基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動設(shè)計及實證研究
——以“Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)”課程為例

朱 軒 崔曉慧

(常州機電職業(yè)技術(shù)學院 a.信息工程學院;b.信息化建設(shè)辦公室，江蘇 常州 213164)

隨著智慧技術(shù)與教育領(lǐng)域的融合和交互成為教育信息化發(fā)展的主旋律，高職教育即將迎來“智慧化”教學時代。智慧教學認為“教學的目的是使學生享有智慧”[1]，因此，采用何種有效的教學方式培養(yǎng)智慧型人才成為高職教育面臨的新問題。在此背景下，精準教學作為一種支持智慧生成的教學方法，引起了高職教育研究者的注意。

1 精準教學概述

1.1 精準教學中“智慧”的內(nèi)涵

智慧,即“能迅速、靈活、正確地理解事物和解決問題的能力”[2]。智慧教學是學生的學習活動和教師的教學活動有機結(jié)合的整體以發(fā)展學生智慧為目的的組織活動的綜合[3]。為實現(xiàn)智慧發(fā)展，智慧教學從技術(shù)和理念兩個方面對教學方法提出了新要求。從技術(shù)來講，智慧教學要求通過學習數(shù)據(jù)支持數(shù)據(jù)決策，以便準確判斷學習問題，從而優(yōu)化教學策略、重構(gòu)教學內(nèi)容、提供精準干預(yù)。從理念上講，智慧教學是知識與智慧共生的活動[4]，既要形成系統(tǒng)的知識體系，又要發(fā)展智慧。精準教學從技術(shù)和理念兩方面都契合了智慧教學的要求。

在技術(shù)方面，精準教學要求能迅速、準確地采集學生的學習數(shù)據(jù)，對學生的學習表現(xiàn)進行數(shù)據(jù)決策，準確定位學習短板，重構(gòu)教學內(nèi)容、優(yōu)化教學策略，開展針對性干預(yù)活動。因此，精準教學是以“數(shù)據(jù)決策為核心”[5]的教學方法。在理念方面，精準教學用流暢度作為衡量學生學習發(fā)展的指標，流暢度具有五大屬性：持久性、耐久性、穩(wěn)定性、應(yīng)用性和生成性[6]，分別指代“根據(jù)需求執(zhí)行任務(wù)的能力”“滿足需求執(zhí)行必要長時間的能力”“執(zhí)行時的抗干擾性能力”“知識技能遷移應(yīng)用能力”和“應(yīng)用復(fù)雜知識技能解決新問題的能力”。可以看出，精準教學的流暢性指標與智慧教學的教學理念相一致。

1.2 智慧教學環(huán)境下的精準教學模式

根據(jù)對精準教學的分析，課題組構(gòu)建了智慧教學環(huán)境下的精準教學模式，包括精準確定目標、制定學習任務(wù)、組織教學過程和學習診斷評價四個部分[7]，如圖1所示。精準教學借助一定的智慧技術(shù)手段，實時監(jiān)控并記錄學生的學習表現(xiàn)；依據(jù)學習表現(xiàn)通過遞歸算法等技術(shù)準確定位短板知識和技能；教師依據(jù)對學生認知風格和知識結(jié)構(gòu)的技術(shù)分析結(jié)果，設(shè)計使學生“心動”的學習任務(wù)，組織和優(yōu)化教學活動；在教學活動完成后，教師依據(jù)系統(tǒng)提供的可視化學習數(shù)據(jù)分析，判斷學生知識掌握情況并及時進行干預(yù)。

圖1 智慧教學環(huán)境下精準教學模式

2 精準教學活動的設(shè)計框架

教學活動是教學方法由理論走向?qū)嵺`的關(guān)鍵一步，是精準教學模式中“組織教學過程”環(huán)節(jié)的核心。在智慧教學環(huán)境下，精準教學活動的設(shè)計在受到活動理論影響的同時，還應(yīng)體現(xiàn)智慧學習的特征。

2.1 活動理論

活動理論將活動系統(tǒng)分為六個要素，其中主體、客體、共同體是核心元素，工具、規(guī)則、勞動分工是次要元素，他們相互影響、作用共同構(gòu)成活動系統(tǒng)[8]。活動理論認為人類的所有活動都是以工具作為中介，以客體作為活動目標進行設(shè)計的。

2.2 精準教學活動設(shè)計框架

根據(jù)對活動理論的分析，結(jié)合智慧學習的特征，課題組構(gòu)建了智慧教學環(huán)境下的精準教學活動設(shè)計框架，如圖2所示。

圖2 智慧教學環(huán)境精準教學活動設(shè)計框架

2.2.1智慧學習空間 智慧學習空間是智慧教學環(huán)境支持精準教學活動所需的資源、工具的系統(tǒng)平臺，它包括教學資源子系統(tǒng)、管理決策子系統(tǒng)、評價預(yù)測子系統(tǒng)以及交流對話子系統(tǒng)等構(gòu)成的突破時空、匯聚智慧的教學環(huán)境，為精準教學活動提供技術(shù)支持。

2.2.2學生 學生是教學活動主體和執(zhí)行者。活動中的主體分析，即對學生認知風格、認知結(jié)構(gòu)、學習能力等特征的分析。根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計合理的教學目標、組織有效的教學活動等，確保精準教學的順利完成。

2.2.3學習目標 學習目標是學生在經(jīng)過學習活動后應(yīng)形成的實踐能力和創(chuàng)新能力。精準教學中學習目標的應(yīng)同時具備主觀性與客觀性，一方面需要根據(jù)學生自身情況因人而異；另一方面需要根據(jù)教學要求達到一定客觀標準。學習目標的準確定位是學生開展教學活動的前提。

2.2.4活動規(guī)則 活動規(guī)則是指為了完成教學活動，各個成員應(yīng)該遵守的契約，如角色的權(quán)限劃分，活動開展應(yīng)遵守的制度、資源的規(guī)范性開發(fā)、獎懲方法等。

2.2.5活動任務(wù) 活動任務(wù)是教學活動中學生應(yīng)完成的具體事務(wù)。活動任務(wù)的類型包括識別、閱讀、瀏覽、練習、體驗、建構(gòu)、應(yīng)用等，學生在上述活動任務(wù)的相互作用引導(dǎo)下，完成知識的內(nèi)化過程。

2.2.6學習共同體 學習共同體是由主體同其他參與完成共同活動的人員組合。學習共同體強調(diào)在學習過程中通過溝通、交流和分享相互影響、相互促進，為主體活動的完成提供資源和幫助。

3 基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動設(shè)計

依據(jù)精準教學活動設(shè)計框架，課題組提出了基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動模式，從教學分析、精準教學活動設(shè)計、精準教學活動規(guī)則設(shè)置三個方面闡述設(shè)計智慧教學環(huán)境下的精準教學活動，如圖3所示。

圖3 基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動模式

3.1 教學分析

3.1.1定位短板知識 精準教學的價值在于問題精準，即針對問題進行教學。根據(jù)問題解決理論，問題是指在教學實施過程中表現(xiàn)出來的令人不滿意的狀態(tài)，是教學運轉(zhuǎn)不良的微觀表現(xiàn)[9]。針對具體問題采取教學可以更快、更準、更好地實現(xiàn)教學目的。然而，學生在某個知識或技能上出現(xiàn)的障礙，并不一定是要解決的真正問題，有可能是因其子知識點的問題而造成的，因此，要實現(xiàn)問題精準，應(yīng)采用遞歸的思想，對學生所學知識中所有節(jié)點進行診斷，準確定位短板知識或技能，實現(xiàn)百分百準確教學。

3.1.2構(gòu)建教學內(nèi)容 教學內(nèi)容是傳遞給學生的信息，是教學活動的重要載體。在準確定位短板知識或技能后，就需要針對性地構(gòu)建教學內(nèi)容。在設(shè)計教學內(nèi)容時，應(yīng)充分利用智慧環(huán)境的數(shù)字化特點，多采用圖片、動畫、微視頻、虛擬仿真等易理解、易傳播、可重用的媒體進行展現(xiàn)，使知識形象化，讓學生容易理解；同時在編排內(nèi)容時，可從故事性、趣味性和科學性等方面入手，設(shè)計出“心動”的學習材料，提高學生學習興趣。

3.1.3精準確定目標 表達清楚的教學目標可以將抽象的教學意圖轉(zhuǎn)換成具體的教學活動。根據(jù)布盧姆的教育目標分類劃分，教師可將教學目標的分類分成知識維度和認知過程維度，前者用于幫助教師區(qū)分教什么，后者旨在促進學生內(nèi)化和遷移所學的知識[10]。其中，知識維度劃分為事實性知識、概念性知識、程序性知識和元認知知識四個類別；認知過程維度分為記憶、了解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造六個類別。

3.1.4分析學習者特征 準確分析學習者特征，有助于設(shè)計緊密契合學生的教學活動。學習者特征包括智力因素和非智力因素兩方面，智力因素涉及認知結(jié)構(gòu)、認知能力、基礎(chǔ)知識、信息素養(yǎng)等；非智力因素涉及學習態(tài)度、學習動機、學習風格等。教師在開展教學活動之前，要對學生特征進行詳細分析，確保活動設(shè)計的合理性。

3.1.5設(shè)計學習共同體 教師可以根據(jù)學生認知水平差異設(shè)計學習小組，以小組為單位進行教學活動，小組內(nèi)可以進行溝通交流，教師對小組活動進行指導(dǎo)和幫助，實現(xiàn)師生、生生之間的溝通交流、資源分享，形成學習共同體。

3.2 精準教學活動設(shè)計

3.2.1設(shè)計活動任務(wù) 精準教學活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于活動任務(wù)，他描述了活動的教學目標、學習內(nèi)容、活動序列以及活動環(huán)境等。教學活動中的后續(xù)部分，如選擇活動類型、創(chuàng)設(shè)活動環(huán)境、組織活動評價和設(shè)置活動規(guī)則等環(huán)節(jié)，都要圍繞活動任務(wù)來實施。

活動任務(wù)設(shè)計的作用在于在教學目標和問題之間建立起解決問題的具體路徑，讓學生按照規(guī)定的步驟完成知識和技能的學習。為了防止學生在教學活動中產(chǎn)生“迷航”現(xiàn)象，設(shè)計活動任務(wù)時，應(yīng)詳細羅列出清晰的活動序列，特別是解決問題的具體策略和操作方法。在智慧學習空間中，可以用清晰、醒目的文字來提示活動任務(wù)設(shè)計信息，也可以通過配以視頻、聲音、動畫的方式來加深學生活動任務(wù)的理解。

3.2.2選擇活動類型 活動是學生為完成教學目標的具體行為實施。在智慧教學環(huán)境中，活動類型包括閱讀、檢索、記錄、解釋、舉例、比較、概括、總結(jié)、分工、執(zhí)行、實施、組織、整合、反思、核查、案例分析、實驗、修改、干預(yù)、咨詢、討論、學習分享、問題解決和學習評價等[11]。

活動受到目標驅(qū)使，因此依據(jù)布盧姆在認知領(lǐng)域的教育目標分類劃分，對教學內(nèi)容進行建模，匯總生成活動行為。表1給出了在智慧教學環(huán)境中知識內(nèi)容對應(yīng)不同認知維度可以選擇的活動類型。

表1 智慧教學環(huán)境下學習活動類型的選擇

3.2.3創(chuàng)設(shè)活動環(huán)境 活動環(huán)境由活動工具和活動資源構(gòu)成，是支持教學活動開展的有機組合。活動資源即教學活動開展所需要的數(shù)字資源，如文本、動畫、視頻、音頻、虛擬仿真、習題集、試題庫等。學習工具是為學習活動提供的輔助工具，幫助學生檢索、收藏、存儲和發(fā)布信息以及進行討論、反思和評價等活動。智慧學習空間中提供了多種學習工具，用于支持學習活動，如圖4所示。

3.2.4組織活動評價 評價是獲取學生學習表現(xiàn)的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)決策和教學干預(yù)的環(huán)節(jié)。在精準教學活動中，采用診斷性評價、形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式組織評價。其中，診斷性評價用于調(diào)查學生的知識基礎(chǔ)、學習興趣、學習風格和學習能力等，以便掌握學生的知識準備情況，定位短板知識和技能。形成性評價用于分析學生的學習表現(xiàn)，通過電子檔案袋、作業(yè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工具監(jiān)控記錄學生在線活動，通過數(shù)據(jù)的可視化分析，幫助教師掌握學生的學習過程。終結(jié)性評價發(fā)生在教學活動結(jié)束后，由在線測試工具提供對學生進行的總結(jié)性測試，判斷學生知識掌握的總體情況。

圖4 基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動模式

3.3 精準教學活動規(guī)則設(shè)置

精準教學活動的開展需要遵守一定的活動規(guī)則。活動規(guī)則包括活動監(jiān)管規(guī)則、角色權(quán)限規(guī)則、資源開發(fā)規(guī)則等。其中，活動監(jiān)管規(guī)則用于規(guī)范教師和學生學習活動行為。課題組著重對活動監(jiān)管規(guī)則中的規(guī)定活動進度和規(guī)定活動分工進行闡述。

3.3.1規(guī)定活動進度 由于智慧教學環(huán)境下的精準教學具有非面對面性，為了能有效控制整個教學活動，教師需要對活動進度做出嚴格安排，包括活動的起止時間和各分時間段的具體安排等。在活動設(shè)計之初，教師需將活動進度信息擬定好，并以公告的方式告知學生，確保每位參與教學活動的學生都能知道。對于各分時間段應(yīng)要完成的子任務(wù)，在學生接受該任務(wù)時應(yīng)以醒目的標簽將截止時間告知學生，并在活動截止之前，以消息的形式再次提醒學生。

3.3.2規(guī)定活動分工 由精準活動設(shè)計理念可知，精準教學活動需要構(gòu)建學習共同體，學習共同體由學習伙伴、學習小組、師生等共同構(gòu)成。其中，學習伙伴由學生自行尋找，借助聊天工具、討論平臺互助互學。學習小組由教師根據(jù)學生認知水平差異進行構(gòu)建，學習小組的小組規(guī)模、人員構(gòu)成、組長人選、任務(wù)分配以及進度安排等可以根據(jù)學生的興趣、能力和基礎(chǔ)等因素綜合考慮。另外，教師要參與到各小組中，指導(dǎo)學生學習，回答學生疑問，對學習過程進行監(jiān)控。

4 基于智慧教學環(huán)境的精準教學案例設(shè)計及效果分析

課題組以常州機電職業(yè)技術(shù)學院計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)二年級的必修課程“Web應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)”為例，闡述基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動設(shè)計。

4.1 教學分析

“Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)”作為一門實踐性較強的課程，不僅要求學生記憶和理解基礎(chǔ)知識，還要培養(yǎng)學生根據(jù)基礎(chǔ)知識、靈活開發(fā)Web系統(tǒng)的綜合能力。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于課程各單元知識間耦合度比較低，但實際應(yīng)用中又常要綜合應(yīng)用多個單元中的知識，同時跟隨情境變化，各單元知識應(yīng)用的結(jié)構(gòu)和方式又不相同。因此，學生對知識難以理解，綜合應(yīng)用能力不強，加之缺少有效的課余輔導(dǎo)，所以教學效果不好。所以,在精準教學活動設(shè)計中，需要針對學生的短板知識，組織合理的教學活動。

在構(gòu)建“Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)”課程教學內(nèi)容時，教師應(yīng)以典型的任務(wù)為驅(qū)動，通過為學生提供微視頻、課件等多樣化學習資源，促進學生知識學習。以“ASP.NET內(nèi)置對象——Cookie” 教學單元為例，教學內(nèi)容可用任務(wù)形式表征為“利用Cookie對象實現(xiàn)記住登錄密碼的功能”，并以故事性圖示的方式引導(dǎo)學生在頭腦中形成與任務(wù)準確對應(yīng)的情境，激發(fā)學生的學習興趣，如圖5所示。

在設(shè)計好任務(wù)后，教師根據(jù)布盧姆教育目標分類對教學內(nèi)容的知識點進行建模，并明確單元的教學目標，見表2。

課程的教學對象為計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)二年級(第四學期)的38名學生。經(jīng)過三學期的學習，學生已經(jīng)掌握了HTML、JAVASCRIPT和SQL SERVER等網(wǎng)站開發(fā)的相關(guān)知識，具備了一定的網(wǎng)頁設(shè)計能力，但是，學生程序設(shè)計水平良莠不齊。針對這些特征，研究者按照學生基礎(chǔ)知識、認知能力、信息素養(yǎng)等進行分組，每小組6～8人，共6個小組，由組長負責小組成員的溝通交流，教師加入小組中進行指導(dǎo)，保證學習共同體的良性運行。

表2 知識內(nèi)容與認知目標分析

4.2 精準教學活動設(shè)計

教師利用智慧教學環(huán)境,全方位支持教學內(nèi)容和教學活動的開展，使用智慧學習空間建設(shè)課程資源，并推送至每一位學生。學生既可以通過資源推送獲取學習資源，也可以通過搜索引擎查找需要的學習資源。智慧學習空間提供各種交互方式，并實時記錄學生的學習表現(xiàn)數(shù)據(jù)，教師在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行教學評價。

4.2.1發(fā)布活動任務(wù)，規(guī)定活動分工 教師登錄智慧學習空間，發(fā)布本次課程的教學活動任務(wù)，發(fā)布內(nèi)容為:“今天的學習內(nèi)容為：ASP.NET內(nèi)置對象——Cookie，活動任務(wù)是：利用Cookie對象實現(xiàn)記住密碼的功能。請登錄課程平臺并學習有關(guān)Cookie的推送內(nèi)容，學習完畢后，登錄考點分析進行測試，然后由小組討論任務(wù)解決方案，形成文稿上傳到作業(yè)空間，小組內(nèi)解決不了的問題，放到討論區(qū)公開討論。”教師發(fā)布活動任務(wù)時，應(yīng)將活動步驟、成果形式以及獎懲機制一并告知學生，各小組接受任務(wù)后，由組長根據(jù)活動任務(wù)清單，分解任務(wù)并分配給小組成員，成員通過聊天室等工具討論并生成方案，最后由組長匯總形成文稿，上傳到作業(yè)空間。

4.2.2設(shè)計教學資源，整合活動環(huán)境 教師進入課程管理后臺，在資源管理中心上傳與“Cookie”內(nèi)容相關(guān)的文本、演示動畫、微視頻和源碼文件，并通過內(nèi)容發(fā)布功能，將資源推送給每一位學生。學生可以通過點擊“Cookie”內(nèi)容節(jié)點打開資源學習，也可以通過搜索工具，以“Cookie”為關(guān)鍵字搜索查詢獲得資源。在發(fā)布教學資源的同時，教師開放課程中心、資源收藏、測試中心以及討論區(qū)等工具權(quán)限，讓學生可以通過學習工具輔助自己的學習。

4.2.3設(shè)置互動方式，組織教學評價 學生進入課程學習中心，在公告中看到任務(wù)后，點擊相應(yīng)菜單進入單元內(nèi)容的學習。對于需要小組協(xié)作完成的任務(wù)，各學習小組在接收到任務(wù)后，在各自組間進行任務(wù)分工，通過協(xié)作工具討論、設(shè)計并實驗，小組組長對成員的成果進行匯總和總結(jié)，最后將總結(jié)報告發(fā)送給教師。教師對各小組的報告進行批閱，并將其放到課程討論區(qū)中進行展示和討論，結(jié)合智慧學習空間對學生的學習表現(xiàn)進行可視化數(shù)據(jù)分析,針對教學活動總結(jié)報告以及教學活動完成后的測試成績對學生進行評價，為后續(xù)的數(shù)據(jù)決策和學習干預(yù)提供依據(jù)。

4.3 教學效果分析

在2018年春季學期，筆者單位共有38名計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)大二的學生參與了基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動。課程結(jié)束后，研究團隊通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行處理后發(fā)現(xiàn)，38位學生中，有35位學生回答的方案結(jié)構(gòu)整齊，內(nèi)容較準確。從學習過程的角度來看，由于學習問題定位精準，干預(yù)及時，所以學生在接受任務(wù)后，能積極自主學習Cookie對象的相關(guān)內(nèi)容并完成案例，相較于傳統(tǒng)講授方式，更能有效地促進學生對Cookie對象的深度理解和意義建構(gòu)。而且，在智慧學習空間支持下，學生的學習興趣和學習信念得到很大的提升。通過發(fā)放問卷和客觀數(shù)據(jù)分析，95%以上的同學喜歡該課程的教學模式，認為通過平臺的幫助，自己能方便、快速地獲取教師推送的資源，并能和同學、教師之間建立快速、有效的溝通，過去看起來無法獨立完成的任務(wù)，現(xiàn)在都可以獨立完成。最為可喜的是，在實施精準教學后，課程通過率達到了92%，相較于2017年提高了20%，在2018年秋季學期的頂崗實習中，又有1/3的學生從事了Web系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)崗位。

5 結(jié)語

精準教學作為一種高效的教學方法，在高職教育中表現(xiàn)出蓬勃的活力。課題組以活動理論為指導(dǎo)，設(shè)計了基于智慧教學環(huán)境的精準教學活動模式。在為期半年的應(yīng)用實踐中，通過分析學習成果和學習行為表明,精準教學對刺激學生學習興趣、提高學習質(zhì)量和堅定學習信念具有良好的效果。在后續(xù)的研究中，課題組將進一步對精準教學評價的指標維度和量化方法開展更為系統(tǒng)、細致的研究。