VR/AR行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分布情況

Fag.4 Distribution of VR/AR industry chain in China in 2021

2.2 VR、AR技術(shù)在兒童科普美育教育中的實際運(yùn)用

VR、AR技術(shù)因其沉浸式、交互性、構(gòu)想性的特點(diǎn)在兒童教育方面展示出巨大的潛力，也帶來了新的發(fā)展機(jī)會。比如創(chuàng)設(shè)虛擬學(xué)習(xí)情境、增強(qiáng)動感學(xué)習(xí)體驗、感受跨越時空界限的教學(xué)環(huán)境，從而激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)動機(jī)，提升學(xué)習(xí)效果。例如利用VR技術(shù)進(jìn)行的橋梁工程模擬體驗，通過三維軟件構(gòu)建橋梁建造現(xiàn)場，讓兒童能夠親臨現(xiàn)場了解工程建設(shè)的科學(xué)原理、橋梁建構(gòu)的美學(xué)理論，切身感受力學(xué)與美學(xué)、科技與藝術(shù)的深度交融。英國廣播公司拍攝的紀(jì)錄片《地球》，借助VR技術(shù)帶領(lǐng)觀眾觀察已經(jīng)滅絕的生物——恐龍；AR技術(shù)也在國內(nèi)外的兒童教育中被廣泛應(yīng)用，例如國家博物館推出的科幻巨制大片《國博“奇妙夜”》，運(yùn)用AR技術(shù)讓沉睡千年的國寶“復(fù)活”，使唐朝的鎏金銀香囊、明朝的孝端皇后鳳冠與清朝的粉彩鏤夔龍紋轉(zhuǎn)心瓶跨越時空的界限同時映入眼簾，讓兒童在與文物虛擬互動的體驗中感受歷史質(zhì)感、感受文化底蘊(yùn)、感受藝術(shù)精品所帶來的視覺盛宴，見圖5；再比如AR動物圖鑒，能夠基于AR技術(shù)通過手機(jī)或平板電腦的攝像頭，對準(zhǔn)指定的圖片，從而讓圖片中的動物跳到真實的畫面中，讓兒童能夠近距離觀察動物的外貌形態(tài)、行為特征等，建立他們對動物的立體認(rèn)知；再比如AR地球儀，通過對地球儀或地圖的信息識別，將寫實的地球模型呈現(xiàn)在兒童眼前，還可以通過手指與虛擬地球模型互動，看到地球上各個國家、地區(qū)的地理形態(tài)，以及海洋與陸地的分布情況，并了解世界各地的地理環(huán)境等知識。在兒童科普美育教育中目前運(yùn)用VR、AR技術(shù)的案例層出不窮，見表1，能夠讓兒童在科普美育教育的過程中，多角度、全方位地感知科技的魅力和美學(xué)的熏陶。

2.3 從心理學(xué)角度探析兒童科普美育教育的發(fā)展路徑

從心理學(xué)角度分析，游戲互動是兒童體驗并感知世界最有效的途徑。著名的瑞士心理學(xué)家讓·皮亞杰認(rèn)為：讓游戲參與到兒童的認(rèn)知發(fā)展中，通過富于想象的自發(fā)式游戲，學(xué)會管理自己和身邊的環(huán)境。在實際的兒童科普美育教育過程中，也應(yīng)加強(qiáng)兒童的自主學(xué)習(xí)性，讓兒童更多地參與到各項互動體驗中。通過觀察、觸摸、傾聽等方式，能夠有效激發(fā)兒童的好奇心，調(diào)動他們的感官系統(tǒng)，開啟信息通道，激發(fā)兒童的想象力和創(chuàng)造力，實現(xiàn)兒童認(rèn)知能力、審美能力、自主能力的培養(yǎng)。據(jù)心理學(xué)研究表明，在大眾對陌生事物的接受程度中，聽覺接受度為15%，視覺接受度大于聽覺約25%，兩者相結(jié)合后接受率可達(dá)到65%，呈現(xiàn)1+1>2的效果。另外，觸覺接觸到的信息的暫存時間是視覺的20倍，是聽覺的10倍[11]。VR、AR技術(shù)恰好能夠很好地促進(jìn)聽覺與視覺的結(jié)合，兒童可以在虛擬的世界中自由、靈動地探索，使教與學(xué)更加緊密、生動、有趣，以符合兒童的認(rèn)知習(xí)慣，是對傳統(tǒng)教學(xué)形式的一種新的突破與挑戰(zhàn)。

圖5 《國博“奇妙夜”》AR視覺虛擬效果

Fag.5 AR visual virtual effects for "'Wonderful Night'at the National Museum"

表1 數(shù)字技術(shù)在科普、美育中的實際應(yīng)用

Tab.1 Practical application of digital technology in popular science and aesthetic education

3 數(shù)字技術(shù)協(xié)同兒童科普美育教育創(chuàng)新發(fā)展

3.1 數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用特點(diǎn)與使用原則

3.1.1 沉浸式

虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實都具有沉浸式的特點(diǎn)。沉浸理論又稱為“流體驗理論”，是指當(dāng)個體全身心投入一件事并獲得愉悅感，從而達(dá)到忘我的境地，這種心流狀態(tài)就是學(xué)習(xí)體驗的最佳狀態(tài)。沉浸式體驗可以有效增強(qiáng)兒童的參與感，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，提高學(xué)習(xí)效能和效果。運(yùn)用沉浸式的設(shè)計特點(diǎn)能夠帶領(lǐng)兒童遨游海洋世界、探索宇宙太空、品味藝術(shù)精品、復(fù)原歷史遺跡，甚至可以為特殊教育兒童提供遠(yuǎn)程教育協(xié)助。VR、AR技術(shù)兼具娛樂性與教育性，將學(xué)習(xí)模式提升到一個新的高度。在內(nèi)容設(shè)計過程中，應(yīng)以普及科學(xué)知識、培養(yǎng)美學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，運(yùn)用奇幻的視覺效果、強(qiáng)烈的臨場體驗感讓兒童獲得更好的教學(xué)成效，這也是數(shù)字技術(shù)運(yùn)用到兒童科普美育教育中的重要考核指標(biāo)。

3.1.2 交互性

VR的交互方式大多需要使用VR手柄，通過手部操控實現(xiàn)虛擬交互。AR的交互通過語音、動作和輔助按鍵等方式完成?；有詰?yīng)包括內(nèi)容傳播者與參與者的雙向互動?！半p向互動”的認(rèn)知基礎(chǔ)為：科普不是單純地講授科學(xué)知識，而是需要與受眾進(jìn)行充分對話[12]。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)不只是教師把知識傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己構(gòu)建知識的過程。基于建構(gòu)主義理論來調(diào)動兒童的自主學(xué)習(xí)能力和自我探索能力，兒童在虛擬世界中的強(qiáng)交互性，能夠通過身心體驗加深對科學(xué)知識的理解，提高認(rèn)知、感受、欣賞美的能力，激發(fā)想象力與創(chuàng)造力，建立自我與環(huán)境的關(guān)系，是新時代促進(jìn)兒童科普美育教育的有效形式。

3.1.3 構(gòu)想性

虛擬內(nèi)容能夠打破時間、空間、地域的限制，最大化實現(xiàn)科普美育知識的呈現(xiàn)。在滿足硬件設(shè)備的基礎(chǔ)條件下，設(shè)計者深耕科普美育內(nèi)容的創(chuàng)新研發(fā)，并根據(jù)實際需求進(jìn)行內(nèi)容更新，打破現(xiàn)實環(huán)境的局限性。數(shù)字技術(shù)將知識融入創(chuàng)設(shè)的“真實”情境中，充分發(fā)揮環(huán)境所帶來的“刺激”作用，從而引導(dǎo)兒童產(chǎn)生正確的機(jī)體反應(yīng)。情境體驗式學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識的學(xué)習(xí)、運(yùn)用與實踐都是在一定的情境中進(jìn)行的，才能培養(yǎng)學(xué)習(xí)者建立對多樣化問題的解決能力。VR、AR技術(shù)可以構(gòu)建無限的虛擬情境空間，還能夠有效運(yùn)用于高危的、高難度的、不可逆轉(zhuǎn)的、不可實現(xiàn)的教育學(xué)科領(lǐng)域，大大降低安全隱患，提升教育的可行性。在設(shè)計內(nèi)容立足科學(xué)知識與美學(xué)教育的前提下，深入拓展科普美育內(nèi)容的廣度與深度。

3.2 數(shù)字技術(shù)助力兒童科普美育教育的核心驅(qū)動力

在數(shù)字中國與中小學(xué)生“雙減政策”雙重背景的驅(qū)動下，學(xué)校鼓勵減少兒童課外培訓(xùn)，加強(qiáng)兒童科普與美學(xué)教育，從而促進(jìn)兒童德智體美勞的全面發(fā)展。2022年9月，國家發(fā)布的《關(guān)于新時代進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)普及工作的意見》提出要促進(jìn)科普與科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展，發(fā)揮科技創(chuàng)新對科普工作的引領(lǐng)作用[13]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民文化需求的提高，家長、社會的關(guān)注焦點(diǎn)也從滿足孩子物質(zhì)需求轉(zhuǎn)移到引導(dǎo)孩子的身心發(fā)展。兒童科普美育教育作為新時代科技興國人才培養(yǎng)的重要基石，即將迎來更廣闊的空間和機(jī)遇，同時也為兒童科普美育建設(shè)帶來新的要求和發(fā)展契機(jī)。蔡元培先生曾大力倡導(dǎo)美育。美育能夠培育兒童發(fā)展多樣性，培養(yǎng)兒童擁有更加文明、和平、自由、平等的思維方式，培養(yǎng)其具有更加堅強(qiáng)、自信的個人美德[14]。審美教育歸根到底是培養(yǎng)完整人格的教育。

3.3 數(shù)字技術(shù)對兒童科普美育教育的有效促進(jìn)

數(shù)字內(nèi)容能夠帶給兒童更深刻、更形象、更直觀的視覺體驗，在科學(xué)探知的過程中孕育美學(xué)素養(yǎng)，科技賦能兒童科普美育能夠拓展科普形式，深度挖掘科普內(nèi)容。

1）加強(qiáng)科學(xué)認(rèn)知：將科學(xué)知識“動態(tài)化”，對放置在展覽館中的文物“賦予生命”，讓航空母艦“開口說話”，運(yùn)用開放式的學(xué)習(xí)方法刺激感官，打開獲取知識的信息通道。

2）增強(qiáng)趣味互動：傳統(tǒng)形式的科普可以通過圖文講述神秘海洋、歷史文化，卻無法實現(xiàn)讓兒童720°完全沉浸式的虛擬感受，通過VR、AR技術(shù)可以讓科普的形式獲得廣闊的發(fā)展空間，可以跨越歷史的長河、時代的交替、知識的融合，來到清明上河圖、千里江山圖的藝術(shù)畫卷中，與古人、畫家暢談，讓美育教育的形式變得鮮活。

3）提升審美素養(yǎng)：VR、AR技術(shù)能夠打造浩瀚的宇宙空間、奇幻的海底世界、刺激的火山爆發(fā)等情境，可以帶領(lǐng)兒童回到恐龍時代、遠(yuǎn)古時期，探秘古人的智慧與結(jié)晶，天文地理、自然景觀無不包含著美育的元素，這些虛擬體驗?zāi)軌騿酒饍和赖母兄?/p>

3.4 數(shù)字技術(shù)融合兒童科普美育項目實踐

四川省科技廳的科普項目《蛟龍?zhí)柼诫U記》，利用模型構(gòu)建蛟龍?zhí)枬撍?，打造深海環(huán)境，通過游戲引擎UE4設(shè)計VR深海體驗。蛟龍?zhí)柺俏覈着_自主設(shè)計的載人深潛器，對我國開發(fā)利用深海的資源有著重要的意義。兒童可以在《蛟龍?zhí)柼诫U記》VR游戲體驗中了解蛟龍?zhí)枬撍У耐獠吭煨汀?nèi)部空間結(jié)構(gòu)、下潛規(guī)則與操作方法、機(jī)械手臂的控制等，在探索深海世界的美麗景觀時學(xué)習(xí)相關(guān)海洋知識，見圖6。

圖6 《蛟龍?zhí)柼诫U記》VR視覺虛擬效果

Fag.6 VR visual virtual effects of "Jiaolong Adventure"

4 結(jié)語

在兒童美育啟蒙時，不僅要改變單一化的美育認(rèn)識，更應(yīng)關(guān)注美育的人文內(nèi)涵以及背后心靈成長的需要[15]。隨著網(wǎng)絡(luò)通信與多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，使科普美育教育活動的形式更加多樣化。數(shù)字技術(shù)為兒童美育教育的創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展提供了很好的發(fā)展空間，對科學(xué)知識的傳播、美學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)、自我探索式的創(chuàng)造性思維都起到了良好的促進(jìn)作用。如果沒有前沿技術(shù)的開發(fā)，將無法穿越時空現(xiàn)身古代飽覽中國的藝術(shù)精品、無法進(jìn)入人體器官中遨游探知人體結(jié)構(gòu)、無法重現(xiàn)已經(jīng)消失的歷史遺跡和文化遺產(chǎn)。數(shù)字技術(shù)帶給來的是超越、是引領(lǐng)、是突破、是更具超脫的想象力。數(shù)字技術(shù)是連接古代與現(xiàn)代的時空橋梁，是藝術(shù)與科技的深度融合，數(shù)字技術(shù)賦能兒童科普美育的教育發(fā)展，是未來數(shù)字化教育時代的發(fā)展方向，立足時代需求，如何開發(fā)出更優(yōu)質(zhì)的科普美育內(nèi)容，設(shè)計出更舒適便捷的虛擬設(shè)備，由此獲得更好的虛擬體驗是未來需要重點(diǎn)研發(fā)的方向。

[1] 王文婷. 社會美育與兒童全面發(fā)展：以荷蘭博物館兒童美育項目為例[J]. 公共藝術(shù), 2022(4): 94-101.WANG Wen-ting. Dutch Museums' Aesthetic Education Program[J]. Public Art, 2022(4): 94-101.

[2] 蔡元培. 美育與人生: 蔡元培美學(xué)文選[M]. 濟(jì)南: 山東文藝出版社, 2020.CAI Yuan-pei. Aesthetic education and life: Selected works of Cai Yuanpei's aesthetics[M].Jinan: Shandong Literature and Art Publishing House, 2020.

[3] 邱志杰. 科普即美育[J]. 自然科學(xué)博物館研究, 2021, 6(5): 5-11, 92. QIU Zhi-jie. Science Popularization is Aesthetic Education[J]. Journal of Natural Science Museum Research, 2021, 6(5): 5-11, 92.

[4] 劉晨. 美育史料·陳抱一談兒童美育[J]. 美育學(xué)刊, 2020, 11(2): 2. LIU Chen. Historical Materials of Aesthetic Education Chen Baoyi on Children's Aesthetic Education[J]. Journal of Aesthetic Education, 2020, 11(2): 2.

[5] 科學(xué)技術(shù)部. 關(guān)于公開征求《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)普及法（修改草案）意見的公告[EB/OL]. (2023-04-14)[2023-04-18]. https://www.most.gov.cn/kjbgz/202304/t20230414_185574.html.Ministry of Science and Technology. About the Open Call"Announcement on Opinions on the Science and Techno-logy Popularization Law of the People's Republicof China (Draft Amendment)"[EB/OL]. (2023-04-14) [2023-04-18]. https://www.most.gov.cn/kjbgz/202304/t20230414_185574.html.

[6] 楊棄. 兒童科普展廳的體驗式情境設(shè)計——以黃山環(huán)保教育基地為例[J]. 裝飾, 2018(12): 134-135.YANG Qi. Experiential Situational Design for Children's Science Exhibition Hall: Taking Huangshan Environmental Protection Education Base as an Example[J]. Art & Design, 2018(12): 134-135.

[7] 陳彥穎, 曾雪. 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的微生物知識科普產(chǎn)品設(shè)計探索——以“微世界——探秘微生物王國”VR設(shè)計為例[J]. 創(chuàng)意設(shè)計源, 2020(6): 4-10.CHEN Yan-ying, ZENG Xue. Application of Science Popularization Products Based on Virtual Reality Technology in Microbial Interactive Teaching—Taking the VR Design of "Micro World—Exploring the Kingdom of Microorganisms" as an Example[J]. Idea & Design, 2020(6): 4-10.

[8] 趙沁平. 虛擬現(xiàn)實綜述[J]. 中國科學(xué)(F輯: 信息科學(xué)), 2009, 39(1): 2-46. ZHAO Qin-ping. Overview of Virtual Reality[J]. Science in China (Series F (Information Sciences)), 2009, 39(1): 2-46.

[9] 朱淼良, 姚遠(yuǎn), 蔣云良. 增強(qiáng)現(xiàn)實綜述[J]. 中國圖象圖形學(xué)報, 2004, 9(7): 767-774. ZHU Miao-liang, YAO Yuan, JIANG Yun-liang. A Survey on Augmented Reality[J]. Journal of Image and Graphics, 2004, 9(7): 767-774.

[10] 華經(jīng)情報網(wǎng). 2022年中國VR/AR行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析，商業(yè)模式創(chuàng)新優(yōu)化，市場空間巨大[EB/OL]. (2023-04-22)[2023-04-23]. https://m.huaon.com/ detail/887861.html. Huajing Information Network. China's VR/AR Industry Industry Chain, Development Status and Trend Analysis in 2022, Business Model Innovation and Optimization, Huge Market Space[EB/OL]. (2023-04-22) [2023-04-23]. https:/-/m.huaon.com/detail/887861.html.

[11] 胡琳. 試論兒童博物館特點(diǎn)及展覽設(shè)計要求[J]. 中華女子學(xué)院學(xué)報, 2013, 25(1): 110-114.HU Lin. On the Characteristics of Children's Museums and Their Design Requirements[J]. Journal of China Women's University, 2013, 25(1): 110-114.

[12] 王琨. “大科普”理念下少兒科普出版創(chuàng)新驅(qū)動路徑研究[J]. 中國出版, 2023(5): 47-52.WANG Kun. Research on the Driving Path of Children's Popular Science Publishing Innovation under the Concept of "Great Popular Science"[J]. China Publishing Journal, 2023(5): 47-52.

[13] 新華社. 中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于新時代進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)普及工作的意見》[EB/OL]. (2022-09-04)[2023-01-23]. http://www.gov.cn/zhengce/2022-09/04/content_5708260.htm.Xinhua News Agency. The General Office of the Central Committee of the Communist Party of China and the General Office of the State Council issued "Opinions on Further Strengthening the Popularization of Science and Technology in the New Era". [EB/OL]. (2022-09-04) [2023-01-23]. http://www.gov.cn/zhengce/2022-09/04/content_5-708260.htm.

[14] ACER D, ?MERODLU E. A Study on the Effect of Aesthetic Education on the Development of Aesthetic Judgment of Six-Year-Old Children[J]. Early Childhood Education Journal, 2008, 35(4): 335-342.

[15] 胡泊. 兒童美育, 不是“教”而是“浸潤”[J]. 美術(shù)觀察, 2018(7): 27-28.HU Bo. Children's Aesthetic Education is not "Teaching" but "Infiltration"[J]. Art Observation, 2018(7): 27-28.

Innovation and Development of Children's Aesthetic Education Integrated with Digital Technology

LI Xi-wen1, ZHAO Jian-fu1, ZENG Jun-hua2

(1.Chengdu College of University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China; 2.Southwest Minzu University, Chengdu 610097, China)

Digital technology is an important link between science and technology and aesthetic education. The work aims to integrate digital technology into children's aesthetic education and put forward innovative development ideas of integrating science and technology with aesthetic education. It is required to pay attention to aesthetic education in popular science, explore science in aesthetic education, and provide new ideas for the collaborative innovation and development of frontier digital technology and children's popular science and aesthetic education. Firstly, the research on the current path of children's aesthetic education was analyzed. Secondly, the popular science and aesthetic education was taken as the main research content to analyze the three characteristics of digital technology: immersion, interaction and conception. Finally, its effective influence on scientific cognition, fun interaction and aesthetic quality in children's popular science aesthetic education was explored. The exploration of integrating digital technology into children's popular science aesthetic education can effectively promote children to establish aesthetic thinking and scientific awareness, improve their interest and participation in popular science experience, and improve the effect of popular science education. With the deepening of science and technology, digital education has become an important way for the development of children's popular science and aesthetic education. The application of frontier technologies such as virtual reality and augmented reality can promote children's aesthetic education in an all-round, multi-angle and multi-sensory way. It is an effective supplement to the contemporary aesthetic education mode of popular science for children and has long-term significance and guiding role.

digital technology; children's aesthetic education; popular science education; innovative development

TB472

A

1001-3563(2023)10-0444-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.10.051

2023–04–23

四川省科學(xué)技術(shù)廳科普作品創(chuàng)作項目（2021JDKP0077）

李夕雯（1991—），女，碩士，講師，主要研究方向為科普教育、兒童美育。

趙建府（1985—），男，碩士，副教授，主要研究方向為數(shù)字媒體、影視動畫。

責(zé)任編輯：馬夢遙