基于AISM的項目化學習教學效果影響因素研究

王傲君,李菁昭

(湖北經濟學院法商學院,湖北武漢,430205)

一、引言

21世紀以來,教育目標已逐步衍變為培養能適應全球化、信息化、數字化、智能化的新時代人才。2016年《中國學生發展核心素養》總體框架發布,明確以全面發展的人為核心,建立以學生核心素養為統領的課程體系和評價標準,引領課程改革和育人模式變革。[1]

項目化學習作為一種以在做中學解決實際問題為特征的學習方式,通過設計驅動性問題,讓學生圍繞項目任務開展學習探究活動,實施項目計劃、展示項目成果。[2]項目化學習在學習全過程貫徹了核心素養培養的理念,彰顯了其獨特的優勢。與“教師講、學生聽”或者“上課抄、下課背”等傳統教學模式不同,項目化學習以真實性的項目場景為依托,以學習目標為起點,引導學生建立已有經驗與知識點的聯系,實現對核心概念、原理的深入理解和準確把握,不斷提升獨立認知和解決實際問題的能力,幫助學生學會學習、做人、做事。《義務教育課程方案和課程標準(2022年版)》強調素養導向,注重培育學生在真實情境中解決問題的能力,強調知行合一,倡導做中學、用中學、創中學,突出實踐育人。[3]在此背景下,引入項目化學習以助推課堂轉型和教學改革勢在必行。

目前,國內外開展項目化學習教學有很多實踐案例,但存在教學效果參差不齊等問題,因此,研究影響項目化學習教學效果的因素至關重要。然而,影響項目化學習教學效果的因素有很多,各因素之間還存在相互作用,形成了錯綜復雜的網絡關系。本文基于對抗解釋結構模型(adversarial interpretive structure modeling method,AISM),將各影響因素視為一個系統,分析系統中各因素之間的關聯,建立直觀的多級遞階結構圖,以進一步厘清主次,闡釋影響項目化學習教學效果的根本因素和重要條件,為高效實施項目化學習教學提供理論支撐。

二、影響因素識別及指標體系構建

關于項目化學習的研究主要包括定義及特征、教學模式與方法、教學設計原則、效果評價框架和實施策略等內容,研究思路一般是結合具體學科或課程引入項目化學習方式,分析學生在態度、效率、效果等方面的變化情況。美國巴克教育研究所認為,項目化學習旨在通過復雜、真實的問題探究以及精心設計的項目規劃和項目任務實施,讓學習者掌握所需知識和技能的一種系統化的教學方法。另外,其還提出了項目化學習的八大“黃金準則”。[4]冷淑君在計算機課程教學中引入項目式學習,創新了教學模式、教學設計和教學評價,并以項目任務為教學單元,通過示范、練習、實訓三個層次,實現了課程教學質量和學生創新能力的有效提升。[5]胡紅杏提出,要綜合運用教學經驗和專業能力,整合項目化學習與其他教學方法,為學生學習知識、掌握技能、提升素養和能力提供更多機會。[6]賀慧等人提出,為促進學生核心素養培養,確保在課堂中有效落實項目化學習,就要準確把握項目化學習的取向與方式、設計方法和操作過程。[7]曹新躍將項目學習應用于小學信息技術課程,按照六個步驟實施教學探索,有效提升了學生的綜合能力和素質。[8]夏雪梅結合國外研究及國內實踐探索提出了高質量項目化學習的四大要素,即素養目標、驅動性問題、持續探究和全程評估,并將項目化學習的設計分為核心知識、驅動性問題、高階認知、學習實踐、公開成果和學習評價六個維度。[9]Morales等人認為,項目式學習在虛擬現實這一信息技術環境支持下,能夠最大程度地幫助教師培養學生學習的獨立性和自主性。[10]

綜上,項目化學習的全過程涉及素養導向、技術環境、溝通協作、成果展示和評價方式等內容。其中,素養導向要求教師不斷提升個人綜合素養,在教學實踐中發揮好啟發與引導作用。同時,要加強對教師的相關培訓,使其在教學實踐中應用項目化學習方法幫助學生更好地理解和掌握知識技能,并開展好學習探究、成果展示、過程評價等活動。項目化學習主要依托小組協作的方式,因此,項目化學習的小組運行,包括人員構成、運作機制等,都會直接影響項目化學習的實施效果。

本文針對項目化學習的核心要素,結合教學實踐和關鍵環節,整理出25個影響項目化學習教學效果的因素。隨后向高校骨干教師、教育專家等12位研究者發放調查問卷,最終確定了15個影響項目化學習教學效果的因素。其中,環境維度包括學校相關規章制度、教學設備設施、學習資源3個因素;教師維度包括個性及個人魅力、知識儲備、素養目標的設定、項目驅動的案例設計、教學能力5個因素;學生維度包括知識基礎、參與的態度及主動性、自主學習能力、團隊協作與溝通表達能力4個因素;教學設計維度包括課堂活動組織、課堂氛圍營造、評價與反饋3個因素。具體因素指標如表1所示。

表1 項目化學習的教學效果影響因素指標體系

三、項目化學習的教學效果影響因素ASIM建模

解釋結構模型(interpretative structural modeling,ISM)是一種系統工程研究方法,主要用于分析復雜系統中組成元素間的關聯關系,目的是對系統中的組成元素進行拓撲運算,得出單個層級圖,再將層級圖組合排列成多級遞階結構。[11]本文引入博弈對抗理念,在結果導向排列的基礎之上建立一組對立的原因導向排列,橫向比較兩個有向拓撲圖,綜合分析影響項目化學習教學效果的因素,確定影響因素之間的相關性和層次性。[12]模型構建的基本過程如圖1所示。

圖1 模型構建的流程

(一)鄰接矩陣

根據專家對表1的15個影響因素的打分,對所有影響因素進行兩兩比較。根據下式所示,因素間存在直接二元關系則賦值為1,不存在直接二元關系賦值為0,得到項目化學習教學效果影響因素的鄰接矩陣,如表2所示。

表2 鄰接矩陣

(二)可達矩陣

將原始鄰接矩陣加上單位矩陣得到相乘矩陣。通過相乘矩陣一直連乘,最終可得到可達矩陣,如表3所示。

表3 可達矩陣

(三)層級抽取

對于可達矩陣,其要素Si對應的行值是1的所有要素集合即為可達集合R(Si);對應的列值是1的所有要素集合即為先行集合Q(Si);可達集合與先行集合的交集即T(Si)=R(Si)∩Q(Si)。抽取方法如下。

一是結果優先——UP型層級抽取,即T(Si)=R(Si),將結果要素抽出置于最上層,再依次逐級抽取。

二是原因優先——DOWN型層級抽取,即T(Si)=Q(Si),將原因要素抽出置于最下層,再依次逐級抽取。

具體過程如表4所示。

表4 具體抽取過程

根據抽取規則,結果優先和原因優先的最終抽取結果如表5所示。

表5 對抗層抽取過程

(四)一般性骨架矩陣

在可達矩陣中將回路視為一個點,得到縮點可達矩陣。刪除縮點可達矩陣中的重復路徑,得到骨架矩陣。將回路要素代替回骨架矩陣,可得到項目化學習教學效果影響因素的一般性骨架矩陣,如表6所示。

表6 一般性骨架矩陣

續表

(五)有向拓撲層級圖

根據一般性骨架矩陣中要素之間的關系與對抗層級抽取的結果,可繪制出有向拓撲層級圖。影響因素之間的可達關系用有向線段表示,圖中的雙向箭頭表示一個回路,即相互可達關系。下層表示要素的原因,上層表示要素的結果。UP型和DOWN型層級拓撲圖如圖2所示。

圖2 UP型、DOWN型層級拓撲圖

四、結果分析及建議

(一)影響因素層級分析

根據UP型和DOWN型有向拓撲圖,可得出其因果全系列表,如表7所示。

表7 因果全系列表

從因果全系列表來看,系統中各因素間的層級劃分和指向基本一致。因此,可將全部影響因素劃分為三大類:根本因素,位于最底層,對其他因素產生影響;直接因素,位于最頂層,其他因素對其產生影響從而作用于整個系統;間接因素,位于最底層和最頂層之間,最底層的根本因素通過其影響最頂層的直接因素。

根本因素集為主要包括S1學校相關規章制度、S4教師個性及個人魅力、S9學生知識基礎、S11學生自主學習能力、S12學生團隊協作與溝通表達能力。根本因素均位于最高層級,可直接或間接地影響其他因素但不受其他因素影響。其對項目化學習教學效果影響最為重要,在實施教學過程中需重點把控。

直接因素集主要包括學生S10參與的態度及主動性、S13課堂活動組織、S14課堂氛圍營造。這三個因素是影響項目化學習教學效果的最直接制約因素,直接影響項目化學習教學效果,其他因素可通過這三個要素影響教學效果。

間接因素集為剩余的因素集合,主要包括S2教學設備設施、S3學習資源、S5教師知識儲備、S6素養目標的設定、S7項目驅動的案例設計、S8教師教學能力和S15評價與反饋。這幾個因素是實施項目化學習教學的核心,位于中間位置,既受根本因素影響,又對直接因素產生影響,發揮著承上啟下、協調聯動的“樞紐”作用,在實施教學過程中需要著重考慮。

(二)改進教學效果的建議

一是加大政策支持力度。項目化學習強調在做中學、在學中做,注重對核心知識的理解和掌握,重點聚焦創新性思維、思辨性思維等高階思維的培養。這對教師和學生提出了更高要求,也對項目化學習的教學實踐提出了新的挑戰。學校要創造一系列有利條件,建立一系列規章制度和激勵機制,支持教師圍繞核心素養培養大膽創新教學改革,支持構建與項目化學習教學實踐相適應的全過程教學評價體系,創造有利于項目化學習教學實踐的軟硬件環境。

二是提升綜合能力素養。推進項目化學習教學實踐,不僅要能準確把握所教知識的本質,更需要創設相應的案例或情境,以進行設計與實施。教師要積極參加項目化學習的相關主題培訓,不斷強化專業知識,開闊專業視野,促進專業能力的提升。學生作為參與項目化學習的主體,要夯實基礎知識和技能,注重提升自主學習、自我管理、團隊協作等能力,積極參與項目化學習的全過程教學活動,努力提高學習的效率和效能。

三是加強教學全過程管理。項目化學習教學實踐中,要處理好目標、手段、評價之間的相互關系,實現教學目標、教學手段和教學評價的有機統一。教師要積極探索項目化學習多維度評價方式,注重項目化學習過程中育人價值的挖掘與轉化,探索針對高階思維和團隊協作能力等重要學習素養的綜合考評方式,摸索出一套科學有效的評價工具和模式。

四是強化資源整合利用。要持續建設和豐富資源庫,及時學習項目化學習教學實踐中的好項目或案例,梳理總結典型經驗,構建獨具特色的項目化學習案例庫和專業資源。要強化資源共享和聯動協作,積極對接國家機關、企業、科研院所、教育實踐基地等機構,融入項目化學習核心理念和關鍵要素,不斷完善項目化學習教學實踐。

五、結語

將項目化學習等新方式、新理念引入教學實踐,既是社會發展的迫切需要,又是個人全面發展的必然要求。與傳統的解釋結構模型相比,AISM模型進行了正反兩次的規則抽取,并對兩組層次化拓撲結構圖進行比較分析最終得出結論,提高了結果的準確性、可靠性。為進一步推進項目化學習教學改革探索,本研究從環境、教師、學生、教學設計四個維度,提出了影響項目化學習教學效果的根本因素、直接因素、間接因素,可為實施項目化學習教學實踐提供參考。