創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)模式改革

李里程 李勇帆

2020年新年伊始，新冠肺炎疫情席卷全球，在各國(guó)開(kāi)展疫情狙擊戰(zhàn)的同時(shí)，我國(guó)教育部在2月率先印發(fā)了相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)，做出了延遲開(kāi)學(xué)的決定并要求積極開(kāi)展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)“停課不停教，停課不停學(xué)”。

筆者從事教學(xué)創(chuàng)客教育類課程“機(jī)器人教育”五年之久，該課程是一門(mén)學(xué)科知識(shí)多、教學(xué)演示多、實(shí)驗(yàn)操作多、硬件設(shè)備多、師生互動(dòng)多的綜合實(shí)驗(yàn)類技術(shù)課程。教育部《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中明確提出：促進(jìn)高校開(kāi)展在線開(kāi)放課程線上線下混合式教學(xué)改革。鼓勵(lì)教師應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用。

但是，線上教學(xué)不是照搬線下課堂這么簡(jiǎn)單，尤其是強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐能力的創(chuàng)客教育課程。在線課程教學(xué)質(zhì)量的核心是在教與學(xué)時(shí)空分離的環(huán)境下，如何像課堂實(shí)體環(huán)境那樣實(shí)現(xiàn)教對(duì)學(xué)的促進(jìn)作用。因此，筆者針對(duì)創(chuàng)客教育的本質(zhì)與特性，設(shè)計(jì)合理的在線教學(xué)模式，并結(jié)合超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，嘗試探索創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)模式改革。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在國(guó)內(nèi)外高校以及中小學(xué)領(lǐng)域，創(chuàng)客教育的具體實(shí)施主要依托于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)所與設(shè)施開(kāi)展機(jī)器人教育、實(shí)訓(xùn)、制作、競(jìng)賽等實(shí)踐操作。在傳統(tǒng)教學(xué)中，筆者承教的“機(jī)器人教育”課程的教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)主要包括以下內(nèi)容，如圖1所示。

混合式教學(xué)模式是線下實(shí)體課堂教學(xué)與線上虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)兩種教學(xué)模式的有機(jī)結(jié)合。通過(guò)綜合運(yùn)用不同的技術(shù)方法、教學(xué)形式、學(xué)習(xí)方式，該模式具備教學(xué)空間虛實(shí)融合、教學(xué)模式改革創(chuàng)新、教學(xué)評(píng)價(jià)精準(zhǔn)實(shí)效等特點(diǎn)。

創(chuàng)客教育提倡“做中學(xué)”，以信息技術(shù)的融合為基礎(chǔ)，結(jié)合機(jī)器人這一最佳的跨學(xué)科載體，通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)意分享等環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、探究能力、實(shí)踐能力、協(xié)作能力等。其強(qiáng)調(diào)以“學(xué)習(xí)者為核心”的思想與在線教育“以學(xué)生為中心”的理念不謀而合。

針對(duì)混合式教學(xué)模式的特點(diǎn)與創(chuàng)客教育的人才培養(yǎng)理念，筆者以教師與學(xué)生兩種不同身份出發(fā)，設(shè)計(jì)“機(jī)器人教育”在線課程混合式教學(xué)模式框架，如圖2所示。

課前階段，是創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)模式實(shí)踐的基礎(chǔ)階段。在此階段，教師需要針對(duì)在線課程重構(gòu)數(shù)字教學(xué)資源，多類型的課程資源能夠拓展教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度，滿足不同學(xué)習(xí)程度、學(xué)習(xí)能力的學(xué)生對(duì)課程的個(gè)性化需求;資源的制作也需要體現(xiàn)學(xué)科特色、緊扣學(xué)習(xí)內(nèi)容、突顯學(xué)習(xí)重點(diǎn)。本課程的教學(xué)資源包括：教案與課件轉(zhuǎn)化而成的知識(shí)點(diǎn)成體系的教學(xué)視頻資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)用到的資料文檔資源，檢測(cè)學(xué)習(xí)效果的測(cè)驗(yàn)資源（作業(yè)、題庫(kù)）等。

課中階段，是以學(xué)生為中心的創(chuàng)客教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)分步實(shí)施的重要階段。在此階段，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師通過(guò)引導(dǎo)者的身份，基于課前階段在線傳播的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，配套設(shè)計(jì)由基礎(chǔ)到復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。本課程的實(shí)驗(yàn)任務(wù)包括：機(jī)器人控制器使用、傳感器原理與應(yīng)用、伺服電機(jī)原理與應(yīng)用、機(jī)器人三維虛擬仿真搭建等。

課后階段，是基于學(xué)校院部創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室課外時(shí)間開(kāi)放，師生利用場(chǎng)所與設(shè)備，開(kāi)展課后創(chuàng)客項(xiàng)目拓展實(shí)踐的核心階段。基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）模式，是國(guó)內(nèi)外創(chuàng)客教育主要采用的兩種重要教育模式之一。PBL模式以建構(gòu)主義、多元智能等理論為基礎(chǔ)，主要的實(shí)施流程包括：項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制定計(jì)劃、活動(dòng)探究、作品制作、成果交流、效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)。在此階段，教師將以問(wèn)題為中心，以問(wèn)題的提出、分析、解決為主線融入綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施，推動(dòng)學(xué)生完成問(wèn)題的歸納、總結(jié)、處理。本課程的創(chuàng)客項(xiàng)目包括：遙控機(jī)器人制作、移動(dòng)機(jī)器人制作、教育機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、基于開(kāi)源硬件的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)模式實(shí)踐

本課程利用超星平臺(tái)開(kāi)展混合式教學(xué)實(shí)踐始于今年疫情期間，本校信息科學(xué)與工程學(xué)院2017級(jí)六年制小學(xué)教育本科專業(yè)（教育技術(shù)學(xué)方向）的82名學(xué)生參與了本次課程的教學(xué)試點(diǎn)。因?yàn)榻虒W(xué)進(jìn)度的原因，筆者選用4月中旬結(jié)束的第5章“機(jī)器人賽事論述”課程的混合式教學(xué)過(guò)程為例，闡述初步的應(yīng)用試點(diǎn)情況。

本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容分為三大板塊，第一部分的內(nèi)容是基于某品牌機(jī)器人器材的國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)器人賽事講授;第二部分的內(nèi)容是機(jī)器人競(jìng)賽背后折射出的不良教育現(xiàn)象案例講解;第三部分是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，緊接第二部分的內(nèi)容，學(xué)生自主討論與自我論述，并提交論述文檔。本課程的教學(xué)過(guò)程分為課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，線上線下教學(xué)獨(dú)立或交叉開(kāi)展，如表1所示。

課前環(huán)節(jié)，線下教師需要完成線上教學(xué)資源的準(zhǔn)備，并于線上通知學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)。

筆者針對(duì)線上教學(xué)特色與平臺(tái)功能，將課程第一部分的教學(xué)內(nèi)容采用碎片化、多維度、循序漸進(jìn)的方式拆分為多個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)的視頻和文檔資料。目的是幫助學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)節(jié)奏有清晰的認(rèn)識(shí)，更有目標(biāo)地進(jìn)行在線自主學(xué)習(xí)。

課中環(huán)節(jié)，線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)教學(xué)資源，教師根據(jù)情況同步進(jìn)行提問(wèn)、搶答等互動(dòng)教學(xué)活動(dòng);線下教師通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)教學(xué)，幫助學(xué)生夯實(shí)鞏固課程知識(shí)。

本次教學(xué)情況特殊，筆者將課程第二部分的教學(xué)內(nèi)容線上直播后，立即布置了班級(jí)討論任務(wù)，將基于學(xué)校空間的翻轉(zhuǎn)課堂演變?yōu)榫€下線上學(xué)生分組遠(yuǎn)程開(kāi)展的形式。

課后環(huán)節(jié)，線上線下學(xué)生針對(duì)課程討論和課程作業(yè)，進(jìn)行協(xié)作式學(xué)習(xí)和實(shí)踐。教師參與討論和指導(dǎo)，并根據(jù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與任務(wù)結(jié)果，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多元評(píng)價(jià)。

往屆本課程第三部分翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過(guò)程：學(xué)生課堂討論、學(xué)生小組推薦、學(xué)生代表論述、全員提交論文，容易出現(xiàn)部分學(xué)生參與活動(dòng)渾水摸魚(yú)，課后搜集資料興趣不大，論文質(zhì)量參差不齊等現(xiàn)象。為此，本次混合式教學(xué)過(guò)程中，筆者根據(jù)教學(xué)條件與現(xiàn)狀、平臺(tái)數(shù)據(jù)反饋的學(xué)情及時(shí)調(diào)整教學(xué)模式和教學(xué)手段，不斷拉近與學(xué)生的距離，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，取得了優(yōu)良的教學(xué)效果，具體表現(xiàn)如下。

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性大幅提升。通過(guò)超星平臺(tái)的數(shù)據(jù)反饋?lái)?yè)面，可以看到兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生在4月中旬頻繁訪問(wèn)課程網(wǎng)站開(kāi)展學(xué)習(xí)，并于課程第三部分教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施期間達(dá)到最高峰值。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)積極性穩(wěn)步增長(zhǎng)。通過(guò)特色教學(xué)內(nèi)容的引用，激發(fā)了學(xué)生思考潛能，提升了在線教學(xué)的互動(dòng)性，讓線上課堂充滿了探討與交流，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造性持續(xù)創(chuàng)新。通過(guò)創(chuàng)客式實(shí)踐任務(wù)的布置，給予每位學(xué)生出彩的機(jī)會(huì)，讓他們成為學(xué)習(xí)的主角。基于小組討論、資料搜集、案例調(diào)研等方式完成的視頻論述，思考有角度、內(nèi)容有深度、形式有創(chuàng)新。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學(xué)實(shí)踐思考

本次混合式教學(xué)探索的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，希望能在后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐和超星平臺(tái)的更新迭代中完善與解決。

1. 教師教學(xué)層面

課前階段，作為教師需要認(rèn)真思考如何為線上虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)造與架設(shè)接近實(shí)體課堂的學(xué)習(xí)情境，提升在線課程的學(xué)科教學(xué)情境。課中階段，作為教師應(yīng)該思考如何引導(dǎo)學(xué)生在課程討論、任務(wù)、項(xiàng)目資源創(chuàng)建的過(guò)程中，保障資源內(nèi)容的準(zhǔn)確性、關(guān)鍵性、豐富性，切實(shí)做到師生資源的共建共享與合理利用。課后階段，作為教師需要結(jié)合平臺(tái)的功能特性與教學(xué)過(guò)程的多變性，科學(xué)合理地重新設(shè)計(jì)與制定過(guò)程性、總結(jié)性評(píng)價(jià)的量規(guī)準(zhǔn)則，完善在線課程混合式教學(xué)模式考核的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.平臺(tái)技術(shù)層面

創(chuàng)客教育課程的有序開(kāi)展，無(wú)法脫離線下實(shí)驗(yàn)室的硬件支撐。希望學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)增添“實(shí)驗(yàn)室”模塊，提供簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)室工作流程功能：信息公告、開(kāi)放預(yù)約、資產(chǎn)管理、實(shí)驗(yàn)管理、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等。

筆者主持建設(shè)的院部?jī)蓚€(gè)機(jī)器人、創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室都加入了多種攝像頭硬件，用于實(shí)驗(yàn)室運(yùn)維監(jiān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)公開(kāi)展示、實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生參考等視頻開(kāi)放功能，并提供了視頻流對(duì)外接口。也希望在學(xué)習(xí)通APP直播功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)接第三方視頻流的功能。

基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展“機(jī)器人教育”在線課程混合式教學(xué)實(shí)踐表明，“線上線下”平臺(tái)、“課前-課中-課后”環(huán)節(jié)的混合式教學(xué)組織形式，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，提高了學(xué)習(xí)效率與能力;增強(qiáng)了教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)組織的協(xié)調(diào)管理，提高了教學(xué)質(zhì)量與效果。希望能為相關(guān)學(xué)校使用該平臺(tái)開(kāi)展創(chuàng)客教育創(chuàng)新人才的培育，完善同類課程的在線建設(shè)和教學(xué)模式改革提供借鑒。

注：本文為湖南省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“智能機(jī)器人在中小學(xué)STEAM與創(chuàng)客教育中的應(yīng)用研究”（編號(hào)：17YBQ032），湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“STEAM理念下基于大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的機(jī)器人與創(chuàng)客教育教學(xué)改革研究”（編號(hào)：[2018]436號(hào)-861） 的研究成果

作者單位：湖南第一師范學(xué)院