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摘要：移动学习、在线学习的快速发展促使APP进入正式和非正式学习中。通过APP，学习者随时随地学习，自主分配时间，学习变得趣味且便捷。情境体验式学习融合了情景认知理论和体验式学习理论，认为学习应当发生在一定的情境下，通过与他人、环境的交互完成。分析当前安全教育模式和安全教育APP现状，以数字布鲁姆认知目标为导向，以SAMR模型为基础，构建情境体验视角下安全教育的教学设计模型，使用API Cloud平台进行开发，融合学习分析技术、数字动画技术等，设计APP的功能模型，以小学校园安全为例设计开发情境体验视角下的安全教育APP，为安全类教育APP的设计开发提供新思路。
关键词：情境体验；安全教育；教学设计；教育APP
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）31-0091-04
Design and Implementation of Safety Education APP from the Perspective of Situational Experience—Take "Primary School Campus Safety" as an Example
CHEN He1，MAO Xiao-juan2
（Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222， China）
Abstract： The rapid development of mobile learning and online learning has enabled APP to move into formal and informal learning. Through APP， learners learn at any time and place and allocate their time independently， and learning becomes interesting and convenient. Situated experiential learning combines Situational Cognition Theory and experiential learning theory， and believes that learning should occur in a certain situational context， through interaction with others and the environment. The analysis of the current pattern of safety education and safety education status of APP， taking the digital Bloom cognitive goal oriented， Based on the SAMR model， the construction of situational experience teaching design model from the perspective of safety education， the use of API development platform Cloud， integrated learning analysis technology， digital animation technology， the function of the APP model design in primary school campus. Safety case development scenario experience from the perspective of the safety education of APP， to provide new ideas for design and development of safety education APP.
Key words： situational experience； safety education； instructional design； educational APP
1 背景
隨着手机、平板电脑的普及，学习方式变得更为高效、便捷、即时。教育APP 作为普及安全知识的新型移动学习资源，凭借其良好的便携性、交互性、泛在性，正在广泛地被应用于人们正式和非正式学习中，促进信息技术与教育的深度融合[1]。目前我国安全教育形式单一、学习效果不良、学生体验不佳，作为应用性强、以解决实际问题为根本目标的安全教育又承担着青少年人身安全的重要职责，安全教育APP就成为教学的必备工具。但是结合已有的案例和文献进行分析，当前安全教育APP大多“重形式、轻设计”，注重数字化的传递形式，缺乏对学习者认知能力分析、教学内容、教学手段的分析，难以将知识内化迁移以解决真实的安全问题。本文以情境认知理论和体验式学习理论为基础，充分考虑学生的认知水平，设计教学，以小学交通安全为例设计开发APP，为安全教育APP的设计与开发提供方案。
情境体验式学习策略融合了情境学习理论与体验式学习策略的优点。情境学习理论强调知识的意义应在真实的活动中建构，只有让学习者在真实的情境或活动中运用所学知识，自主探索，才能真正形成多种个性化的问题解决策略[2]。库伯提出的体验式学习循环模型，如图1所示，过程分为四个连续循环的阶段，包括具体体验、反思观察、抽象概括和行动应用[2]。情境体验式学习将安全知识与具体的安全问题情境和事件相联系，构建基于情境的体验式学习活动，有利于激发青少年的学习动机，支持其将习得的安全问题处理技能泛化到真实生活的情境中[3]。 APP以其移动化（蒋云平 2012）、社交化（徐苑苑，张际平 2015）、游戏化（黎雷 2014）、个性化（郝珺，彭晓蓓 2014）、智能化（宋晓玲 2014）、情境互动化（马宁，赵飞龙，李洁 2013）等优势迅速在互联网占据一席之地。作为优质教育资源和学习工具的表现形式，教育APP在内容呈现、课堂互动、协作学习、兴趣提升、远程沟通等多方面发挥重要作用，使得课堂教学不再局限于教室的方寸之内[4]。情境体验视角下的APP的设计能够强调真实的情境中呈现知识，把理论所学与生活中的实践结合起来，充分发挥图像、动画、视频、声音等媒体元素，为学习者创建学习情境，促进其有效学习，兴趣学习。同时，情境体验视角下的APP通过交流互动以及学习者之间的协作来完成，及时跟踪、记录学习者的学习数据，充分利用个体教育数据[5]。结合云计算、学习分析、增强现实等技术，记录学习痕迹、提高互动体验、评价学习效果、个性化推送，为师生提供高效移动的学习工具。
2 情境体验视角下安全教育APP的教学设计模型
2.1 模型的框架
模型以SAMR模型为基础，以情境体验学习和基于问题解决的学习为理论指导，以数字布鲁姆认知目标分类为导向，如图2所示。该模型包含六层，由内到外分别是核心能力层、学习内容层、认知过程层、学习活动层、学习策略层、媒体工具层。以小学生校园安全教育为例，核心能力层为学生的安全素养，主要表现为安全知识储备与处理安全问题的能力，蕴含着学习目标；核心能力层可衍生出学习内容层，主要由安全知识、安全案例、安全技能、安全问题四部分构成，是安全教育的基本组成内容；认知过程层是学习者学习的进阶过程，安全教育强调学生的记忆、理解、感知、体验，注重学习体验及迁移，因此认知过程主要包括记忆、理解、应用、分析；学习活动层以模拟真实的活动为主，通过一系列循序渐进的学习活动，使学生逐渐掌握知识并解决实际问题，例如不同的情境下选择哪种方法来保护自己，学生通过比较和选择能够将行为进行整合，成为有意义的学习活动；学习策略层采用情境体验式学习和基于问题解决的学习， 设计学习者的学习方式， 通过行为调控其学习过程，使之达到学习目标；媒体工具层为学习者提供媒体功能，包括图像识别、情境游戏、动画视频、资源共享、实时互动等。
2.2 模型的层次
该模型由六层构成，相互作用，一共有五種关系。一是核心能力层与学习内容层之间的拓展关系，学习内容是核心能力的衍生与补充，核心能力是的认知与技能的统一体；二是内容层与认知过程层之间的遍历关系，每种学习内容的习得都需要遍历记忆、理解、应用、分析四个过程；三是认知过程与学习活动之间的实现关系，通过有意义的学习活动来完成认知过程，实现知识的内化与应用；四是学习活动与学习策略层的助力关系，学习策略是学习活动的组织形式，恰当的学习策略能够促进学习活动高效的发生；五是学习策略层与媒体工具层的关系支持，学习策略的实施需要媒体的支持。
2.3 模型的实施
以小学校园安全素养为例，该模型的实施主要包括几步包含以下几个步骤：1）确定核心能力，制定具体的学习内容；2）制定学习目标，根据认知过程的每个阶段制定小学生安全素养的认知技能目标；3）创设学习情境，设定具体的情境问题，将安全知识及技能的应用融入到情境问题中，以学习者为中心，设计学习活动过程，设计提供学习者在学习过程中所必要的支架和工具；4）选择学习策略，使用情境体验学习和问题解决策略，学习者在真实得情境中发下问题、探究问题、总结问题、交流评价等环节，体会、观察、概括、实践完成第三部的学习活动；5）开发APP，使用动画、音频、图像的等功能，结合学习策略完成学习活动。
3 APP的设计
3.1 APP系统框架
小学校园安全教育APP，包括六个模块，分别是用户中心模块、案例故事模块、问题情境模块、安全游戏模块、操作管理模块、数据分析管理模块，如图3所示。虚线框内是学习者进行学习活动的空间，案例故事模块包括常见的安全事故处理案例，通过动画故事将安全知识形象化呈现，帮助学习者记忆；问题情境模块是基于具体问题的学习活动，通过真实的问题情境，引导学习者逐步独立解决问题，在此过程中，向学习者提供必要的学习支架，提高其安全技能；角色扮演模块支持学习者通过不同角色的扮演和同伴共同学习，使用基于移动工具的应用进行协同知识建构，能更好地促进学生对协作学习的体验[6-7]。安全游戏模块包括安全知识趣味问答、问题情境工具选择、自救方法选择等小游戏，通过简单的游戏，提升学习者的学习兴趣，进一步实现知识的内化吸收。操作管理模块包括操作素材的编辑和添加，设置安全知识学习过程中的每个模块，操作素材包括安全知识案例、安全问题情境、动画视频、操作性标识等。数据分析管理模块用以收集学习者在操作时生成的数据，记录其学习痕迹，量化其学习薄弱点，规划其学习方向，生成学习档案。学习活动重构模块支持教师和家长根据学生安全问题处理能力的变化，动态设置并监控学习者学习活动的内容及顺序。用户中心模块包括用户注册和登录，帮助学习者随时查看个人信息，保存学习者的学习档案，记录其学习轨迹，监控学习进度。
3.2 APP平台的架构
小学校园安全教育APP的使用API Cloud平台开发，系统结构由“客户端”和“服务器端”构成。API Cloud 是标准化的移动应用开发平台，简化了移动应用开发技术，是开发周期从一个月降低到七天。API Cloud从“客户端”、“服务器端”两个方向提供API 接口。“客户端”包括APP跨平台引擎，结合Native APP 良好的用户体验以及Web APP 跨平台开发的优势，将Web语言转换Native API接口，编译成可用JavaScript调用SDK功能模块，SDK功能模块包括文件管理、触碰识别、漫游交互、数据存储、本地资源调用、消息推送和版本更新[8]。APP移动平台的前端框架技术实现，界面是采用跨移动平台前端框架AUI进行布局，如图3所示。AUI布局是面向混合开发的CSS布局，兼容性好，提供聊天界面、技术列表等组建。“服务器端”为 APP 提供云端服务和数据存储服务、灵活的推送机制、多维度的版本管理、强大的统计管理。 3.3 APP的功能内容
根据模型的层次结构以及具体的安全教育内容，APP的功能内容设计流程如表1所示。
该APP以“安全的校园”命名，首页界面包括了小学校园常见的安全问题：用火安全、文具安全、天气安全、运动安全、用电安全五种安全问题。每个安全问题均由若干个模块组成。故事案例、情境体验等模块传递安全知识，问题情境、知识问答等模块提高学习者解决问题的能力，安全游戏则通过有趣、易玩的方式提升学习者学习的兴趣，促使学习者主动地建构，从而真正实现从记忆知识到解决问题的能力提升。
4 总结与展望
情境体验式学习强调学习时个体与环境、他人相互作用的过程，是提高学习活动与社会实践能力的过程。本文从教育APP设计的认知目标、认知过程、认知能力等方面进行APP的教学设计，以数字布鲁姆认知目标为导向，以情境体验式学习为指导，以SAMR模型为基础，结合安全教育的特点和目标，设计制定安全教育APP的运转模型，阐述模型的运行机制，通过记忆、理解、应用、分析等认知过程，实现安全知识、安全技能、安全能力的认知水平的提升。以模型为准则，以小学校园安全为案例，设计开发一个安全教育APP，旨在为学校安全教育、家庭安全教育、社会安全教育提供理论指导，促进安全教育高效、有趣、便捷化开展，该APP充分发挥移动技术、学习分析技术、数字动画技术、虚拟现实的技术等优势，使学习者能够体驗更为智能、沉浸的学习过程，为安全教育APP的设计与开发提供样例。考虑到不同儿童的学习差异，笔者将进行有关安全教育APP设计的应用研究，继续深入发掘如何将情境体验学习理论更好地融入安全教育APP的设计中。
参考文献：
[1] 马玉慧， 赵乐， 李南南， 等. 新型移动学习资源——教育APP发展模式探究[J/OL]. 中国电化教育， 2016（4）：64-70.
[2] [3] 应方淦， 高志敏. 情境学习理论视野中的成人学习[J]. 开放教育研究， 2007（3）：10-13.
[4] 程志， 陈晓辉. “合法的边缘性参与”视角下的移动学习设计策略[J]. 中国电化育， 2011（8）：39-43.
[5] 李南南， 马玉慧. “互联网 ”时代教育APP的发展现状与发展建议[J]. 中小学信息技术育， 2016（10）：34-37.
[6] 杨现民， 王榴卉， 唐斯斯. 教育大数据的应用模式与政策建议[J]. 电化教育研究， 2015， 36（9）：54-61，69.
[7] Gan B， Menkhoff T， Smith R. Enhancing students’ learning process through interactive digital media： New opportunities for collaborative learning[J]. Computers in Human Behavior， 2015， 51： 652-663.
[8] Won S G L， Evans M A， Carey C， et al. Youth appropriation of social media for collaborative and facilitated design-based learning[J]. Computers in Human Behavior， 2015， 50（C）：385-391.
[9] 王永固， 谢扬， 殷文娟. 基于Pad的教育APP教学设计模型构建与开发研究——以孤独症儿童情绪识别训练APP为例[J]. 中国电化教育， 2017（6）：124-130.
关键词：情境体验；安全教育；教学设计；教育APP
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）31-0091-04
Design and Implementation of Safety Education APP from the Perspective of Situational Experience—Take "Primary School Campus Safety" as an Example
CHEN He1，MAO Xiao-juan2
（Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222， China）
Abstract： The rapid development of mobile learning and online learning has enabled APP to move into formal and informal learning. Through APP， learners learn at any time and place and allocate their time independently， and learning becomes interesting and convenient. Situated experiential learning combines Situational Cognition Theory and experiential learning theory， and believes that learning should occur in a certain situational context， through interaction with others and the environment. The analysis of the current pattern of safety education and safety education status of APP， taking the digital Bloom cognitive goal oriented， Based on the SAMR model， the construction of situational experience teaching design model from the perspective of safety education， the use of API development platform Cloud， integrated learning analysis technology， digital animation technology， the function of the APP model design in primary school campus. Safety case development scenario experience from the perspective of the safety education of APP， to provide new ideas for design and development of safety education APP.
Key words： situational experience； safety education； instructional design； educational APP
1 背景
隨着手机、平板电脑的普及，学习方式变得更为高效、便捷、即时。教育APP 作为普及安全知识的新型移动学习资源，凭借其良好的便携性、交互性、泛在性，正在广泛地被应用于人们正式和非正式学习中，促进信息技术与教育的深度融合[1]。目前我国安全教育形式单一、学习效果不良、学生体验不佳，作为应用性强、以解决实际问题为根本目标的安全教育又承担着青少年人身安全的重要职责，安全教育APP就成为教学的必备工具。但是结合已有的案例和文献进行分析，当前安全教育APP大多“重形式、轻设计”，注重数字化的传递形式，缺乏对学习者认知能力分析、教学内容、教学手段的分析，难以将知识内化迁移以解决真实的安全问题。本文以情境认知理论和体验式学习理论为基础，充分考虑学生的认知水平，设计教学，以小学交通安全为例设计开发APP，为安全教育APP的设计与开发提供方案。
情境体验式学习策略融合了情境学习理论与体验式学习策略的优点。情境学习理论强调知识的意义应在真实的活动中建构，只有让学习者在真实的情境或活动中运用所学知识，自主探索，才能真正形成多种个性化的问题解决策略[2]。库伯提出的体验式学习循环模型，如图1所示，过程分为四个连续循环的阶段，包括具体体验、反思观察、抽象概括和行动应用[2]。情境体验式学习将安全知识与具体的安全问题情境和事件相联系，构建基于情境的体验式学习活动，有利于激发青少年的学习动机，支持其将习得的安全问题处理技能泛化到真实生活的情境中[3]。 APP以其移动化（蒋云平 2012）、社交化（徐苑苑，张际平 2015）、游戏化（黎雷 2014）、个性化（郝珺，彭晓蓓 2014）、智能化（宋晓玲 2014）、情境互动化（马宁，赵飞龙，李洁 2013）等优势迅速在互联网占据一席之地。作为优质教育资源和学习工具的表现形式，教育APP在内容呈现、课堂互动、协作学习、兴趣提升、远程沟通等多方面发挥重要作用，使得课堂教学不再局限于教室的方寸之内[4]。情境体验视角下的APP的设计能够强调真实的情境中呈现知识，把理论所学与生活中的实践结合起来，充分发挥图像、动画、视频、声音等媒体元素，为学习者创建学习情境，促进其有效学习，兴趣学习。同时，情境体验视角下的APP通过交流互动以及学习者之间的协作来完成，及时跟踪、记录学习者的学习数据，充分利用个体教育数据[5]。结合云计算、学习分析、增强现实等技术，记录学习痕迹、提高互动体验、评价学习效果、个性化推送，为师生提供高效移动的学习工具。
2 情境体验视角下安全教育APP的教学设计模型
2.1 模型的框架
模型以SAMR模型为基础，以情境体验学习和基于问题解决的学习为理论指导，以数字布鲁姆认知目标分类为导向，如图2所示。该模型包含六层，由内到外分别是核心能力层、学习内容层、认知过程层、学习活动层、学习策略层、媒体工具层。以小学生校园安全教育为例，核心能力层为学生的安全素养，主要表现为安全知识储备与处理安全问题的能力，蕴含着学习目标；核心能力层可衍生出学习内容层，主要由安全知识、安全案例、安全技能、安全问题四部分构成，是安全教育的基本组成内容；认知过程层是学习者学习的进阶过程，安全教育强调学生的记忆、理解、感知、体验，注重学习体验及迁移，因此认知过程主要包括记忆、理解、应用、分析；学习活动层以模拟真实的活动为主，通过一系列循序渐进的学习活动，使学生逐渐掌握知识并解决实际问题，例如不同的情境下选择哪种方法来保护自己，学生通过比较和选择能够将行为进行整合，成为有意义的学习活动；学习策略层采用情境体验式学习和基于问题解决的学习， 设计学习者的学习方式， 通过行为调控其学习过程，使之达到学习目标；媒体工具层为学习者提供媒体功能，包括图像识别、情境游戏、动画视频、资源共享、实时互动等。
2.2 模型的层次
该模型由六层构成，相互作用，一共有五種关系。一是核心能力层与学习内容层之间的拓展关系，学习内容是核心能力的衍生与补充，核心能力是的认知与技能的统一体；二是内容层与认知过程层之间的遍历关系，每种学习内容的习得都需要遍历记忆、理解、应用、分析四个过程；三是认知过程与学习活动之间的实现关系，通过有意义的学习活动来完成认知过程，实现知识的内化与应用；四是学习活动与学习策略层的助力关系，学习策略是学习活动的组织形式，恰当的学习策略能够促进学习活动高效的发生；五是学习策略层与媒体工具层的关系支持，学习策略的实施需要媒体的支持。
2.3 模型的实施
以小学校园安全素养为例，该模型的实施主要包括几步包含以下几个步骤：1）确定核心能力，制定具体的学习内容；2）制定学习目标，根据认知过程的每个阶段制定小学生安全素养的认知技能目标；3）创设学习情境，设定具体的情境问题，将安全知识及技能的应用融入到情境问题中，以学习者为中心，设计学习活动过程，设计提供学习者在学习过程中所必要的支架和工具；4）选择学习策略，使用情境体验学习和问题解决策略，学习者在真实得情境中发下问题、探究问题、总结问题、交流评价等环节，体会、观察、概括、实践完成第三部的学习活动；5）开发APP，使用动画、音频、图像的等功能，结合学习策略完成学习活动。
3 APP的设计
3.1 APP系统框架
小学校园安全教育APP，包括六个模块，分别是用户中心模块、案例故事模块、问题情境模块、安全游戏模块、操作管理模块、数据分析管理模块，如图3所示。虚线框内是学习者进行学习活动的空间，案例故事模块包括常见的安全事故处理案例，通过动画故事将安全知识形象化呈现，帮助学习者记忆；问题情境模块是基于具体问题的学习活动，通过真实的问题情境，引导学习者逐步独立解决问题，在此过程中，向学习者提供必要的学习支架，提高其安全技能；角色扮演模块支持学习者通过不同角色的扮演和同伴共同学习，使用基于移动工具的应用进行协同知识建构，能更好地促进学生对协作学习的体验[6-7]。安全游戏模块包括安全知识趣味问答、问题情境工具选择、自救方法选择等小游戏，通过简单的游戏，提升学习者的学习兴趣，进一步实现知识的内化吸收。操作管理模块包括操作素材的编辑和添加，设置安全知识学习过程中的每个模块，操作素材包括安全知识案例、安全问题情境、动画视频、操作性标识等。数据分析管理模块用以收集学习者在操作时生成的数据，记录其学习痕迹，量化其学习薄弱点，规划其学习方向，生成学习档案。学习活动重构模块支持教师和家长根据学生安全问题处理能力的变化，动态设置并监控学习者学习活动的内容及顺序。用户中心模块包括用户注册和登录，帮助学习者随时查看个人信息，保存学习者的学习档案，记录其学习轨迹，监控学习进度。
3.2 APP平台的架构
小学校园安全教育APP的使用API Cloud平台开发，系统结构由“客户端”和“服务器端”构成。API Cloud 是标准化的移动应用开发平台，简化了移动应用开发技术，是开发周期从一个月降低到七天。API Cloud从“客户端”、“服务器端”两个方向提供API 接口。“客户端”包括APP跨平台引擎，结合Native APP 良好的用户体验以及Web APP 跨平台开发的优势，将Web语言转换Native API接口，编译成可用JavaScript调用SDK功能模块，SDK功能模块包括文件管理、触碰识别、漫游交互、数据存储、本地资源调用、消息推送和版本更新[8]。APP移动平台的前端框架技术实现，界面是采用跨移动平台前端框架AUI进行布局，如图3所示。AUI布局是面向混合开发的CSS布局，兼容性好，提供聊天界面、技术列表等组建。“服务器端”为 APP 提供云端服务和数据存储服务、灵活的推送机制、多维度的版本管理、强大的统计管理。 3.3 APP的功能内容
根据模型的层次结构以及具体的安全教育内容，APP的功能内容设计流程如表1所示。
该APP以“安全的校园”命名，首页界面包括了小学校园常见的安全问题：用火安全、文具安全、天气安全、运动安全、用电安全五种安全问题。每个安全问题均由若干个模块组成。故事案例、情境体验等模块传递安全知识，问题情境、知识问答等模块提高学习者解决问题的能力，安全游戏则通过有趣、易玩的方式提升学习者学习的兴趣，促使学习者主动地建构，从而真正实现从记忆知识到解决问题的能力提升。
4 总结与展望
情境体验式学习强调学习时个体与环境、他人相互作用的过程，是提高学习活动与社会实践能力的过程。本文从教育APP设计的认知目标、认知过程、认知能力等方面进行APP的教学设计，以数字布鲁姆认知目标为导向，以情境体验式学习为指导，以SAMR模型为基础，结合安全教育的特点和目标，设计制定安全教育APP的运转模型，阐述模型的运行机制，通过记忆、理解、应用、分析等认知过程，实现安全知识、安全技能、安全能力的认知水平的提升。以模型为准则，以小学校园安全为案例，设计开发一个安全教育APP，旨在为学校安全教育、家庭安全教育、社会安全教育提供理论指导，促进安全教育高效、有趣、便捷化开展，该APP充分发挥移动技术、学习分析技术、数字动画技术、虚拟现实的技术等优势，使学习者能够体驗更为智能、沉浸的学习过程，为安全教育APP的设计与开发提供样例。考虑到不同儿童的学习差异，笔者将进行有关安全教育APP设计的应用研究，继续深入发掘如何将情境体验学习理论更好地融入安全教育APP的设计中。
参考文献：
[1] 马玉慧， 赵乐， 李南南， 等. 新型移动学习资源——教育APP发展模式探究[J/OL]. 中国电化教育， 2016（4）：64-70.
[2] [3] 应方淦， 高志敏. 情境学习理论视野中的成人学习[J]. 开放教育研究， 2007（3）：10-13.
[4] 程志， 陈晓辉. “合法的边缘性参与”视角下的移动学习设计策略[J]. 中国电化育， 2011（8）：39-43.
[5] 李南南， 马玉慧. “互联网 ”时代教育APP的发展现状与发展建议[J]. 中小学信息技术育， 2016（10）：34-37.
[6] 杨现民， 王榴卉， 唐斯斯. 教育大数据的应用模式与政策建议[J]. 电化教育研究， 2015， 36（9）：54-61，69.
[7] Gan B， Menkhoff T， Smith R. Enhancing students’ learning process through interactive digital media： New opportunities for collaborative learning[J]. Computers in Human Behavior， 2015， 51： 652-663.
[8] Won S G L， Evans M A， Carey C， et al. Youth appropriation of social media for collaborative and facilitated design-based learning[J]. Computers in Human Behavior， 2015， 50（C）：385-391.
[9] 王永固， 谢扬， 殷文娟. 基于Pad的教育APP教学设计模型构建与开发研究——以孤独症儿童情绪识别训练APP为例[J]. 中国电化教育， 2017（6）：124-130.