基于智慧學習的《Web應用程序開發》課程教學探索

胡正紅

（太原師范學院計算機系，太原 030619）

0 引言

當今教育面臨的一個最大的問題是：如何結合當今學生的認知特點：多任務、視覺化、隨機性、高水平交互、快速能力，改革教育方法與內容[1]；如何幫助學生自主學習，進一步建立有意義的知識建構，提高學生的終身學習能力，強化“未來”內容的教學。

信息時代，知識浩如煙海，技術更新周期短，需要學習者不斷取舍更新有智慧地學習，這種學習能力是一種智慧學習，是信息時代創新人才的特征。這種人才的積累與國家振興、企業發展密切相關，需要智慧教育環境的支持，因此，我們國家針對“智慧教育”及其環境建設進行了相關研究，希望能通過改變教育環境及教育理念，培養具備新世紀學習特征的全新人才。

智慧學習依托于智慧教育環境，是信息時代新的學習模式；專業化人才需要掌握領域知識，實驗是建構理工學科領域知識的基石，而實驗教學需要教師的有效指導，更需要學習者的參與、討論。本文對基于智慧學習的實驗教學特征進行梳理，提出智慧學習指導下的教學探索。

1 智慧教育與智慧學習的概念

信息化環境下的“智慧教育”可以追溯到錢學森先生在1997年開始倡導的“大成智慧學”，英文名稱為Science of Wisdom in Cyberspace，Cyberspace是指網絡交互信息空間的總稱[2]；中國教育和科研計算機網對“智慧教育”的定義是：智慧教育是種最直接的、幫助人們建立完整智慧體系的教育方式[2-3]，其教育宗旨在于，引導學習者發現自己的智慧，協助學習者發展自己的智慧，指導學習者應用自己的智慧，培養創造自己的智慧[2-3]。

智慧學習是在智慧教育浪潮推動下學習方式的轉變模式[4]，不同于傳統教學下的學習模式，學習者可借助互聯網、云計算、大數據、泛在網絡等新一代信息技術隨時進行移動學習。對于智慧學習的概念定義，Gyu-seong Rho認為[2，4-5]，智慧學習是一種學習者自我指導的以人為本的學習方式，它通過智慧信息技術與學習活動整合讓學習者容易訪問到信息資源，以支持學習者之間或者學習者與教師之間的有效交互，同時還需要設計自我指導的學習環境[2,4-5]。賀斌指出[4，7]，“智慧學習”是一種學習者自我指導的、以學習者為中心、具有完整學習體驗的新型學習范式[4，7]。

2 基于智慧學習的實驗教學特征

理工科專業知識的學習包括理論知識、實踐技能知識，實踐技能知識的學習需要實驗教學的支持，實驗教學是培養學生實踐能力的重要環節。學生實驗操作的過程中不僅培養其動手能力，更是培養一種探究能力，這種能力就是發現問題、思考問題、有目的性的獲取知識、敢于應用知識、找到解決問題途徑的能力。

2009年，IBM首倡智慧教育概念，指出“學習者的技術沉浸、個性化和多元化的學習路徑”是智慧教育的五個特征之一[3]。因此，基于智慧學習的實驗教學不僅重視實驗過程和結果更轉向注重培養學習者的專注能力，提高其綜合能力、探究能力，學習方式從課堂學習轉向課堂學習、移動學習、泛在學習的結合，它有別于傳統實驗教學模式，表現在如下幾個方面：

2.1 實驗教學的統一化學習與差異化學習的轉化

傳統的實驗教學如同一個“教學工廠”，整個教學過程是統一的線性過程[7]，學習者的學習路徑是同質的和線性的。教師按照實驗大綱，統一步調進行教學，指定實驗要求；學習者按照實驗教學要求，統一完成實驗項目，記錄統一的實驗結果，提交統一的實驗報告；教師根據實驗報告進行統一檢測評分。

圖1 傳統實驗教學過程

實際上，學習者的學習能力不是統一的水平，同樣的實驗項目，基礎弱者做二三遍，理解力強者，做一遍就可以或者跳過不做也可以，學習能力的差距需要教學的差異性設計。在智慧學習指導下的實驗教學方式，可以遵循學習者的能力令其自定步調設置學習路徑，既有包含基礎知識的必做模塊，構成統一線性路徑，又有兼顧到不同能力水平的選做模塊，學習路徑個性化、多元化，使知識從點到面、從整體到局部。據此，教師可以設計不同層次、難度各異的實驗模塊，讓學生自主選擇，分層次多目標進行評測。

2.2 學習是教室內外空間的融合

在“智慧學習”教育理念指導下，學習場所不再局限在封閉的實驗室，還擴展到教室外部空間，是教室內外空間的融合。在新的教育理念指下，教師制定新的實驗大綱，提供有層次性的實驗方案，將實驗模塊分為基礎模塊、設計模塊。其中設計性的實驗項目有一定的實現難度，操作思維有時會陷入一種僵局，思維方向錯誤導致執行不通，這時需要學生走出封閉的教室，借助于泛在網絡查找豐富的信息資源、加入課程學習群體、參與學習討論，拓展思維方向，科學地分析、歸納、整理，問題迎刃而解。

圖2 “智慧學習”指導下的實驗教學模式

2.3 正式學習與非正式學習的融合

智慧學習指導下的學習是學習者根據需要隨時隨地的學習，是將課堂正式學習與課后非正式學習相互結合的學習。正式學習，是在規定時間、正式場所發生的教學性的學習，學習者以班級為學習群體，隨著課堂教學進行的學習，參與完成各項教學活動[8]；非正式學習指學習者在課堂教學活動以外的學習，以學習興趣為動力，自己選擇時間和場所，通過課堂外的答疑探討來深入理解和掌握知識[8]。非正式學習無處不在，可以更好地轉化為泛在學習。

在智慧學習指導下的實驗教學模式，正式學習帶著明確的目的而學習，非正式學習具有清晰的目標，如改進程序設計的漏洞或查找實驗失誤的原因。無論正式學習還是非正式學習，在“智慧學習”中都更加注重沉浸性、自然性，沉浸感越強，自然性越濃，學習效果越好。

3 基于智慧學習的實驗教學探索

由上所述，在智慧學習視角下的實驗教學，教師可針對學生能力制定不同的實驗方案，在泛在網絡、多媒體教學系統、教學資源庫的多種環境支持下，提供差異化的實驗教學，綜合Web程序設計課程的特點及計算機科學與技術專業本科教學的特點，幾年來做了一些教學實踐，下面對基于智慧學習的Web程序設計課程的實驗教學提出一些教學設計。

Web應用程序開發課程主要講授Web網站開發所要掌握的各種技術、操作方法和設計技巧。該課程內容包括網頁設計HTML5標記語言的使用、Web窗體頁面的設計、Web內置對象的使用、Web母版頁及主題的設置、Web服務器控件的應用、Web數據庫技術、Web數據庫進行信息交互的設計等技術。涉及程序設計、數據庫設計、軟件工程等計算機前導課程知識，知識關聯性強、實踐性強。因而，Web程序設計課程的實驗教學目標設定時要充分考慮到：結合與其他課程的關聯特點，將教學內容分為獨立的教學模塊，提供與其相關的前導課程的知識資源，安排學生自主學習；再將獨立的教學模塊關聯整合，成為綜合課程設計，要求學生完成設計性實驗。每個獨立的教學模塊由知識單元組成，其設置遵循以下原則設置。

3.1 實驗教學模塊的差異化

首先我們重新制訂實驗大綱，設計層次性的實驗項目模塊5個，每個模塊包括基本模塊、設計模塊。

實驗項目中基本模塊按照全體學習者能達到的能力水平統一步調設計教學內容，設計模塊對學習能力水平要求較高，設定較高層次的教學目標。最終將所有模塊結合起來完成Web應用程序設計課程的綜合性實驗。

3.2 教學活動的統一步調與自定步調

教學過程中，基本模塊教師可以統一教學步調，進行具體操作指導，學生完成實驗形成統一的實驗結果。對于設計模塊教師提供不同層次的課程資源，學生根據自己的能力，自定步調自主學習形成學習小組完成設計模塊，實驗中的難點、疑點教師只是給予思路上的指導，具體由學生協作討論、查閱信息資源來具體完成。

Web應用程序設計實驗需要的素材眾多、遇到的問題繁雜，程序調試繁瑣，結合該課程實驗的特點，我們提供或設計課程資源，學生在正式教學前進行非正式學習，如通過微信公眾號獲取實驗項目的準備工作，自己預做實驗，疑難問題留作正式教學中教師指導，正式教學時關鍵步驟教師講解指導，學習者統一操作，層次高的選修實驗，學習者在課堂外操作學習，遇到問題通過網絡交流學習，加入學習社群提出待解問題，開拓思維從新的角度切入問題，找到解決方法。由此，形成新的實驗教學模式，如圖3所示。

表1 Web應用程序開發課程實驗大綱設定

圖3 智慧學習指導下的實驗教學模式

3.3 學習的方式與考核方式改變

智慧學習下的計算機實驗教學使得學習者在學習過程和內容上發生變化，教學考核方式也有變化，表現在實驗結果表達、個體學習到群體學習、注重實驗參與過程、考核評估幾個方面。

第一，在實驗結果表達方面，從文字到富媒體表達。以往的實驗教學，以提交實驗報告為主，單純由文字組成，新模式下的教學要求學習者以各種形式呈現實驗的結果與過程，如項目的系統分析、模塊設計、數據庫設計以文字呈現，實驗成果提供源程序代碼，實驗運行結果提供截圖、運行的小視頻，調試問題提供文字和圖片等。

第二，學習組織形式從個體學習到群體學習。現代信息社會，知識更新快、容量大，不論學習還是工作都需要協作。在智慧學習環境中，個體學習者融入環境加入到學習社群，自發形成合作小組，互相鼓勵促進，在協作中學習，在討論中提高。學習者從接受者成為主動參與者，獲得知識體驗，建構起知識體系。

第三，實驗從注重結果到注重參與過程的轉變。以往的實驗教學統一規定實驗項目，實驗結果以實驗報告的形式提交；在新的模式下，我們注重參與者的實驗方法、步奏，對于實驗過程出現的問題，學習者應認真記錄筆記，如遇到的問題、調試的方法、采取的實驗步驟、實驗運行結果等。

第四，評估方式的轉變。我們將成績分為平時成績，期末測評，各占60%，40%。平時成績是教師對學生的每個實驗項目打分計算平均分；期末考核，學生分組自定實驗題目，完成綜合實驗，學生小組互評打分，教師測試系統評估成績，綜合得出項目成績，該成績是組長的期末成績，組長根據組員的參與表現給組員打分。

圖4 智慧學習下Web應用程序設計課程考核方式

4 結語

在新的模式下，平時成績考核以實驗報告、實驗結果為主，注重實驗筆記與實驗調試，學生必須提交實驗調試過程記錄。期末成績以項目演示視頻、程序代碼、設計論文形式提交，教師根據實驗項目的層次、實驗的完成質量檢測評分。

[1]黃榮懷.微課如何適應“數字土著”需要[N].中國教育報，2014-06-11(011).

[2]祝智庭，賀斌.智慧教育:教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012(12):5-12.

[3]王玉恒.[DB/OL].http://www.edu.cn/include/new_zhong_guo_jiao_yu/zhihui.htm.

[4]郭曉珊,鄭旭東,楊現民.智慧學習的概念框架與模式計[J].現代教育術,2014(8):5-12.

[5]楊成,繆培培,胡旺.互聯網+背景下智慧學習支持服務研究[J].江蘇開放大學學報,2017,28(1):51-57.

[6]Myung-Suk Le,Yoo-Ek Son.A Study on the Adoption of SNS for Smart Learning in the“Creative Activity”[J].International Journal of Education and Learning,2012(3):1-18.

[7]賀斌.智慧學習:內涵、演進與趨向——學習者的視角[J].電化教育究,2013(11):24-33.

[8]百度百科.[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/2119015.htm.