信息技術(shù)支持的高效知識(shí)教學(xué)：激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力*

祝智庭，彭紅超

(1.華東師范大學(xué) 開(kāi)放教育學(xué)院暨上海數(shù)字化教育裝備工程技術(shù)研究中心，上海 200062；2. 華東師范大學(xué) 教育信息技術(shù)系，上海 200062)

信息技術(shù)支持的高效知識(shí)教學(xué)：激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力*

祝智庭1，彭紅超2

(1.華東師范大學(xué) 開(kāi)放教育學(xué)院暨上海數(shù)字化教育裝備工程技術(shù)研究中心，上海 200062；2. 華東師范大學(xué) 教育信息技術(shù)系，上海 200062)

精準(zhǔn)教學(xué)是一種高效的面向知識(shí)教學(xué)的方法，然而在教育信息化帶動(dòng)教育變革的潮流下，精準(zhǔn)教學(xué)卻因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的缺失而受到教育工作者的冷落，逐漸失去了活力。對(duì)此，將信息技術(shù)引入到高效的精準(zhǔn)教學(xué)中，并設(shè)計(jì)一種信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)合理分工，功能優(yōu)勢(shì)兼收的目的，激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力，更好地為教師與學(xué)生提供服務(wù)。

精準(zhǔn)教學(xué)；技術(shù)支持；知識(shí)教學(xué)；教學(xué)模式

精準(zhǔn)教學(xué)的國(guó)際術(shù)語(yǔ)有兩種：Precision Teaching和Precision Instruction，其中Teaching主要針對(duì)班級(jí)教學(xué)，而Instruction的范圍可延伸至班級(jí)教學(xué)之外，這與目前教育信息化中的教學(xué)形態(tài)相吻合，因此，本研究所說(shuō)的精準(zhǔn)教學(xué)是指Precision Instruction，簡(jiǎn)稱(chēng)“PI”，內(nèi)容上可以涵蓋Precision Teaching。在早期的精準(zhǔn)教學(xué)中，教師和學(xué)生在教學(xué)和實(shí)踐過(guò)程中通常使用鉛筆一次一個(gè)點(diǎn)地記錄學(xué)生的表現(xiàn)，并以此進(jìn)行人工分析與決策。盡管在過(guò)去幾十年里，對(duì)于教師及其學(xué)生來(lái)說(shuō)這已經(jīng)是一個(gè)便捷的監(jiān)控學(xué)習(xí)表現(xiàn)的方法，然而，在教育信息化帶動(dòng)教育變革的潮流下，精準(zhǔn)教學(xué)卻因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的缺失[1](如易用的信息化圖表和數(shù)字化分析技術(shù)的缺失)而受到教育工作者的冷落，進(jìn)而逐漸失去了活力。針對(duì)該問(wèn)題，本研究將信息技術(shù)引入到高效的精準(zhǔn)教學(xué)中，并設(shè)計(jì)出一種信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)合理分工，功能優(yōu)勢(shì)兼收的目的，以激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力。信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)，可使教師專(zhuān)注于教學(xué)設(shè)計(jì)與個(gè)性化干預(yù)，使學(xué)習(xí)者獲得更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)服務(wù)。在保證精準(zhǔn)地針對(duì)問(wèn)題教學(xué)的同時(shí)，提供精準(zhǔn)的服務(wù)。

一、精準(zhǔn)教學(xué)概述

(一)起源與理念

精準(zhǔn)教學(xué)是由奧格登·林斯利(Ogden Lindsley)于20世紀(jì)60年代基于斯金納的行為學(xué)習(xí)理論提出的方法。最初，旨在通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)量過(guò)程來(lái)追蹤小學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和支持?jǐn)?shù)據(jù)決策，以便“將科學(xué)放在學(xué)生和教師的手中”[2][3]。后來(lái)發(fā)展為用于評(píng)估任意給定的教學(xué)方法有效性的框架[4]。作為精準(zhǔn)、系統(tǒng)的評(píng)估方法，精準(zhǔn)教學(xué)兼容于各種教學(xué)策略，可對(duì)任何學(xué)科、任何學(xué)段的教學(xué)進(jìn)行評(píng)估。

精準(zhǔn)教學(xué)使用流暢度(Fluency)作為衡量學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的指標(biāo)。精準(zhǔn)教學(xué)認(rèn)為知識(shí)或技能的真正掌握，不僅體現(xiàn)在學(xué)習(xí)表現(xiàn)的質(zhì)量和準(zhǔn)確度方面，也體現(xiàn)在速度方面[5]。因此，流暢度是指學(xué)習(xí)表現(xiàn)的“準(zhǔn)確度”+“速度”[6]。在其他條件相同的情況下，流暢的學(xué)習(xí)表現(xiàn)比不流暢的表現(xiàn)更有可能在未來(lái)發(fā)生。頻率指單位時(shí)間內(nèi)，學(xué)生表現(xiàn)行為的正確或錯(cuò)誤次數(shù)，可以同時(shí)體現(xiàn)“準(zhǔn)確度”和“速度”，因此頻率是流暢度的主要指標(biāo)。在精準(zhǔn)教學(xué)過(guò)程中，構(gòu)建頻率是構(gòu)建流暢度的重要方面[7]。流暢度具有五大屬性[8]：持久性(Maintenance)、耐久性(Endurance)、穩(wěn)定性(Stability)、應(yīng)用性(Application)和生成性(Generativity)。持久性是指學(xué)生在無(wú)額外練習(xí)的情況下，未來(lái)根據(jù)需求執(zhí)行任務(wù)的能力；耐久性是指為了滿(mǎn)足真實(shí)需求，執(zhí)行必要長(zhǎng)時(shí)間的能力；穩(wěn)定性是指在干擾的情況下，能夠繼續(xù)實(shí)施一項(xiàng)技能的能力；應(yīng)用性是指知識(shí)或技能容易地應(yīng)用于新的情境的能力；生成性是指在沒(méi)有明顯的指導(dǎo)下，出現(xiàn)復(fù)雜行為技能的能力。因此，流暢的學(xué)習(xí)表現(xiàn)是知識(shí)或技能真正掌握的體現(xiàn)。

另外，精準(zhǔn)教學(xué)要求學(xué)生日常練習(xí)并測(cè)量學(xué)習(xí)表現(xiàn)，通常是每天花1分鐘或幾分鐘的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)與測(cè)量。測(cè)量得到的頻率數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)變速圖表的標(biāo)準(zhǔn)化圖表中。通過(guò)日常的測(cè)試與記錄可使精準(zhǔn)教師在教學(xué)過(guò)程中頻繁監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展。基于斯金納“有機(jī)體永遠(yuǎn)是正確”的論斷，精準(zhǔn)教學(xué)認(rèn)為學(xué)生總是以合法的方法應(yīng)對(duì)環(huán)境變量，因此當(dāng)圖表顯示學(xué)生表現(xiàn)出不良的行為時(shí)，教師有責(zé)任改變那些變量，直到學(xué)生產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果[9]。此外，精準(zhǔn)教學(xué)主張“學(xué)習(xí)者最清楚”[10]原則，即學(xué)生的行為能夠比其他任何途徑更好地反映教學(xué)的有效性[11]。因此精準(zhǔn)教學(xué)測(cè)量的是學(xué)習(xí)行為的頻率，并強(qiáng)調(diào)行為的主動(dòng)性，即“如果死人都能做的事，那么就不要教授(死人測(cè)試，Dead Man’s Test)”，這樣的規(guī)則可以幫助教師避免設(shè)置諸如“眼睛盯著書(shū)看”“安靜地坐在座位上”這種不可數(shù)的行為作為學(xué)習(xí)目標(biāo)。精準(zhǔn)教學(xué)通過(guò)分析得到的頻率數(shù)據(jù)來(lái)輔助教師和學(xué)生判定教學(xué)方法的有效性，因此是一種精粹的數(shù)據(jù)決策的方法。

(二)高效的精準(zhǔn)教學(xué)

研究表明，精準(zhǔn)教學(xué)是一種補(bǔ)救學(xué)生學(xué)業(yè)技能不足的有效策略[12]，并且已經(jīng)成功地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)步，這些學(xué)習(xí)者從嚴(yán)重殘疾的人到大學(xué)的研究生，從年紀(jì)非常小的兒童到年紀(jì)較大的老人[13]。White列舉了20世紀(jì)70年代到80年代的6種典型的大樣本研究項(xiàng)目[14]，有力地證實(shí)了精準(zhǔn)教學(xué)在提高學(xué)習(xí)成績(jī)、節(jié)省學(xué)習(xí)時(shí)間以及在嚴(yán)重殘疾學(xué)習(xí)者方面的高效性。具體來(lái)講，精準(zhǔn)教學(xué)在閱讀、數(shù)學(xué)教學(xué)等方面表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。在閱讀方面，Downer[15]讓幼兒園和初中識(shí)字困難的學(xué)生，每天只進(jìn)行4分鐘的精準(zhǔn)教學(xué)干預(yù)，結(jié)果顯示幼兒園和初中的學(xué)生的閱讀平均每周分別顯著提高了15%和11.2%，并且測(cè)試顯示中學(xué)生的閱讀年齡也顯著提高了。Griffin[16]等人的研究也表明精準(zhǔn)教學(xué)可促使學(xué)生顯著提高在閱讀準(zhǔn)確率、流暢度、理解力和整個(gè)閱讀綜合能力的分?jǐn)?shù)。由此可知，精準(zhǔn)教學(xué)是提高閱讀水平的有效干預(yù)措施，甚至有研究表明，在精準(zhǔn)教學(xué)干預(yù)后的3周，閱讀的流暢度水平仍會(huì)保持繼續(xù)增長(zhǎng)[17]。在數(shù)學(xué)方面，Str?mgren[18]的研究表明，在乘除法測(cè)試中，精準(zhǔn)教學(xué)組的19個(gè)學(xué)生中，有5個(gè)“每分鐘正確回答數(shù)”的分?jǐn)?shù)翻倍提高，而對(duì)照組的23個(gè)學(xué)生中只有一個(gè)，此外干預(yù)后1個(gè)月的測(cè)試也表明精準(zhǔn)教學(xué)組的學(xué)生的進(jìn)步比對(duì)照組的學(xué)生更穩(wěn)定。Weisenburgh-Snyder[19]的研究表明，精準(zhǔn)教學(xué)后，學(xué)生的ITBS(Iowa Test of Basic Skills)標(biāo)準(zhǔn)分平均與百分等級(jí)評(píng)分均提高了40.8。Gallagher[20]的研究表明，精準(zhǔn)教學(xué)組的學(xué)習(xí)困難生在乘法表的學(xué)習(xí)方面有了很大的提高(均值從16.38提升到22.75)，而對(duì)照組卻沒(méi)有明顯進(jìn)步(均值從26.86到27.13)。因此，精準(zhǔn)教學(xué)在數(shù)學(xué)方面也表現(xiàn)出可喜的效果。除了在教學(xué)效果方面的高效性外，在培訓(xùn)方面，教師也只需要接受3個(gè)小時(shí)的直接教學(xué)或閱讀簡(jiǎn)短手冊(cè)方式就可以學(xué)會(huì)進(jìn)行有效精準(zhǔn)教學(xué)的基本原則[21]，而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)變速圖表，6歲的孩子就能學(xué)會(huì)并且教授他人[22]。綜上所述，精準(zhǔn)教學(xué)是一種高效的、具有成本效益的且簡(jiǎn)單易用的方法。

二、信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

考慮到精準(zhǔn)教學(xué)的應(yīng)用推廣以及與現(xiàn)有教學(xué)策略的兼容性，精準(zhǔn)教師及相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)教學(xué)不是一個(gè)具體的教學(xué)方法，而是精準(zhǔn)、系統(tǒng)的評(píng)估教學(xué)策略與課程的方法[23]，然而教師們似乎并不愿意花費(fèi)額外的精力去研究如何將此評(píng)估方法融入現(xiàn)有的教學(xué)中，而是希望能有現(xiàn)成的教學(xué)模式來(lái)使用，因此精準(zhǔn)教學(xué)沒(méi)有被公立學(xué)校廣泛的采納[24]。另外，在教育信息化帶動(dòng)教育變革的潮流下，精準(zhǔn)教學(xué)在國(guó)內(nèi)也因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的缺失而受到教育工作者的冷落，逐漸失去了活力。對(duì)此，可打破精準(zhǔn)教學(xué)作為評(píng)估方法的陳規(guī)，設(shè)計(jì)信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式，如下頁(yè)圖1所示。

信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式包括精準(zhǔn)確定目標(biāo)、開(kāi)發(fā)材料與教學(xué)過(guò)程、計(jì)數(shù)與繪制表現(xiàn)和數(shù)據(jù)決策四個(gè)環(huán)節(jié)。在精準(zhǔn)確定目標(biāo)環(huán)節(jié)，采用遞歸的思想來(lái)確定目標(biāo)：遞進(jìn)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生個(gè)體生成精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)；回歸過(guò)程中，確定每一次教學(xué)循環(huán)需要解決的具體短板知識(shí)或技能是什么。在開(kāi)發(fā)材料與教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)，將傳統(tǒng)教材擴(kuò)展為集“學(xué)材”“習(xí)材”“創(chuàng)材”(“三材”)為一體的智慧學(xué)習(xí)材料，并提倡從“心動(dòng)”設(shè)計(jì)角度進(jìn)行微視頻與互動(dòng)數(shù)字課本設(shè)計(jì)。對(duì)于教學(xué)過(guò)程的開(kāi)發(fā)，提出結(jié)合祝智庭教授倡導(dǎo)的智慧學(xué)習(xí)生態(tài)，從班級(jí)差異化教學(xué)、小組合作研創(chuàng)型學(xué)習(xí)、個(gè)人自主適性學(xué)習(xí)和群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)這四種教學(xué)方法著手設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。在計(jì)數(shù)與繪制表現(xiàn)環(huán)節(jié)，借助常用的計(jì)數(shù)器和基于Web的圖表繪制工具以及基于Microsoft Excel模板的標(biāo)準(zhǔn)變速圖表，來(lái)快捷、精準(zhǔn)地統(tǒng)計(jì)與繪制學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。在數(shù)據(jù)決策環(huán)節(jié)，借助精準(zhǔn)教學(xué)分析軟件準(zhǔn)確地繪制與分析變速線(xiàn)，并以此判定當(dāng)前的教學(xué)是否能夠如期完成目標(biāo)。另外，引進(jìn)教育數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以促使精準(zhǔn)教學(xué)在保證精準(zhǔn)地針對(duì)問(wèn)題教學(xué)的同時(shí)，提供精準(zhǔn)的服務(wù)。

圖1 信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式

三、精準(zhǔn)確定目標(biāo)

信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)中，首先要精準(zhǔn)確定目標(biāo)。精準(zhǔn)教學(xué)的目標(biāo)是學(xué)習(xí)表現(xiàn)的行為頻率目標(biāo)(Frequency Aim)，主要包括所要學(xué)習(xí)的知識(shí)或技能的目標(biāo)以及為了掌握該知識(shí)或技能，學(xué)生必須完成的子目標(biāo)。因此，精準(zhǔn)教學(xué)的目標(biāo)一顆目標(biāo)樹(shù)，目標(biāo)樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)是所要掌握的知識(shí)或技能的總目標(biāo)，目標(biāo)樹(shù)中的子節(jié)點(diǎn)是學(xué)生個(gè)體需要完成的子目標(biāo)。這些子目標(biāo)因?qū)W生而異，是知識(shí)或技能目標(biāo)的子目標(biāo)中學(xué)生未達(dá)到的子目標(biāo)，所以精準(zhǔn)教學(xué)的子目標(biāo)具有個(gè)性化特征。

精準(zhǔn)教學(xué)最大的價(jià)值在于能夠精準(zhǔn)地針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)某一知識(shí)或技能的具體問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)，從而在準(zhǔn)確度方面實(shí)現(xiàn)百分百教學(xué)。按照問(wèn)題解決理論，問(wèn)題是指給定信息和目標(biāo)之間有某些障礙，需要被克服的刺激情境[25]。針對(duì)具體問(wèn)題的教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)多(有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)更多的知識(shí)或技能)、快(快速地實(shí)現(xiàn)目標(biāo))、好(高效地學(xué)習(xí)效果)、省(節(jié)省大量的學(xué)習(xí)時(shí)間)的目的。然而，學(xué)生表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題，并不一定是要解決的問(wèn)題，而可能是由于其子問(wèn)題造成的?；纛D(Haughton)強(qiáng)調(diào)，在子知識(shí)或技能方面只有更多的實(shí)踐并獲得流暢的學(xué)習(xí)表現(xiàn)才能使學(xué)生“突破天花板”，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)表現(xiàn)的流暢度[26]。因此，精準(zhǔn)教學(xué)需要準(zhǔn)確地確定要解決問(wèn)題的子目標(biāo)。對(duì)此，采用遞歸的思想，以準(zhǔn)確地確定精準(zhǔn)教學(xué)的目標(biāo)，過(guò)程如圖2所示。

圖2 遞歸確定精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)

第一，構(gòu)建知識(shí)技能樹(shù)與知識(shí)技能測(cè)試庫(kù)。根據(jù)知識(shí)或技能的特征與性質(zhì)，將知識(shí)層層分解，形成知識(shí)技能樹(shù)，知識(shí)技能樹(shù)刻畫(huà)了根節(jié)點(diǎn)中的總目標(biāo)及其需要掌握的所有子知識(shí)技能。之后，針對(duì)知識(shí)技能樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的子知識(shí)或技能，設(shè)計(jì)測(cè)試題，并形成知識(shí)技能測(cè)試庫(kù)，用以測(cè)試對(duì)應(yīng)的知識(shí)或技能水平。第二，遞進(jìn)定位短板知識(shí)或技能。木桶理論(亦稱(chēng)短板效應(yīng))表明，一只木桶能盛多少水，并不取決于最長(zhǎng)的那塊木板，而是取決于最短的那塊木板(即短板)。同樣，學(xué)生在某一知識(shí)或技能的水平，并不取決于最擅長(zhǎng)的子知識(shí)或技能，而是取決于最薄弱的那部分子知識(shí)或技能(短板知識(shí)或技能)。對(duì)此，可以按照后序遍歷的順序在知識(shí)技能樹(shù)中遞進(jìn)定位短板知識(shí)或技能。后序遍歷到的每個(gè)子知識(shí)或技能，均需要使用對(duì)應(yīng)的測(cè)試題，以檢查學(xué)生是否達(dá)到了對(duì)應(yīng)的水平。如果已經(jīng)達(dá)到要求的水平，則說(shuō)明當(dāng)前的知識(shí)或技能以及子知識(shí)或技能均已掌握，因此不需要再遍歷其子樹(shù)。如果沒(méi)有達(dá)到要求的水平，則仍需遍歷其子樹(shù)，并測(cè)試其對(duì)應(yīng)的知識(shí)或技能是否均已達(dá)到了要求的水平。如此，可以精準(zhǔn)定位短板知識(shí)或技能以及其復(fù)合知識(shí)或技能，并形成精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)。此過(guò)程可以發(fā)布到平臺(tái)上，借助互聯(lián)網(wǎng)在課外解決。第三，回歸實(shí)現(xiàn)子目標(biāo)。精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)的特點(diǎn)是，所有的葉子節(jié)點(diǎn)都是短板知識(shí)或技能的目標(biāo)，這些短板知識(shí)或技能的目標(biāo)解決后，將從精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)中去除，剩余的精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)形成了對(duì)應(yīng)的較為復(fù)雜的新的短板知識(shí)與技能的目標(biāo)。因此，可采用回歸的方式多次循環(huán)教學(xué)過(guò)程，逐步實(shí)現(xiàn)各短板知識(shí)或技能對(duì)應(yīng)的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)某一知識(shí)或技能的總目標(biāo)。對(duì)于某一教學(xué)循環(huán)中的教學(xué)目標(biāo)(即頻率目標(biāo))，用“A”標(biāo)注在標(biāo)準(zhǔn)變速圖表中。

四、開(kāi)發(fā)材料與教學(xué)過(guò)程

(一)開(kāi)發(fā)材料

在精準(zhǔn)確定目標(biāo)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)，并確定了短板知識(shí)或技能。接下來(lái)，需要針對(duì)短板知識(shí)或技能開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)材料。信息技術(shù)時(shí)代的學(xué)習(xí)材料突破了傳統(tǒng)的教材概念，擴(kuò)展成為“學(xué)材”+“習(xí)材”+“創(chuàng)材”，表現(xiàn)形式也已經(jīng)從紙質(zhì)材料擴(kuò)展到了數(shù)字化材料。近年來(lái)，微視頻資源憑借其容量小、時(shí)間短、自足性、易傳播、多用性、復(fù)用性等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)[27][28]，廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，并受到廣大師生的熱捧。在微視頻的基礎(chǔ)上，微課教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、MOOCs的研究與應(yīng)用開(kāi)展的如火如荼。此外，2010年11月由華東師范大學(xué)牽頭成立“電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)題組”[29]，進(jìn)行電子課本——電子書(shū)包技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制，其中《電子課本信息模型規(guī)范》[30]也已于2013年3月進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)程序項(xiàng)目，為互動(dòng)數(shù)字課本等學(xué)習(xí)材料的研制、開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。對(duì)上述學(xué)習(xí)材料的設(shè)計(jì)，可以采用“心動(dòng)”設(shè)計(jì)的方法?！靶膭?dòng)”設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生怦然心動(dòng)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)情趣。富有“心動(dòng)”設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)材料，可促使學(xué)生產(chǎn)生“行動(dòng)”的欲望，有助于目標(biāo)的達(dá)成。“心動(dòng)”設(shè)計(jì)可從“問(wèn)題化+故事化”“結(jié)構(gòu)化+可視化”“科學(xué)性+趣味性”等方面入手。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，可以借助手機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)或錄屏軟件來(lái)錄制視頻，之后采用會(huì)聲會(huì)影、Premiere等視頻編輯軟件進(jìn)行后期處理。另外，開(kāi)發(fā)好的學(xué)習(xí)材料可以建構(gòu)為與精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)材料樹(shù)，以便教學(xué)過(guò)程中，準(zhǔn)確地推送對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)材料。

(二)開(kāi)發(fā)教學(xué)過(guò)程

精準(zhǔn)教學(xué)可與現(xiàn)有的教學(xué)方法(如直接教學(xué)、程序教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、創(chuàng)客教育等)兼容，教師可根據(jù)自己的喜好與習(xí)慣，將精準(zhǔn)教學(xué)融于現(xiàn)有的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)有高效性教學(xué)過(guò)程。然而，對(duì)于融于信息技術(shù)支撐下的智慧學(xué)習(xí)方法開(kāi)發(fā)教學(xué)過(guò)程時(shí)，需要考慮作用域的問(wèn)題。信息技術(shù)支撐下的智慧學(xué)習(xí)方法以教學(xué)組織結(jié)構(gòu)為主線(xiàn)可分為班級(jí)差異化教學(xué)、小組合作研創(chuàng)型學(xué)習(xí)、個(gè)人自主適性學(xué)習(xí)和群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)。其中班級(jí)差異化教學(xué)面向基礎(chǔ)知識(shí)與核心技能的掌握；小組合作研創(chuàng)型學(xué)習(xí)面向綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)；個(gè)人自主適性學(xué)習(xí)面向個(gè)人的特長(zhǎng)與知識(shí)能力的培養(yǎng)；群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)面向社交網(wǎng)絡(luò)的廣泛聯(lián)通生成性的學(xué)習(xí)。由班級(jí)差異化教學(xué)到群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)，教育目標(biāo)呈現(xiàn)出由明確固定到模糊靈活的趨勢(shì)，因此精準(zhǔn)教學(xué)對(duì)這四種學(xué)習(xí)方法的作用域的大小依次減少，形成一個(gè)三角區(qū)域，如圖3所示。目前的精準(zhǔn)教學(xué)比較適合融于班級(jí)差異化教學(xué)、小組合作研創(chuàng)型學(xué)習(xí)來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)教學(xué)過(guò)程。而對(duì)于個(gè)人自主適性學(xué)習(xí)和群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)，需要在混合學(xué)習(xí)空間(線(xiàn)上空間與線(xiàn)下空間的混合)中，并借助位置感知、情境感知、社會(huì)感知與無(wú)縫連接等技術(shù)、借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)生的個(gè)性化特征與需求進(jìn)行精準(zhǔn)地分析，才可能發(fā)揮滿(mǎn)意的效果。

圖3 精準(zhǔn)教學(xué)的作用域

五、計(jì)數(shù)與繪制學(xué)習(xí)表現(xiàn)

每天測(cè)量學(xué)習(xí)表現(xiàn)是精準(zhǔn)教學(xué)重要的特征之一。早期精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)踐者發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間的學(xué)習(xí)表現(xiàn)樣本就足夠監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)展?fàn)顩r和制定決策，一般沒(méi)有必要長(zhǎng)時(shí)間地記錄學(xué)習(xí)表現(xiàn)[31]。因此，絕大多數(shù)的精準(zhǔn)教師使用每天1分鐘的學(xué)習(xí)表現(xiàn)樣本來(lái)繪制標(biāo)準(zhǔn)變速圖表(Standard Celeration Chart, SCC)和制定決策。標(biāo)準(zhǔn)變速圖表中的Celeration(變速)是Acceleration(加速)與Deceleration(減速)的詞根[32]，表示學(xué)習(xí)表現(xiàn)隨時(shí)間的增長(zhǎng)(Acceleration，加速)率或衰退(Deceleration，減速)率，即學(xué)習(xí)表現(xiàn)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)[33]。標(biāo)準(zhǔn)變速圖表左半部分如下頁(yè)圖4所示，其中X軸表示天數(shù)，范圍為1-140天，相當(dāng)于1學(xué)年的時(shí)間。Y軸表示行為的頻率(統(tǒng)計(jì)的數(shù)量除以評(píng)估時(shí)間，單位次/分)，其刻度間距不像普通圖表那樣使用等間距的刻度(0,10,20,30)，而是使用倍數(shù)描述(1,10,100,1000)，Y軸共有六個(gè)周期，每個(gè)周期內(nèi)使用不均勻的對(duì)數(shù)坐標(biāo)，因此Y軸的取值范圍可從每分鐘0.0069次行為(或每天24小時(shí)一次行為)到每分鐘1000次行為[34]。此外，由于標(biāo)準(zhǔn)變速圖表的橫軸是分度均勻的普通坐標(biāo)軸，縱軸是分度不均勻的對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸，所以標(biāo)準(zhǔn)變速圖表是一種半對(duì)數(shù)圖表。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)變速圖表(左半部分)

學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)是通過(guò)計(jì)數(shù)評(píng)估時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)行為發(fā)生的次數(shù)來(lái)監(jiān)控的。不同的行為需要不同的評(píng)估時(shí)間和評(píng)估間隔，計(jì)數(shù)方式也會(huì)有不同。如，簡(jiǎn)單的閱讀英文單詞，可以通過(guò)計(jì)數(shù)1分鐘時(shí)間內(nèi)學(xué)生閱讀的正確數(shù)和錯(cuò)誤數(shù)來(lái)衡量學(xué)習(xí)表現(xiàn)；而諸如做數(shù)學(xué)題這類(lèi)需要稍長(zhǎng)評(píng)估時(shí)間、且較難以在學(xué)生表現(xiàn)出行為時(shí)計(jì)數(shù)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，教師可以在所有結(jié)果呈現(xiàn)后分別計(jì)數(shù)正確結(jié)果和錯(cuò)誤結(jié)果。如果有些學(xué)習(xí)表現(xiàn)在計(jì)數(shù)時(shí)需要考慮疲勞、注意力持續(xù)時(shí)間等因素，則可以將一天分成幾個(gè)短時(shí)間段進(jìn)行評(píng)估。此外，需要注意的是，兩天間的評(píng)估時(shí)間長(zhǎng)度和評(píng)估間隔最好保持不變，這樣像疲勞和熱身時(shí)間等因素在所有的計(jì)數(shù)周期內(nèi)都是合理的常量。目前常用的計(jì)數(shù)器主要有Dual Tally Counter with Count Alert、CHROME Metal Hand Tally Counter、YELLOW Hand Tally Counter in ABS Plastic[35]等。其中Dual Tally Counter with Count Alert是一種二合一計(jì)數(shù)器，可以同時(shí)計(jì)數(shù)兩種行為數(shù)量，如正確行為數(shù)和錯(cuò)誤行為數(shù)。此外，它支持警報(bào)設(shè)置，可以提醒教師行為到達(dá)指定次數(shù)的時(shí)間。

對(duì)于評(píng)估的結(jié)果，精準(zhǔn)教學(xué)要求及時(shí)地繪制在標(biāo)準(zhǔn)變速圖表中，拖延繪制可能導(dǎo)致學(xué)生表現(xiàn)的某些重要的方面被忽略，也可能導(dǎo)致對(duì)于教學(xué)計(jì)劃的有價(jià)值改變被不必要地延遲。繪圖過(guò)程是一個(gè)快速簡(jiǎn)單的過(guò)程，稍加練習(xí)后，應(yīng)花費(fèi)不超過(guò)3或4秒就能完成[36]。在繪圖時(shí)，將正確表現(xiàn)頻率和錯(cuò)誤表現(xiàn)頻率用不同的形狀(如，正確表現(xiàn)頻率用“·”表示，錯(cuò)誤表現(xiàn)頻率用“×”表示)繪制在圖表的對(duì)應(yīng)刻度上。在過(guò)去的20多年里，信息化圖表的項(xiàng)目在精準(zhǔn)教學(xué)中取得了一定的成功，使得繪圖操作變得更加簡(jiǎn)單、高效。常用的繪圖工具有Easy Charter、BLUE! Easy Charter[37]。另外，基于Web的圖表繪制工具AimChart[38]，可用于測(cè)量和可視化學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。它能夠快速、簡(jiǎn)便地收集、存儲(chǔ)、顯示、分析和共享學(xué)習(xí)表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。AimChart遵循精準(zhǔn)教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，所以學(xué)過(guò)精準(zhǔn)教學(xué)的任何人(學(xué)生、教師、管理者、父母等)都能夠很容易的使用。除此之外，標(biāo)準(zhǔn)變速圖表的Microsoft Excel中的模板也是可以免費(fèi)獲得繪圖工具。例如，TOY(The One Year Standard Celeration Chart)[39]是基于Microsoft Excel的模板，允許在一張表中按日、周、月和年的時(shí)間周期來(lái)查看行為的監(jiān)控和變化，特別地，它可以精準(zhǔn)地標(biāo)注和測(cè)量變化的影響，也可以計(jì)算出變化是偶然發(fā)生的可能性。類(lèi)似的基于Microsoft Excel的標(biāo)準(zhǔn)變速圖模板還有SCCFB系列模板[40]、Excel Acceleration Calculator、SCC Successive Timings Chart/Timings Chart[41]等。

六、數(shù)據(jù)決策

計(jì)數(shù)與繪制學(xué)習(xí)表現(xiàn)環(huán)節(jié)，使得精準(zhǔn)教師獲得了關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的數(shù)據(jù)，由此可進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的決策(Data-based Decision Making)。精準(zhǔn)教學(xué)的數(shù)據(jù)決策主要是判定當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)是否能夠完成學(xué)習(xí)目標(biāo)(如圖5所示)。

圖5 精準(zhǔn)教學(xué)之?dāng)?shù)據(jù)決策

如果能完成目標(biāo)，下一步要做什么；如果不能，如何進(jìn)行干預(yù)。對(duì)于判定學(xué)習(xí)目標(biāo)是否能夠達(dá)成，可以依據(jù)繪制好的標(biāo)準(zhǔn)變速圖表。標(biāo)準(zhǔn)變速圖表使得學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)得到可視化，為教師快速、準(zhǔn)確地分析學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)提供了高效的工具。精準(zhǔn)教學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)表現(xiàn)頻率隨時(shí)間的增長(zhǎng)，并將流暢的學(xué)習(xí)表現(xiàn)視為知識(shí)或技能的真正掌握。通過(guò)繪制與測(cè)量學(xué)習(xí)表現(xiàn)行為的正確頻率和錯(cuò)誤頻率隨時(shí)間的變化，可以精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)何時(shí)知識(shí)或技能能夠達(dá)到流暢程度，判定當(dāng)前的學(xué)習(xí)表現(xiàn)隨時(shí)間的增長(zhǎng)速度是否足夠大以及是否需要修改干預(yù)措施。而正確頻率和錯(cuò)誤頻率隨時(shí)間的變化可通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)變速圖表中繪制變速線(xiàn)(Celeration Line)來(lái)表示。斜率較大的變速線(xiàn)表示學(xué)習(xí)速度較快，學(xué)生處于有效學(xué)習(xí)狀態(tài)；較平坦的變速線(xiàn)表示學(xué)習(xí)速度沒(méi)有變化，而斜率小于0的變速線(xiàn)表示學(xué)習(xí)速度的減小，或者表示錯(cuò)誤或不適當(dāng)行為的減少，說(shuō)明當(dāng)前的干預(yù)措施沒(méi)有效果[42]。此外，由變速線(xiàn)也可以預(yù)測(cè)學(xué)生達(dá)到預(yù)設(shè)的頻率目標(biāo)所需要的時(shí)間，以此判定學(xué)生是否能夠及時(shí)完成目標(biāo)。

變速線(xiàn)是一條貫穿于所繪制的數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線(xiàn)，在繪制變速線(xiàn)時(shí)，繪制點(diǎn)應(yīng)該平均分布在變速線(xiàn)的兩側(cè)，類(lèi)似于線(xiàn)性回歸線(xiàn)。對(duì)于遠(yuǎn)離點(diǎn)集群的個(gè)別異常點(diǎn)，繪制時(shí)應(yīng)該忽略。雖然這種使用目測(cè)粗略的繪制變速線(xiàn)的方法，可以快速有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和制定干預(yù)措施[43]，但是容易由于誤差而導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策。因此，一些更精準(zhǔn)的繪制變速線(xiàn)的系統(tǒng)方法也開(kāi)始在精準(zhǔn)教學(xué)中應(yīng)用，如最小二乘法、最小距離法和最小面積法等。這些方法較為復(fù)雜，不易人工操作，而上述的信息化繪圖工具(如AimChart、SCCFB等)部分地實(shí)現(xiàn)了該功能，為教師快速、準(zhǔn)確地繪制變速線(xiàn)提供了便捷的工具。此外，也可以使用更為強(qiáng)大和專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)繪圖工具繪制變速線(xiàn)，如SPSS、R、SAS、MATLAB等。

如果通過(guò)觀(guān)察變速線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的目標(biāo)可以達(dá)成，則繼續(xù)進(jìn)行當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃。當(dāng)目標(biāo)達(dá)成時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)教學(xué)循環(huán)，進(jìn)行下一個(gè)短板子知識(shí)或技能的學(xué)習(xí)，如此循環(huán)直到精準(zhǔn)目標(biāo)樹(shù)中根目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)速度以目前變速線(xiàn)的斜率增長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)或在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率目標(biāo)，數(shù)據(jù)決策將根據(jù)干預(yù)—反應(yīng)(Response to Intervention，RtI)模型實(shí)施不同強(qiáng)度的詢(xún)證干預(yù)(Evidence-based Intervention)?！案深A(yù)—反應(yīng)”模型(如圖6所示)。[44]

圖6 “干預(yù)—反應(yīng)”模型

將干預(yù)分為三層干預(yù)。第一層干預(yù)針對(duì)全體所有學(xué)生，為學(xué)生提供高質(zhì)量的教學(xué)過(guò)程，同時(shí)檢測(cè)學(xué)生的進(jìn)步情況與篩查存在學(xué)習(xí)風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)生；第二層干預(yù)針對(duì)第一層干預(yù)無(wú)效的學(xué)生，以同質(zhì)小組為單位進(jìn)行較高強(qiáng)度的干預(yù)，第三層干預(yù)針對(duì)第二層干預(yù)失敗的學(xué)生，提供更加個(gè)性化、更加頻繁、更高強(qiáng)度、更專(zhuān)業(yè)化的干預(yù)甚至提供特殊教育服務(wù)[45]。目前，已有一些針對(duì)特定知識(shí)或技能的軟件應(yīng)用于精準(zhǔn)教學(xué)的數(shù)據(jù)決策中，這些軟件遵循精準(zhǔn)教學(xué)原理，為教師提供了方便、準(zhǔn)確的分析工具。例如，ChartEXE[46]是一款繪圖分析軟件，不但能夠繪制行為圖像，而且可以分析行為干預(yù)的效果。DIBELS(Dynamic Indicators o f Basic Early Literacy Skills)[47]是一款著名的進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)，一套用于普遍篩查和進(jìn)度監(jiān)控K-6的系統(tǒng)，它可以定時(shí)評(píng)估K-6的閱讀和數(shù)學(xué)，并且可追蹤學(xué)生的表現(xiàn)水平，進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的、及時(shí)的決策。MimioSprout[48]是一款基于Web的軟件，適用于3-7歲的學(xué)生，可用于培養(yǎng)注意力、記憶力與閱讀的精準(zhǔn)教學(xué)。

數(shù)據(jù)決策不僅能夠分析學(xué)生表現(xiàn)的頻率，而且能為精準(zhǔn)教學(xué)解決其他較為復(fù)雜的決策問(wèn)題，如，分類(lèi)問(wèn)題、決策分析問(wèn)題、優(yōu)化問(wèn)題[49]。其中分類(lèi)問(wèn)題可解決學(xué)生的同質(zhì)分組問(wèn)題、教學(xué)問(wèn)題診斷等問(wèn)題；決策分析問(wèn)題可解決優(yōu)秀教學(xué)過(guò)程、材料和干預(yù)措施的選擇問(wèn)題；優(yōu)化問(wèn)題可以解決學(xué)習(xí)資源的分配等問(wèn)題。而大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)決策可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行更為復(fù)雜和更為精準(zhǔn)的分析，為精準(zhǔn)教學(xué)提供強(qiáng)有力的支持。大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要為教育數(shù)據(jù)挖掘(Educational Data Mining, EDM)和學(xué)習(xí)分析學(xué)(Learning Analytics, LA)[50]。LA與EDM結(jié)合，可讓精準(zhǔn)教學(xué)能夠更準(zhǔn)確地分析學(xué)生的需求和特點(diǎn)，能夠精準(zhǔn)挖掘與深入分析歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)習(xí)過(guò)程、發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題和預(yù)測(cè)未來(lái)表現(xiàn)。加之機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning, ML)技術(shù)，精準(zhǔn)教學(xué)可實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行智能干預(yù)的功能。因此，上述信息技術(shù)可為學(xué)生提供精準(zhǔn)決策和個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)，使得精準(zhǔn)教學(xué)由問(wèn)題精準(zhǔn)層次提升至服務(wù)精準(zhǔn)層次。

七、結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式，打破了精準(zhǔn)教學(xué)只作為評(píng)估方法的陳規(guī)，并引入信息技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了人機(jī)合理分工，功能優(yōu)勢(shì)兼收的目的，激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力。目前，精準(zhǔn)教學(xué)可以作為智慧學(xué)習(xí)生態(tài)中的高效教學(xué)方法，與精熟學(xué)習(xí)(MasteryLearning, ML)一起，分別在準(zhǔn)確程度與掌握程度兩方面支持著智慧教育的發(fā)展。我們正在謀劃將精準(zhǔn)教學(xué)應(yīng)用于智慧教育試點(diǎn)學(xué)校，以對(duì)信息技術(shù)支持的精準(zhǔn)教學(xué)模式進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估與矯正，從而更好地服務(wù)于智慧教育。

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責(zé)任編輯：李馨 趙興龍

Technology Enabled Efficient Teaching of Knowledge: Activating the Power of Precision Instruction

Zhu Zhiting1, Peng Hongchao2
(1.Open Education College & Shanghai Engineering Research Center of Digital Education Equipment, East China Normal University, Shanghai 200062; 2.Department of Education Information Technology, East China Normal University,Shanghai 200062)

Precision Instruction is an efficient method for knowledge teaching. However, it has been neglected by the educators and gradually lost vitality because of the lack of information technology in the trend of education informatization to promote education reform. For this, we put the information technology into Precision Instruction, and designed a mode of instruction supported by information technology, so that the purpose of reasonable division of labor between man and machine and the purpose of getting the functions and advantages of them can be achieved. And activating the power of Precision Instruction to provide better services for teachers and students .

Precision Instruction; Technology Enabling; Knowledge Teaching; Teaching Model

G434

：A

1006—9860(2016)01—0018—08

祝智庭：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒到y(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、信息化促進(jìn)教學(xué)變革與創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育、面向信息化的教師能力發(fā)展、技術(shù)文化(ztzhu@dec.ecnu.edu.cn)。

彭紅超：在讀博士，研究方向?yàn)橹腔蹖W(xué)習(xí)生態(tài)(hongchao5d@qq.com)。

2015年12月10日

* 本文系全國(guó)教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度國(guó)家一般課題“智慧教育環(huán)境的構(gòu)建與應(yīng)用研究”(課題編號(hào)：BCA140051)研究成果。