新一代信息技術背景下高職教學設計的基本原則

林平

摘 要

教學設計是指在教學理論的指導下，基于學習者的特征、教學環境的現狀、培養目標的需要等約束條件，設定學習目標，組織教學內容和教學資源，設計教學項目、教學手段、教學活動、學習環境以及評價方式，從而形成支持學習者有效達成既定學習目標的系統活動。現代信息化教學環境具有交互性、開放性、可控性、虛擬仿真性、遠程傳輸、同步或異步通訊等特征， 不但提供教學資源、教學手段和教學工具參與教學過程，而且借助大數據和人工智能，扮演著學習策略的提供者、學習過程的參與者、學習效果的分析研判者等角色，對教學系統的影響是巨大甚至顛覆性的。以新一代信息技術為背景的高職教學設計，必須順應技術發展給教學系統帶來的最新變化。

關鍵詞

教學設計;建構主義;后現代;個性化學習;深度學習;學習共同體;最優學習路徑;協同評價

中圖分類號： G434;G712文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.52

教學設計是指在教學理論的指導下，基于學習者的特征、教學環境的現狀、培養目標的需要等約束條件，設定學習目標，組織教學內容和教學資源，設計教學項目、教學手段、教學活動、學習環境以及評價方式，從而形成支持學習者有效達成既定學習目標的系統活動。教學設計以教學活動的有效完成為宗旨，是運用教學理論解決教學實踐問題的關鍵活動。

廣義的教學設計包括課程開發、課程資源建設、課程標準（教學大綱）的制定等，其關注的焦點是教學內容的排列結構、教學模式、課程的宏觀教學目標等;狹義的教學設計指的則是面向教學單元的教學方案設計，其關注的焦點是單元教學活動的內容及排列組合方式、學習策略的運用。本文僅就狹義教學設計展開論述。

1 教學設計理論的發展演變

教學設計作為一項專門的教學活動并被納入教學理論的范疇，開始于西方發達國家。一般將二十世紀六七十年代建立在美國教育心理學家加涅“學習條件理論”基礎上的教學設計理論統稱為“第一代教學設計理論”;將興起于二十世紀八十年代，基于認知主義學習理論的教學設計理論稱為第二代教學設計理論;而將開始于二十世紀九十年代，以建構主義學習理論為指導的教學設計理論稱為第三代教學設計理論。“四要素教學設計模式”是第三代教學設計理論的代表。

進入21世紀，新一代信息技術在教學中得到日益廣泛的應用，各種新的教學手段和教學模式不斷涌現，推動了學習理論的不斷發展。其主要特征是：傳統的建構主義學習理論與信息化教學、網絡教育、智慧課堂等的結合更加緊密;以教育生態學理論、泛在學習理論、分布式學習理論為代表的，具有鮮明后現代特征的學習理論在教學實踐中得到成功運用，以新一代信息技術為支撐的翻轉課堂、混合學習、適時教學等教學模式成為教學設計領域的新寵。這些新教學模式的共同特點是強調以學習者為中心，采用開放式教學，除利用學校自身的教學資源外，更借助信息化環境中的優質資源與服務，滿足學習者的線上線下、課內課外的學習活動需要。

綜上所述，教學設計的發展演變呈現以下趨勢：從理念上，從早期的行為主義演變為現在的建構主義、后現代主義;從教學形式上，從簡單的線性流程封閉系統演變為網狀或混沌態的開放系統;從教學內容上，從以單向知識傳遞為主到支持交互性學習活動開展為主。

2 新一代信息技術背景下高職教學設計的基本原則

現代信息化教學環境具有交互性、開放性、可控性、虛擬仿真性、遠程傳輸、同步或異步通訊等特征，不但提供教學資源、教學手段和教學工具參與教學過程，而且借助大數據和人工智能，扮演著學習策略的提供者、學習過程的參與者、學習效果的分析研判者等角色，對教學系統的影響是巨大甚至顛覆性的。因此，以新一代信息技術為背景的高職教學設計，也必須順應技術發展給教學系統帶來的最新變化。筆者認為，新一代信息技術為背景的高職教學設計應遵循如下基本原則。

2.1 教學設計應以系統學習分析為前提

現代信息化教學系統所具有的復雜拓撲結構，決定了教學要素的多元化特點。如果將教學設計比作數學運算中的列方程求解應用題，教學要素就是方程式中的自變量。進行教學設計，首先要對教學要素進行分析。教學要素分析包括：教學目標和預期學習結果分析、學習參與者分析、教學活動和教學方法分析、學習環境和資源分析以及對學習結果的分析反思五個步驟，它是教學設計的前提。教學要素分析分兩個階段，前面的四個步驟發生在活動單元教學設計前的分析階段，最后一個步驟發生在活動單元實施以后。

2.2 教學設計應滿足學生個性化學習的需求

個性化學習的實現是現代信息技術引入教學過程帶來的一個顯著效應。從達成個性化學習目標的形式看，個性化學習在現代信息化教學中表現為以下幾種形式。

一是自適應學習。所謂自適應學習是指在借助人工智能和大數據對個體學習進行即時診斷的基礎上，不斷依據學生的學習需要、學習能力、學習風格等推送適切的學習資源和學習路徑，以最佳匹配學生的學習狀態。教師在進行教學設計時，為盡可能滿足自適應學習的要求，需科學選擇教學工具、教學手段和教學平臺，設計教學流程，充分利用教學資源，以便在教學過程中通過人機協同，科學高效地對學生進行學習診斷，向學生提供最佳的學習資源和學習解決方案，完成學習引導和效果反饋，進而合作創生下一個循環的學習目標，實現學習主題的持續深化。需要指出的是，新一代信息技術背景下，教師在充分運用技術手段為教學服務的同時，也要避免因過度技術依賴而造成的角色缺失。事實上，在自適應學習模式中，教師的作用不是弱化了，而是加強了，這體現在教學活動的各個方面。譬如，為提高學生的學習參與度，激發學生自主學習的動機和熱情，需要教師借助技術手段，通過分析學生的聚類學習特征和規律，制定相應的教學策略，對學習過程進行適度的引導和干預，對學習效果進行及時的評價反饋;為滿足資源推送的要求，需要教師利用各種支撐資源和工具，策劃分類建立個性化學習路網，營造優質資源的最佳供給形態。

二是分布式學習。分布式學習的概念來源于人工智能的深度學習系統。在教學語境中，“分布式學習是指個體在同伴、媒介、社會、文化等環境中進行的學習活動，它強調認知主體和環境之間分布的本質。分布式學習實質上是一種以學習者為中心、并與多樣化學習資源交互作用的學習模式，其目標是完成認知和意義建構。”[5]現代信息化教學技術，支持分布式學習的實現。教師在教學設計時，應充分整合各類教學資源，靈活運用項目化教學、微課、翻轉課堂、慕課等教學形式，將課上課下、線上線下的學習有機融合，實現教學活動在時間和空間上的延伸。

三是泛在學習。泛在學習又稱“無縫學習”，學習者可以在任何時間、任何地方使用手邊可以利用的科技工具來進行學習。泛在學習作為一種新型的學習模式，需要數字化環境、數字化資源等作為支撐。教師進行教學設計時，同樣要為學生的泛在學習留出空間。

2.3 教學設計應創設學生深度學習的環境

在人工智能專業領域，深度學習是指基于樣本數據，通過一定的訓練方法得到包含多個層級的深度網絡結構的機器學習過程。將這一原理遷移到教學之中，形成了以認知心理學為支撐的深度學習理論。

新一代信息技術視域下的教學設計，教師應創設學生深度學習的環境，以加深學生的學習體驗，促進意義建構、學習遷移和問題的解決。主要可借助VR（虛擬現實）、AR（增強現實）、MR（混合現實）等技術，創設三維虛擬學習空間，進行情境式教學，實現師生、生生間的沉浸式交互，通過學習過程中的人機對話與人機協同，產生對學習內容記憶、理解、體驗的互補和倍增效應;借助人工智能輔助教學系統，優化教學任務模塊結構序列，合理設置問題線索，引導學生自主進行探索式學習、合作式學習，幫助學生更好地實現意義重構和學習遷移;教師與人工智能輔助教學系統相結合，對學生的學習過程進行動態診斷與反饋，幫助學生養成對學習過程進行反思的習慣，同時也起到激發學生學習熱情、改善學生認知結構的作用，這對學生的深度學習是非常有益的。

2.4 教學設計應體現師生“學習共同體“的角色定位

新一代信息技術背景下的課堂本質上是開放性的。其開放性特征主要體現在幾個方面：學習資源的海量性;學習工具的豐富性;學習目標與路徑的隨機可遷移性;學習方式的協作性;學習策略的集體建構性;學習結果的不可預測性。這就決定了教師的角色不再是傳統教學中那個高高在上、智珠在握的指點迷津者，甚至也不再是行動導向教學中的那個置身事外的咨詢者與協助者，而變成了學生學習探險之旅中不可或缺的伙伴。不論是采用發現式學習、探索式學習還是其他任何學習模式，教師都必須親自參與其中，與學生結成一個學習共同體，并在其中扮演一個發現者、探索者或其他需要的角色。

因此，教師在教學設計時，就要改變傳統思維定式，著眼于學習共同體的需要，進行系統謀劃。對所需的學習資源，只有小部分由教師直接給出，而對大部分所需資源教師只提供問題線索，由學生自己搜索解決或由人工智能提供自適應服務解決。教師教學設計時僅設定宏觀的學習目標框架，量化或顯性的共享學習目標，由人機協同在學習過程中共同建構。隨著共享學習目標的形成，人工智能輔助教學系統還會提供一個與學習共同體具有廣泛適應性的核心教學任務。圍繞核心任務，教師借助人工智能輔助教學系統，依據學生的學習狀態和學習偏好，指導學生進入幾個學習中心，利用人機協同構建的結構化學習資源，進行深度學習。教師教學設計的一個重要任務，就是為人機協同的實施留出接口和通道。

2.5 教學設計應形成最優學習路徑

新一代信息技術尤其是人工智能在教學中的運用，為最優學習路徑選擇提供了可能性。教師教學設計時，在對教學工具、環境和資源進行科學分析的基礎上，制定出最佳學習方案，將人機協同的優勢發揮到最大，將產生教學效果的倍增效應。一是科學設計幫助學生進行記憶、理解、體驗、感悟和探究的資源和工具，以提高學習效率;二是選擇多維測試、分析研判工具，設計人機協同調控方案，便于及時對學習活動進行有效調控，對學習效果進行及時反饋;三是對學習中的重點難點，或選擇“互聯網+學習路網”資源，匯聚名師、優秀學生的智慧和經驗，或采用虛擬仿真和人工智能技術支持的情景教學，以實現精準學習;四是充分運用發揮課上課下學習支撐系統，滿足迭代訓練需要。

2.6 教學設計應著眼學習主題的持續迭代

學習成果的呈現，表明基于一個核心任務的學習循環即將結束。這同時也意味著新一輪學習循環的開始。在上一個學習循環中，通過人工智能診斷、教師監控以及學生反思匯集的問題，教師應通過調整教學目標、教學內容、教學策略等，將其納入新的核心任務，而這也將觸發人工智能的分析和推送程序，從而開啟新一輪人機協同學習循環。學習主題由此實現迭代深化。

2.7 教學設計應制定學習效果的協同評價量規

新一代信息技術的應用，給教學的實時監測和評價提供了便利，同時也為實現教學質量的螺旋式提升提供了保障。在“人工智能+教育”大背景下，課堂是個復雜的巨系統，實現對課堂質量有效反饋調控的關鍵是評價的準確性、反饋的即時性和調控的有效性。人機協同的評價模式，通過多元化評價主體的即時性評價調控，為閉環式質量管理提供了最佳解決方案。一方面，人工智能通過即時攝錄大數據分析，可以在情緒感知領域做到即時診斷與評價，還可根據學生的學習狀況及時給予指導幫助，促進學習的科學化;自適應系統能基于學習過程產生的海量數據構建相應的教學方案，助力學習的個性化;智能測評系統則借助學習分析技術與自然語言處理技術，能對學生個人學習目標的實現情況進行差異化智能評價和診斷，實現學習精準化。另一方面，教師通過教學設計制定科學的評價量規，在師生協同學習的過程中，針對多元化評價目標，采用過程性評價與終結性評價相結合的方式，進行學生自評、互評以及教師對學生的評價，不但可有效彌補人工智能評價刻板生硬的不足，還能產生正向賦能的附加效應。

參考文獻

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