初中物理“教—學—評—研”云端一體化整體架構與創新實踐

葉鵬松

(蘇州工業園區星洋學校,江蘇 蘇州 215101)

1 問題背景

在教育數字化轉型及核心素養導向的新課改背景下,初中物理“教—學—評—研”在理念、技術、平臺、資源,尤其是深度融合的教學場景綜合勝任力等方面,面臨著許多前所未有結構性變革的壓力與挑戰,亟待進行云端一體化整體架構與系統優化.這既是深度融合的必然趨勢,也是教育數字化轉型與教學變革的必然要求.

2 概念界定

云端一體化“教—學—評—研”:利用移動互聯、大數據、云計算、人工智能和物聯網等新一代信息通信技術,實現“教—學—評—研”各業務流程與管理流程由端到云,由云到端的一體化.相對于傳統“教-學-評”的一體化,它系統性更強,融合度更高,實踐力更好,因為高質量的“教-學-評”離不開有效的集體教研.

云端一體化“教—學—評—研”整體架構:基于云端一體化平臺,可實現“教—學—評—研”各業務流程與管理流程系統性集成與功能自洽的簡潔高效的應用系統架構.可實現“教—學—評—研”各流程互聯互通與數據共享,避免多平臺多賬戶切換,以及各平臺數據和流程難以系統集成帶來的不利影響.

3 云端一體化應用場景

隨著教育信息化的持續推進,各類新技術、新平臺、新系統不斷涌現,應用日益豐富,但往往功能較為專一,彼此互不兼容,能夠全面系統覆蓋“教—學—評—研”的云端一體化成熟應用并不多,與希沃信鴿深度融合的希沃白板5是較為優秀的代表之一.它免費、穩定、場景豐富、生態良好、云端一體化且迭代更新快,教師用戶廣,可跨平臺跨系統跨終端同步應用.本文介紹的相關軟件平臺可從其官網下載專區https://e.seewo.com/下載,具體應用可聚焦教學場景需求,結合希沃學苑https://study.seewoedu.cn/或訂閱其微信公眾號相應課程資源進行嵌入式微培訓,簡單易學好用.

下面結合教師關注的4個典型場景的創新應用,就初中物理“教—學—評—研”云端一體化整體架構與創新應用做案例分析分享.

3.1 云端一體化課程導學

云端一體化教學并非簡單地依賴技術,實現傳統課堂從線下到云端的搬遷,還需要從理念、環境、組織、評價、資源,尤其是知識內化方式上進行結構性變革,即讓學生從傳統學習在課堂,內化在課后轉向學習在課前,內化在課堂,拓展延伸在課后,構建數字化轉型背景下新型教與學,從而更好地體現自主、個性、精準、適切、交互和泛在的課改新理念,所以這不僅是搬遷,更是系統性重構!

談到云端一體化課程導學,很多人自然而然會想到單向廣播式微視頻以及文本化的導學單,其實在信息技術與課程深度融合的背景下,還可以有許多創新應用場景.[1]

3.1.1 云端一體化IV交互型云視頻微課程

傳統的微視頻往往沒有交互性,而且通常是碎片化的,缺乏有效匯聚的課程化云平臺支撐.希沃白板5自帶知識膠囊微課平臺,其最新版支持IV交互型云視頻微課制作,可以便捷地插入習題、課堂互動、微視頻,支持屏幕錄屏、課件錄制和視頻剪輯,完成后可以以鏈接或二維碼海報形式發布,云端分享推送給指定的學生.對方無須下載,只需用手機或者電腦就可以直接觀看,也可以用立知課堂小程序或APP掃碼觀看,從而實現學習者對知識膠囊微視頻的課程化管理.由于添加了習題與課堂互動,學生的學習有了自主的節奏感,以及更多的參與感與交互體驗.更重要的是,教師進入已發布膠囊界面,可以看到相應的學習報告,查看觀看人員、觀看時長,觀看次數,互動答題情況,個人與整體學情數據畫像一覽無余.實現數據驅動,提升數字化背景下教師精準把握學情的能力.相關操作簡單易用,可訪問https://53.r302.cc/d3xjV1A參考.

這樣的交互型云視頻微課程既可以用于前學引導,也可以用于課后研學,還可以加入虛擬仿真實驗,豐富拓展學生個性化學習時空.相應課例可掃碼圖1參考.

圖1

可以看到,這樣制作的交互型云視頻其實質就是覆蓋“教—學—評”的微課程,自成一體,而不再是孤零零的微視頻,也無須再額外推送碎片化的練習單與活動.具體實踐中,教師還可以把這一技術用于“雙師課堂”的交互型云視頻錄制,用于年級內各班學生居家線上教學共享,促進組內教師分工協作,減負增效.

3.1.2 以概念圖為支架的云端一體化導學單

學生的學習離不開教師的有效引導.為提升學生自主學習的實效性,教師常常會為學習活動配置文本化導學單,但是在教育數字化轉型背景下,無論其呈現方式、交互方式都存在一定的局限性,另外大量的文本化導學單碎片化集聚,也容易增加了學生整理的負擔.

借助希沃白板5腦圖功能,可以繪制結構化概念導圖支架,動態地導教導學,同樣以鏈接或二維碼海報分享學生,如圖2所示.學生可以云端查看,也可以云端保存,課程化管理.各級節點可以層層展開,關鍵節點可按需配置文本說明、插入圖片、視頻、超鏈接、仿真實驗等資源,幫助學生基于問題、情景和探究深化認知,有效銜接新課改的核心理念.

圖2 以概念圖為支架的“透鏡單元復習前學課程”可掃碼查看

借助以概念圖為支架的云端一體化導學單,教師隱身為結構化概念圖支架,把教的資源轉化為學的資源,以良性的認知結構導學導思,學生自主交互,哪里不會點哪里,不同的學生可以有不同的學習路徑,既有利于避免網絡迷航,信息過載,也有利于促進有意義的學習,提升個性化學習效率,充分體現了奧蘇伯爾先行組織者教學策略的時代價值.同時也走出了“教即是上課,學即是聽課”的誤區,有利于培育學生數字化時代自主發展的核心素養.

以概念圖為支架的云端一體化導學單不僅關注具體知識點的認知建構,還為關鍵節點配置多樣化云媒體資源,同時更關注把孤立的知識點融入整體認知背景中去理解,以可視化圖譜呈現概念間的相互關系,有利于促進學生對大單元大概念的整體性結構化理解與建構.這也很好地響應物理新課標倡導的大單元結構化教學理念.

3.2 云端一體化互動精學

美國著名的教育心理學家奧蘇貝爾曾說過:“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話,我將會說,影響學習最重要因素是學生已經知道了什么,根據學生原有的知識狀況進行教育.”數字化轉型時代我們可以做得更好!借助于前學課程導學的大數據反饋,教師可以在課前就根據學情對課堂教學進行針對性調整和優化,[2]從而更好地提升課堂效率!

相較于教師常用的PPT,希沃白板5更勝任云端一體化互動精學,除了自帶的批注、遮罩、圖層、尺規、截圖、拖放、旋轉、克隆、計時器、放大鏡、板中板、思維導圖、手機投屏、移動控制屏幕等教學功能模塊,還提供公式編輯、函數作圖、物理電路圖作圖、數學畫板、精品微視頻、課件庫、題庫和交互型仿真實驗等學科工具和在線資源.尤其是其獨特的課堂活動功能,很受師生歡迎.系統內置超級分類、選詞填空、知識配對、分組競爭、判斷對錯、趣味選擇等檢測模塊,便于激發學生參與積極性,動態診斷反饋學情.借助課件庫和模板教師可以輕松引用或自主搭建具有情境性、交互性和生成性的高效課堂,達成教—學—評的一體化.而不是像PPT那樣預設主導一切,單向呈現,學生旁觀,一播到底,極易固化傳統的灌輸教學.

如果再配上CLICK答題反饋器,線下學生可以全員參與客觀題反饋,從而更有利于教師精準把握課堂教學.此外希沃白板5還內置希沃班級優化大師評價模塊,教師教學中可以隨機點名、接龍點名、即時點評、隨機抽獎,公平公正地落實好過程性、表現性評價,并同步完成伴隨性數據采集.這些都很好地契合了中共中央 國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》[3]中“堅持科學有效,改進結果評價,強化過程評價,探索增值評價,健全綜合評價,充分利用信息技術,提高教育評價的科學性、專業性、客觀性”的總體要求.

希沃白板5不僅能很好地滿足線下面對面的課堂互動教學,而且也能夠很好地滿足屏對屏的云端互動教學,以及OMO混合式互動教學.通過其云課堂模塊,可以按需開啟語音課堂或視頻課堂,[4]綁定課件、設置時間,發布鏈接或邀請碼,學生報名即可.學生既可以按時收看直播,也可以在家長陪護下回看.直播時,學生可以舉手連麥、互動批注、接管屏幕,教師可以推送課堂活動、答題板(主客觀兼備)邀請學生全員參加.這一點相較線下教學時僅有幾位學生參加板演更顯公平,也更有利于教師動態把握整班學情與個體差異.無論語音效果,還是深度交互效果都好于騰訊會議.具體可參看筆者2020年2月疫情期間“電功·電熱·家庭電路”直播課例.[5]

課堂到底學得怎么樣,教師還可以通過希沃白板5自帶的作業本模塊,從題庫中遴選對應章節適合的習題或獨立創建習題加入習題籃,設置好時間和班級,云端推送學生即可,學生答題情況同樣有全面的數據畫像,從而達成全流程云端一體化“教—學—評”.

無論是云端一體化課程導學,還是云端一體化互動精學,都很好順應了物理新課標倡導的“要充分發揮信息技術的優勢,將信息技術有效融入物理教學,創新教學方式,提升教學效率.同時,應鼓勵學生將信息技術運用到物理學習中,幫助學生適應數字時代的要求.”展示了數字化轉型時代課程與技術的深度融合新趨勢,值得深入實踐.

3.3 云端一體化教學設計

凡事預則立,優質的教學設計是開展高質量課堂教學的重要前提和保障.然而傳統的教學設計一般以word文稿為主,內容大多是靜態的文字和圖表,無論其表達方式,還是呈現形式、互動方式,都十分有限,所以教師備課過程中還必須另行設計教學課件,無形中又增加了教師的工作負荷.這顯然也有違教育數字化轉型賦能教師專業發展,提升教育教學績效的初衷.那么是否存在這樣一種平臺,可以同步實現教學設計、課件的一體化表達呢?下面結合希沃白板5教案功能做簡要介紹.

更新到最新版希沃白板5,登錄希沃賬號,進入云課件模塊,有課件和教案兩個欄目,點擊進入教案欄目,可導入原有word教案文檔,或根據模板新建教案,插入公式、圖片、表格、音視頻、思維導圖以及本地文件,編輯完可導出.希沃云教案不僅具備類似騰訊文檔的云編輯功能,最重要的是還可以插入云課件,通常選擇教案關聯到課件,完成后可以對照課件同屏預覽,并把需要的課件頁面直接嵌入到教案中,頁面內的音視頻、思維導圖、仿真實驗和師生喜愛的課堂活動診斷反饋等,都可以在云教案中自由播放與互動展示.

課件制作可參考希沃白板5課件庫提供的各版本對應資源,也可以從https://k.seewo.com網頁端下載,再個性化修訂.這樣不僅極大提升了教師教學資源整合利用效率,同時也極大提升了教案的可視化、情景化、結構化和交互化的呈現力與表達力.

希沃教案呈現不分頁,有效地避免了一頁課件無法完整展示教學的問題.教師可移動滾動條前后連續查看,還可以設置不同的標題級別,通過目錄管理快捷定位教學內容.更重要的是這樣的教案不僅可以導出分享,還真的可以直接進行授課,五指左滑或右滑可以喚醒兩側板書區,動態批注,實現教學內容和板書同屏對照講評,此外移動拍照投屏同樣可用.

可見,基于希沃白板5的希沃云教案真正實現了教學設計、教學課件與課堂教學的云端一體化系統集成,既避免了教師重復制作不同類型應用資源,也避免了教學時在各類應用中來回切換.在此基礎上,教師用云教案還可以完成云端一體化的說課稿,以及學生云端一體化課程導學單,促進教與學的資源一體化.這些都是傳統技術與媒介難以達成的,很值得在后續教學中不斷深化應用推廣.這里也建議希沃后續增加學案欄目,并將教案改為教學設計,這樣更能體現課改新理念.

3.4 云端一體化集體教研

集體教研是教師共學·共研·共建·共享·共同成長的重要研培方式,有利于促進教師群體在專家骨干引領下,實現團隊協同,優勢互補,高質量發展.為更好地適應新形勢、新場景、新變化的需求,集體教研同樣亟待進行OMO深度融合的創新重構與系統性整體優化.

多才多藝的希沃白板5仍然可以助我們一臂之力,它不僅可以實現教—學—評的云端一體化,同樣還可以很好地延伸覆蓋云端一體化的集體教研,為學校教師開展線上線下混合式教研提供支持,讓資源有積淀,讓教研有反饋、讓決策有依據.限于篇幅,以下就集體備課與聽課評課兩個方面作簡要分享.

要啟用希沃集體備課與聽課評課功能,首先需要學校開通希沃信鴿服務.教師可以進入“希沃白板5—我的學校”,通過“搜索學校”,確認學校是否開通希沃信鴿;然后通過“搜索學校”或“輸入信鴿號”加入學校,以及管理員“邀請入校”,都需要學校信鴿管理員審核,或者通過學校信鴿管理員批量導入名單,則無須審核.這里補充一下,希沃信鴿是面向學校管理者的教研管理平臺,可以對希沃旗下的各平臺應用數據分析和校本資源進行云端一體化管理.星洋學校希沃信鴿指數一直居于全省最前列.

在使用希沃白板的基礎上,開通希沃信鴿加入學校,即可搭建教師個人融入學校教研的平臺,并能一站式完成個人備課、集體備課、聽課評課等教研活動,用信息化的手段簡化教師的工作流程和方法,用互聯網協作思維賦能教學創新變革,學校管理者也能及時了解教研進展,有效提升學校信息化管理水平,助力教師專業發展.進入希沃信鴿官網https://school.seewo.com/即可免費申請開通,全面帶動學校教研管理數字化轉型.

加入希沃信鴿校園服務后,教師可以從“希沃白板5—我的學校”進入,也可以從希沃白板APP的工作臺進入,一鍵發起集體備課與聽課評課.

3.4.1 云端一體化集體備課

第1步,主備人點擊“發起集體備課”,依次填寫主題、內容、學段、學科、年級、教材和章節等集備信息后,希沃教案、希沃課件或知識膠囊等備課資源至少選一項上傳以供研討;第2步,點擊添加參與人,這里可以通過搜索的方式快速添加本校需要共同參與備課的教師,或通過輸入電話號碼邀請外校教師,為方便教師們跨校進行研討和交流,并適應不同的集體備課場景.主備人還可以進行訪問、評論和批注權限的設置,完成后點擊確定即可開啟集體備課活動;第3步,點擊右上方的分享,即可通過二維碼或是網址的方式邀請教師參與備課教研了,移動端、PC端都可以.這時候如果主備人所邀請的教師已關注希沃信鴿公眾號并綁定了學校的話,將在手機上實時接收到即被邀請的通知,并且可以通過點擊通知直接進入備課.

參備教師不僅可以在評論區發表評論,還可以點擊工具欄中的批注按鈕,在對應的頁面需要修改的元素旁添加批注,讓集備人一目了然,隨后主備人根據教師們研討的內容,對稿件做進一步的完善,然后再重新上傳.歷史上傳的稿件都能回復查看,并與現有的最新稿件進行同屏對比,以便集備教師精心打磨,讓資源盡善盡美.完成集體備課后資源在校本資源庫匯聚,備課組成員可下載并根據班級學情和教師的教學特點進行二次備課,既保證教學目標統一,又能兼顧不同的個性特點.

整體達成線上線下深度融合,有效避免傳統教研中因時空異步,人員不齊,資料收發繁瑣等因素帶來的干擾,可實現隨時隨地發起,隨時隨地參與,從一言堂轉向群言堂,所有集備互動情況全程伴隨性數據采集,云端存儲,共建共享,支持隨時翻閱查看,也便于后續的回溯和反思.主備人和管理員可全方位查看相關數據,還可一鍵導出到本地,隨時隨地進行多維度的數據分析,優化教研管理決策,實現了集備全流程數字化轉型.目前最新版本還支持視頻和語音教研,場景適應力更強,教師可探索用于小班授課和小組項目化協作學習.

3.4.2 云端一體化聽課評課

這里以移動端直播聽評課為例做案例分享.

第1步,從手機希沃白板APP的工作臺,進入“聽課評課”,點擊“邀請評課”,填寫課程信息,上傳課程教案和課件,邀請校內或校外教師,打開“直播評課”按鈕,設置預約時間(須至少在開課前15 min發起),首次使用直播評課,需要進行實名制認證;第2步,點擊“發起評課”,生成海報或者鏈接,支持直接在微信、QQ、釘釘中和同行分享;第3步,進入課程頁面,點擊“發起直播”,教師可通過希沃白板App和微信小程序觀看直播,并在觀看中截屏、上傳圖片或發表文字評價,形式靈活,直播參與氛圍好,支持評論常用語快捷輸入,還可以通過希沃信鴿校本課堂評價量表進行量化打分和綜合評價.

教師可以進班聽課評課,也可以異地線上聽評課,或者直播結束后再聽評課,全程無須分發上課資料,一切云端分享,最大化滿足各類教研場景需求,實現深度融合的云端一體混合式教研.

直播時建議為手機或pad配置三腳架(或云臺穩定器)和一拖二智能藍牙麥克風,增強畫面的穩定性和拾音效果,可以實現高品質課堂記錄.直播結束后會自動生成回放視頻,自動生成課堂問答字幕,以及AI課堂數據和高頻詞云,幫助教師深度研磨課堂.未來還將融入AI算法,對課堂行為進行進一步分析,支持數據分析驅動教師教學素養提升.回到聽課交流中,教師可以點擊評論,定位到對應的回放片段,幫助教師快速回顧精彩課堂.其實這一直播聽評課功能,也可以很好地促進教師個體微格教學反思.

聽課評課是集體教研的重要內容,在當前新課程改革的背景下,云端一體化的聽評課有助于客觀、公正、科學、智能、精準地評價課堂教學,并動態積淀優質資源,對探討課堂教學規律、提高課堂教學效率、促進學生全面發展、賦能教師專業成長和深化課程改革有著十分重要的意義;同時也很好順應了教育部等八部門印發的《新時代基礎教育強師計劃》[6]中要求的“深化精準培訓改革,創新線上線下混合式研修模式,提升中小學教師的信息技術應用能力和科學素養”的新要求.

4 云端一體化整體架構

綜上所述,基于與希沃信鴿深度融合的希沃白板5教學云平臺,立足創新驅動,數據賦能,課題組構建了如圖3所示的初中物理云端一體化“教—學—評—研”的基本范式,支持全流程功能自洽與數據閉環.

圖3 初中物理云端一體化“教—學—評—研”的基本范式

借助希沃白板5云平臺和這一基本范式,可以便捷高效地實現初中物理“教—學—評—研”的云端一體化整體架構與全流程的教學數字化轉型,形成OMO深度融合的大場域大教學大教研新生態,更好地實現數據智教,數據治學,全方位提升教育數字化轉型背景下師生的數字勝任力和新課改倡導的面向未來的學習核心競爭力.