基于支架式教學(xué)與SPOC的融合教學(xué)模式在中職信息技術(shù)課程中的應(yīng)用

崔晨萍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的信息技術(shù)課堂教學(xué)效率不高，學(xué)生缺乏興趣。隨著新課標(biāo)的發(fā)布，探索新的教學(xué)模式、提高學(xué)生的核心素養(yǎng)變得極為必要。基于支架式教學(xué)與SPOC的融合教學(xué)模式能有效激發(fā)學(xué)生的潛能、發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有助于提升學(xué)生的信息技術(shù)水平，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 支架式教學(xué);SPOC;信息技術(shù);人工智能

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）05-0164-02

一、引言

2017年國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出：“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。在此背景下，教育部于2020年1月發(fā)布《中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，明確將信息意識(shí)與計(jì)算思維作為主要學(xué)科思維融入核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)中。2018年，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，提出要推動(dòng)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)支持下的教育策略變革和生態(tài)重構(gòu)。目前，中小學(xué)階段人工智能課程的開設(shè)已經(jīng)成為我國(guó)人工智能重大戰(zhàn)略落地的基本手段。

二、支架式教學(xué)與SPOC

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師以應(yīng)試為指導(dǎo)思想教授信息技術(shù)課程，缺乏合理的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂組織，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高。隨著時(shí)代發(fā)展對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)和信息能力要求的提高，教師也逐漸引入了新的教學(xué)方式。

（一）支架式教學(xué)

支架式教學(xué)源于蘇聯(lián)心理學(xué)家、教育家Lev Vygotsky所提出的“最近發(fā)展區(qū)（ZPD）理論”[1]，由美國(guó)教育學(xué)家、心理學(xué)家Jerome Seymour Bruner于1976年首次提出，其以“腳手架”來(lái)比喻對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中解決問題起到輔助、支持和引導(dǎo)作用的框架[2]。Van De Pol J等認(rèn)為支架是使學(xué)生能夠完成一項(xiàng)其原本無(wú)法完成的任務(wù)，但支架具有臨時(shí)性和適應(yīng)性的特征[3]。Jadallah M等認(rèn)為支架的作用是持續(xù)性的，可以使學(xué)生在將來(lái)仍能夠獨(dú)立完成類似的任務(wù)[4]，Rosenshine B等[5]則認(rèn)為支架式教學(xué)是教師幫助學(xué)生跨越最近發(fā)展區(qū)、達(dá)到潛在發(fā)展水平而提供支撐的過(guò)程。

（二）SPOC

SPOC（Small Private Online Course）最早由Armando Fox提出，主要用于校內(nèi)學(xué)生在線教學(xué)。相對(duì)MOOC（Massive Open Online Courses）而言，SPOC的規(guī)模更小，且對(duì)學(xué)生設(shè)有限制性準(zhǔn)入條件。SPOC較MOOC更加強(qiáng)調(diào)質(zhì)量和效果，區(qū)別于MOOC全線上教學(xué)模式，SPOC則采用線上網(wǎng)絡(luò)課程和線下實(shí)體課堂相結(jié)合的教學(xué)模式，老師能夠依據(jù)學(xué)生不同的基礎(chǔ)水平，進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練或講解。SPOC適用于各類實(shí)踐性、操作性較強(qiáng)的課程，且SPOC可以與翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式相結(jié)合，提高課堂教學(xué)效率。顯然，針對(duì)更注重實(shí)踐與技能的職業(yè)教育，SPOC較MOOC更為適用。

三、融合教學(xué)模式在中職信息技術(shù)課程中的應(yīng)用

（一）支架式教學(xué)與SPOC的融合教學(xué)模式

SPOC融合線上、線下教學(xué)，有助于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。但單一的SPOC教學(xué)模式顯然更加適用于大學(xué)階段的教育。將SPOC應(yīng)用于中學(xué)階段尤其是中職學(xué)校，則必須解決如何激發(fā)潛能、讓學(xué)生獲得更大發(fā)展的問題，而支架式教學(xué)顯然有助于發(fā)揮教師輔助和引導(dǎo)的作用。因此，形成融合支架式教學(xué)與SPOC的混合教學(xué)模式是必要且有效的。

融合教學(xué)模式包含以下五個(gè)基本步驟：（1）教師在課前制作線上教學(xué)視頻，利用超星等教學(xué)平臺(tái)，由學(xué)生自主學(xué)習(xí);（2）教師創(chuàng)設(shè)情境、構(gòu)建“支架”，向?qū)W生下達(dá)遞進(jìn)式的任務(wù)點(diǎn)集，要求學(xué)生依托“支架”攀爬，努力完成任務(wù);（3）教師布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，學(xué)生采用協(xié)作學(xué)習(xí)的方式相互討論并完成任務(wù)，并將遇到的問題通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)反饋給教師，教師適時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度;（4）通過(guò)線下教學(xué)，以分組匯報(bào)為主要形式，共同解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問題，并鞏固、總結(jié)，同時(shí)綜合教師評(píng)價(jià)及生生互評(píng)完成考核;（5）教師布置章節(jié)測(cè)試，完成學(xué)習(xí)成果檢驗(yàn)，并通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供在線指導(dǎo)。

（二）融合教學(xué)模式在人工智能課程教學(xué)中的應(yīng)用

目前，中職的人工智能課程大多以Python語(yǔ)言為基礎(chǔ)、以機(jī)器人編程為主要方式，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中逐步理解人工智能的概念，并對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用產(chǎn)生初步的認(rèn)識(shí)。

《人工智能初步》分為兩大模塊：初識(shí)人工智能、了解機(jī)器人。本文以“初識(shí)人工智能”模塊為例，對(duì)支架式教學(xué)與SPOC融合教學(xué)模式的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)五個(gè)基本步驟進(jìn)行了調(diào)整和修改。

環(huán)節(jié)一：確定教學(xué)目標(biāo)。

該章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)包含：了解人工智能的發(fā)展和應(yīng)用;認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響;體驗(yàn)人工智能的應(yīng)用;了解人工智能的基本原理。

環(huán)節(jié)二：SPOC制作。

教師根據(jù)授課內(nèi)容需要錄制若干教學(xué)視頻：

◆教學(xué)視頻（5分鐘），內(nèi)容包含AI，Terminator，I Robot等著名科幻電影的片段，用以引入人工智能發(fā)展話題，幫助學(xué)生用最直觀的方式了解什么是人工智能。

◆教學(xué)視頻（5分鐘），內(nèi)容包含人工智能的發(fā)展歷史（三次興起）、新一代人工智能的概念以及新一代人工智能發(fā)展與實(shí)現(xiàn)的外部環(huán)境與技術(shù)基礎(chǔ)，用以幫助學(xué)生了解人工智能的發(fā)展和應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響。

◆教學(xué)視頻（15分鐘），利用教學(xué)機(jī)器人進(jìn)行人工智能應(yīng)用展示，讓學(xué)生觀察機(jī)器人在識(shí)別指令時(shí)的差別，同時(shí)向?qū)W生展示機(jī)器人控制后臺(tái)，幫助學(xué)生理解人工智能應(yīng)用過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分——機(jī)器學(xué)習(xí)。

◆教學(xué)視頻（5分鐘），以信息技術(shù)課程中“程序設(shè)計(jì)入門”中所學(xué)的Python語(yǔ)言為例，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單編程，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能離不開程序設(shè)計(jì)，同時(shí)了解人工智能的基本原理。

教師將課件、教學(xué)視頻等上傳教學(xué)平臺(tái)，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

環(huán)節(jié)三：構(gòu)建“支架”。

教師依據(jù)課程內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境，結(jié)合學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)遇到的問題構(gòu)建“支架”，并下達(dá)遞進(jìn)的任務(wù)點(diǎn)集。“支架”的設(shè)定直接決定了學(xué)生的“攀爬”效果，即學(xué)生是否能借助支架完成任務(wù)。通過(guò)教學(xué)視頻的自主學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生應(yīng)能了解人工智能的發(fā)展和應(yīng)用，但人工智能的基本原理對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)仍是晦澀難懂的，因此教師構(gòu)建的“支架”應(yīng)主要圍繞如何讓學(xué)生逐步了解人工智能的基本原理。教學(xué)過(guò)程中，教師可以考慮利用最貼近學(xué)生日常生活的人工智能應(yīng)用案例——手機(jī)中的語(yǔ)音助手（智能助手），幫助學(xué)生理解人工智能的基本原理。如表1所示。

同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，隨時(shí)添加或修改“支架”。

環(huán)節(jié)四：小組協(xié)作學(xué)習(xí)。

實(shí)訓(xùn)能有效地幫助學(xué)生加深對(duì)人工智能基本原理的理解。但脫離編程的人工智能實(shí)訓(xùn)顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此教師在設(shè)置實(shí)訓(xùn)任務(wù)時(shí)應(yīng)注意結(jié)合前一環(huán)節(jié)所構(gòu)建的“支架”，如：前文所構(gòu)建的4號(hào)“支架”以及所對(duì)應(yīng)的4號(hào)任務(wù)。

教師布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)：使用Python語(yǔ)言編程，輸入為“天氣”，輸出為“今天的天氣真好呀！”學(xué)生以小組為單位，采用協(xié)作學(xué)習(xí)的方式相互討論并完成任務(wù)，并將遇到的問題通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)反饋給教師。同時(shí)，依據(jù)學(xué)生的不同水平，教師還可以設(shè)置“探索”性質(zhì)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)：使用Python語(yǔ)言編程，如輸入為“天氣”，輸出為“今天的天氣真好呀！”;如輸入為“今天的天氣”，輸出為“今天晴轉(zhuǎn)多云，氣溫為11至19攝氏度。”。

學(xué)生依據(jù)教師布置的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，以小組為單位，協(xié)作完成。如不能完成任務(wù)，則首先進(jìn)行組內(nèi)討論，并由組長(zhǎng)組織線上教學(xué)資源的再學(xué)習(xí)，如學(xué)習(xí)后仍不能完成任務(wù)便將問題反饋給教師。教師依據(jù)反饋，酌情修改或添加“支架”。

環(huán)節(jié)五：實(shí)體課堂教學(xué)。

在線下實(shí)體課堂中，學(xué)生分組進(jìn)行匯報(bào)，共同解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問題。實(shí)體課堂教學(xué)擺脫了傳統(tǒng)課堂中“教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)”的束縛，以學(xué)生為主體，由學(xué)生主導(dǎo)學(xué)習(xí)進(jìn)程，教師負(fù)責(zé)解惑，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。在“初識(shí)人工智能”模塊，教師在實(shí)體課堂教學(xué)環(huán)節(jié)最主要的任務(wù)便是幫助學(xué)生厘清人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和程序設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。如表2。

環(huán)節(jié)六：教學(xué)評(píng)價(jià)。

教學(xué)評(píng)價(jià)按兩個(gè)環(huán)節(jié)、兩種方式進(jìn)行。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，依托師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，進(jìn)行教師評(píng)價(jià)和生生互評(píng)，該部分評(píng)價(jià)采用客觀評(píng)價(jià)和主觀評(píng)價(jià)相結(jié)合的形式，考查學(xué)生的技能應(yīng)用情況、核心素養(yǎng)提升情況等。在成果檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師通過(guò)線上教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行章節(jié)測(cè)試，該部分評(píng)價(jià)則采用客觀評(píng)價(jià)的方式，以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

四、結(jié)語(yǔ)

采用“支架式”教學(xué)和SPOC相融合的教學(xué)模式，教師通過(guò)構(gòu)建“支架”，幫助學(xué)生攀爬，以達(dá)到原本不可及的目標(biāo)，不斷激發(fā)學(xué)生的潛能，結(jié)合SPOC靈活地課堂組織以及教師的深度介入，逐步改變“要學(xué)生學(xué)”的現(xiàn)狀，通過(guò)使學(xué)生不斷地“學(xué)有所成”實(shí)現(xiàn)向“學(xué)生要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。但新的教學(xué)方法對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂組織以及教學(xué)實(shí)施都提出了新的要求，教師的教學(xué)水平也面臨新的挑戰(zhàn)。

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◎編輯 王亞青