基于雙師教學模式的信息系統組建實驗探索

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674-2117（2025）09—0039-04

信息科技實驗教學需求與雙師教學模式的契合

信息科技課程強調實踐與創新，在信息科技教學中開設實驗課是培養學生解決實際問題能力和提升學生信息素養的重要途徑。然而，當前信息科技實驗教學面臨著如下現實挑戰：其一，實驗項目與真實問題脫節，難以激發學生的實踐能力與創新思維；其二，在課時不足的現狀下，在傳統教學模式中，學生可接受的個性化指導欠缺，一位教師難以兼顧不同層次學生的實踐需求。

雙師課堂是一種創新的教學模式，因研究對象和場所不同，其定義與模式也有所差別。本文中的“雙師教學”是指由兩位教師協同教學，通過師師互動、師生互動等多種互動方式來創設良好的教學情境，激發學生的學習積極性，以此提高教學效率的一種教學活動形式。雙師教學模式能夠為學生提供豐富的學習資源和有效的學習指導，這與信息科技實驗課的教學需求相契合。因此，筆者在《組建遠程監控信息系統》實驗課中嘗試采用雙師教學模式，指導學生設計組建遠程監控系統，進而探索雙師教學模式在信息科技實驗課中的應用。

“組建遠程監控系統”實驗設計與實施

1.實驗內容

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》和《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》都指出，要利用信息技術實驗室創設真實的問題情境，為學生提供從信息系統設計規劃到軟硬件操作的實踐體驗機會，提高學生利用信息系統解決問題的能力。依據此項內容要求，本實驗引導學生根據實際情況規劃設計、組建測試遠程監控系統，借助數字化工具交流遠程監控系統的應用，進而理解控制系統、遠程監控等相關概念，掌握遠程控制機制，培養學生利用遠程監控系統解決實際問題的能力，并提升其信息社會責任感。

2.實驗目標

中學生正處于邏輯思維能力快速發展的階段，具備較強的問題分析能力和動手實驗能力。隨著監控技術的廣泛應用，學生對遠程監控系統的應用領域有了一定的了解，并且在物聯網、信息系統、數據安全等方面也有了一定的知識儲備，這為他們學習“組建遠程監控系統”奠定了良好的基礎。在教學過程中還需要充分關注個體差異，設計分層次的教學活動，確保每位學生都能在本節課中獲得有效的學習體驗和能力提升。

信息科技實驗課的實驗目標制訂應緊密結合課程標準、學科核心素養以及學生的實際情況，同時突出實驗課的實踐性和創新性。筆者通過對課程標準中教學內容和學業要求的分析，結合學情制訂了本節課的實驗目的： ① 體驗遠程監控系統的設計規劃過程，知道常用的軟硬件及其功能。 ② 理解遠程監控系統等概念，掌握遠程控制機制。 ③ 提高利用信息系統解決問題的能力。實驗的重點是：學習兩種遠程監控系統方案及其組建方式；理解遠程監控系統的工作原理。實驗的難點是：遠程監控系統的功能測試。

3.教學策略

本次實驗以雙師教學模式為核心，結合任務驅動與小組合作等策略，為學生營造富有挑戰性和創新性的學習環境。主講教師和實驗助教分別引領學生學習兩種不同的遠程監控系統實驗方案，學生在多媒體網絡環境中，依托學習資源，自主探究完成任務，充分體現了學生的主體地位。兩位教師扮演活動組織者的角色，在實驗過程中分工明確、協同合作，組織并指導學生完成活動。學生能夠同時接觸到兩種不同的實驗思路和方法，拓寬了學習與解決問題的視野。

基于兩種實驗方案，本次實驗準備的硬件設備和軟件工具有：無線網絡攝像機、平板電腦、舊手機等具備攝像頭的移動終端；一機體、遠程監控軟件。

4.教學過程

基于以上分析，筆者結合教學流程構建了“組建遠程監控系統實驗的雙師教學模式”，如圖1所示。

① 實驗問題情境。通過向學生展示遠程監控系統的應用案例，創設真實的問題情境，引出實驗課題“組建遠程監控系統”。

設計意圖：基于生活中的真實案例創設問題情境，引起學習興趣，激發學生思考，建立利用遠程監控系統乃至信息系統解決生活問題的意識。

② 實驗設計方案。主講教師提出問題“遠程監控系統需要哪些硬件和軟件”，進而引導學生提出方案一“智能攝像頭監控系統”，該方案以無線網絡攝像機為核心，結合遠程監控軟件，實現基本功能。實驗助教提出問題“如果沒有專業攝像頭，如何組建系統”，引出方案二“改造攝像頭監控系統”，該方案利用平板電腦、舊手機等移動終端，通過軟件配置實現監控功能，強調資源再利用與創新思維。

分組要求：在確定實驗方案后，根據現有設備數量合理設置分組（本實驗指定4個小組執行方案一，2個小組執行方案二），教師組織學生分工并填寫分工表，確保每位學生都有明確的角色與任務。

設計意圖：以問題為導向，啟發學生思考遠程監控系統的組成，從環保和資源再利用角度引導學生探討改造方案，提出兩種實驗思路。設計分工表旨在培養學生的團隊合作能力與責任意識，從而提升實驗效率。

③ 實驗探究，實驗活動結構如

圖2所示。

活動1 實驗準備。

活動要求：根據方案說明和分工查看設備性能并填寫實驗報告（如表1）。

設計意圖：學生初步了解實驗設備的基本功能與性能參數，為后續操作奠定基礎。同時，培養學生養成細致觀察、準確記錄的科學探究習慣。

活動2- 組建系統實驗。

活動要求：根據方案說明和小組分工組建系統并填寫實驗報告（如表2）。

展示要求：要求學生說明選擇方案、實驗設備、組建步驟及實驗記錄。

設計意圖：在活動1和活動2成果展示環節，教師利用一機體投屏功能，輔助學生清晰呈現各自小組的實驗成果，促進兩個方案小組相互了解對方的設備與組建過程。在學生展示時，教師著重指出“這些參數是影響數據采集質量的關鍵因素”，并引導學生對比分析兩組設備的差異，總結其特點。

活動3 測試功能實驗。

活動要求：結合方案說明測試系統并填寫實驗報告（如表3）。

為完成功能測試，本次實驗購買了專業的遠程監控軟件的賬號，這樣學生就能夠體驗較多的功能?？紤]到學生能力的差異，筆者規定了必做和選做測試，明確了測試指標，降低了功能測試難度，化解了教學難點。

展示要求：學生按圖示（如下頁圖3要求在部署好的實驗區域內進行數據采集與控制，并說明選擇方案、功能演示及實驗記錄。

在實驗環境部署時，可將采集端與控制端分別置于相鄰的兩間實驗室。這種空間分離但網絡聯通的布局，既能模擬真實監控場景，又便于教師分組指導。

設計意圖：教師引導學生發現“攝像頭的可視角度是通過云臺實現的”，幫助學生理解設備功能的具體實現機制，深化對技術原理的認識。教師列舉雙向通話等常用功能及應用場景，向學生傳達“技術設計應從需求出發”的理念，培養學生以用戶需求為導向的思維。學生通過使用希沃白板的投屏功能完成展示，潛移默化地提升了運用數字化工具解決問題的能力，增強了數字化學習與創新能力。

活動4- 實驗探究原理。

活動要求：結合實驗過程完成素養提升練習，理解實驗原理。

設計意圖：通過實驗操作與實踐探索，引導學生在親身體驗中深化對遠程監控系統及其遠程控制機制等核心原理的理解與領悟，促進理論知識與實踐技能的有機融合，提升學生運用所學知識解決實際問題的能力。

④ 實驗總結評價。

教師引入“安全與隱私”這一話題，引導學生以客觀、理性的態度看待問題。同時，激勵學生保持持續學習的熱情，培養創新精神和改造社會的能力，為未來的成長奠定堅實的基礎。

遵循“教-學-評”一致性的教學理念，除了通過課堂展示點評等過程性評價以及自評量表來評估學生的學習效果外，本課還設計了一個開放性作業，要求學生結合實際問題，選擇合適的方案組建一套遠程監控系統，并分享使用過程中遇到的問題和感受，感知信息技術對社會發展的影響。

雙師課堂的內涵非常廣泛，除了本節課的雙師形式之外，線上線下合作的異地雙師模式能夠實現跨區域合作與資源共享，有效解決資源分配不均衡的問題。當然，雙師教學模式并非適用于所有教學場景，但在技術復雜度高、需要多維度指導或學生能力差異顯著的項目中，采用雙師教學模式能顯著提升教學效率。要想在實驗課程中實現教學效率的提升，建議重點關注以下實施策略： ① 明確教師分工。除了本實驗中兩位教師分別引領學習一種實驗方案外，還可從教學活動的角度進行分工。主講教師負責講解實驗的理論知識和操作步驟，引導學生理解實驗原理和方法；實驗助教負責實驗過程中的具體指導，幫助學生解決實際操作中遇到的問題，確保實驗順利進行。 ② 增強課堂互動。在實驗過程中，充分利用一機體等多媒體教學工具，增強課堂的互動性，激發學生的學習興趣。③ 提供個性化指導。教師應提供豐富的學習資源，包括教學視頻、文檔、案例等，滿足不同學生的學習需求。 ④ 及時評價反饋。在實驗過程中，教師應及時發現并解決學生遇到的問題，確保實驗的順利進行。

參考文獻：

[1也勇，閆慧聰，穆萍．“雙師教學”：一種促進基礎教育優質資源均衡發展的新模態[J].數字教育，2020，6（01）：15-20

[2]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.[3中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.e

蒼山點題

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》和《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》都強調了實驗教學。實驗教學成為實施新課程教學的重要手段，通過實驗教學能有效突破以往技術應用的單純操作、算法編程的單純語法等偏重知識與操作的學習的效率瓶頸，轉向利用實驗進行技術應用創新設計、利用人工智能生成算法代碼來解決問題等核心素養的教育新樣態。本期解碼，即是通過高中信息技術基于硬件的設計創新實驗和義教信息科技基于人工智能模型訓練的問題解決實驗，共同探討實驗教學的新范式。

第一篇文章，探討了基于計算思維、創新思維等培養的人工智能實驗教學，以“利用卷積神經網絡識別植物實驗”為例，旨在通過實驗教學在驗證、探究實驗中訓練卷積模型并識別花卉類別，觀察、分析數據，以引導學生理解卷積神經網絡的工作原理，提升學生的計算思維和人工智能思辨能力。本文是針對當前中小學人工智能教學中存在的兩個典型問題（一是教學偏向簡單的應用體驗，缺乏對人工智能技術原理的深入理解；二是存在認知擬人化誤區，學生對人工智能技術的關鍵要素如數據、計算等理解有偏差），以及編程學習的薄弱現狀等進行實驗教學，設計實驗教學活動，讓學生在體驗和觀察中理解卷積神經網絡的工作流程和原理，同時避免技術難度過高導致學生理解困難。實驗開始，先以情境導入，通過展示校園植物照片，激發學生興趣，引導學生思考人工智能識別植物的原理，為后續實驗原理學習做鋪墊。在實驗中，指導學生通過觀察與數據分析理解模型訓練，形成對深度學習模型訓練和算法框架的基本認識，并通過識別測試與問題思考引導學生歸納影響識別效果的因素，建立“數據質量—模型表現”的認知。進而，用參數調優實驗，提升模型質量，幫助學生理解模型訓練過程，培養調試優化人工智能模型的創新思維。最后，開展拓展實驗，探索數據集作用，指導學生探索數據集大小對模型性能的影響等。整個實驗，以實驗報告的形式貫穿學習評價，實現實驗的可做、可測與可思，為人工智能教育從“技術體驗”到“思維建構”的轉型提供了新思路。

第二篇文章，以開展“雙師”不同班相同課題的實驗課，開展相互測試，探索雙師教學模式的實驗教學?！督M建遠程監控信息系統》實驗課，旨在培養學生利用信息系統解決實際問題的能力、工程思維及創新思維，提升學生的核心素養。內容主要包括： ① 實驗內容：引導學生規劃設計、組建測試遠程監控系統。② 實驗目標：體驗遠程監控系統的設計規劃過程，理解遠程監控系統等概念，提高利用信息系統解決問題的能力等。 ③ 實驗教學方式：采用雙師教學模式，結合任務驅動與小組合作策略等。 ④ 實驗問題情境：通過展示遠程監控系統的應用案例，創設真實的問題情境，引出實驗課題。 ⑤ 實驗設計方案：主講教師和實驗助教分別引領學習兩種不同的遠程監控系統實驗方案，學生在多媒體網絡環境中，依托學習資源，自主探究完成任務。 ⑥ 實驗探究步驟：包括認識設備、組建系統、測試功能和探究原理四個實驗活動。學生通過實驗操作與實踐探索，理解實驗原理，提升運用所學知識解決實際問題的能力。 ⑦ 實驗總結評價：教師引入“安全與隱私”話題，引導學生客觀理性看待問題，并設計開放性作業，讓學生結合實際問題組建遠程監控系統，分享使用過程中的問題和感受等。全文探索了雙師教學模式的實驗教學的相關關聯優勢，充分發揮主講教師與實驗助教的組織與引導作用，為學生提供全面的支持，并提出了雙師教學模式的挑戰，如資源占用相對較多、對教師之間的協作配合要求較高等。最后通過實驗的反思，提出了智能化升級的展望，探索“教師 + A l 助教”的協同教學新范式，推動教育教學模式向智能化、個性化方向發展。