建設區域性教學技術創新與課程研發協同中心的實踐探究

黃強

◆摘? 要：在積極肯定教育現代化有效刷新了學校教育的軟硬件面貌，為培養具備核心素養的人才打下了堅實基礎的同時，我們也要客觀認識到，不少地區與學校因需求分析缺失、定位不明、“建管配用”水平不高，造成了教育資源的浪費或錯位。鼓勵區域依托優勢學校建設資源協調共享中心，有利于增強需求分析意識、提升協同發展水平，有效解決兩個“錯配”。義烏市樹人中學以學院體制建設區域教學技術創新中心與課程研發協同中心，在技術、設備、師資、課程等重要資源的區域協同發展上做了有效實踐。

◆關鍵詞：教學技術創新;課程共享;協同發展

一、從兩個“錯配”由來的思考與實踐

兩個“錯配”指的是“好課堂”錯過了“好技術”“好師資”錯過了“好課程”。隨著教育信息化工程的有序推進，各類學科教室、實驗室、創新實驗室陸續在學校中落地，極大的改善了學校辦學條件。同時，我們也要務實的看到，鑒于資金、場地、配套師資的限制，學校在選擇配備學科教室與創新實驗室的種類與規模上多以小而精的原則為主，這也符合單個學校做強優勢學科、實現特色發展的發展理念。

客觀上，我們也要認識到，小而精的學科教室資源所支撐的學科較少、所服務的師生群體較少，事實上造成了在單個學校辦學體中教育資源的不均衡分配。為此，樹人中學作為區域STEAM教育領航學校，著手實踐探索建設一個能夠為區域教學技術創新和精品課程研發提供服務并解決資源錯配問題的協同中心。

二、雙向發展，四維支撐，強化協同，以服務解決“錯配”

義烏市樹人中學創新管理機制，采用學院體制導師制工作坊模式管理體系組建“鼎新學苑”，致力于實現兩個方向的發展：方向一：建設“區域性的教學技術創新中心”，從四個維度去支持課堂改革;方向二：建設“區域性的覆蓋K12的課程中心”，常態化的開發課程，打磨配套的教學資源，推進課程群建設，加強共享，實現對區域內STEM課程資源的有效補充。

三、聚焦技術理念運用的層次問題

教學技術創新的應用對象是學科教學，依靠的主要途徑是技術的創新應用，而我們認識到技術對學習的作用層次從低到高可分為：平行移動、提質增效、增加縱深、互聯互通、學科融合，為此，我們需要認真探究技術的參與形式、時機等因素，避免盲目的堆砌技術元素。

典型問題一：在一次全市性的生物學科教研活動中，教師開設了一堂《肌肉電信號的獲取與分析》知識探究課，課堂教學理念高超，環節緊湊，教學氛圍良好。美中不足的是學生的學習動機在一個環節中受到了極大的削弱，這就是實驗探究環節。該課教學中，教師選擇了傳統的實驗方式，如圖1：

從當堂課的實際效果來看，該實驗有幾方面不足：①對實驗材料要求較高，實驗要求必備若干一定活性的肌肉組織，該因素較難保障，導致實驗成功率較低;②現場衛生環境等因素對課堂實驗連貫性影響較大，該實驗用品還涉及到一些藥劑，對課堂衛生、安全也造成一定壓力;③實驗數據不穩定不可信，對學生開展科學探究活動支撐不足。總體來看，粗劣的實驗體驗對學生理解生物學課價值產生了消極影響。

典型問題二：在一次校內公開課中，物理學科教師展示了《光的偏振》示范課，同期，通用技術學科教師開設了《人機交互關系》示范課，兩節課的教學設計均優質精巧，課堂教學高效。稍顯欠缺的是兩個方面：①學生的實踐體驗不佳，學生對于光的偏振的理解是建立在教師的板書作圖，對于人機關系的感受來自于視頻素材，可見，課堂中人與知識資源的關系是僵化的，對知識的外延探究支持力度是不足的。②知識邊界固化。兩節獨立的課程，所講授的內容都屬于當前同一熱門技術應用的基礎知識部分，學生缺少項目式視角統整知識的體驗。

四、開展教學技術創新和課程項目式整合的實踐探究

案例《肌肉電信號的獲取與分析》與《簡易3D眼鏡的設計制作》，是義烏市樹人中學鼎新學苑“建設區域性的教學技術創新中心和課程研發中心”的實踐代表作。案例中，多學科就圍繞如何改善“生物電信號”的知識呈現形式的教學難點開展了研究實驗;通用技術、物理學科與信息技術學科就“光的偏振”“人機交互關系”的知識探究開展了融合教學。

（一）教學技術創新案例——《肌肉電信號的獲取與分析》

1.項目分析

本案例將著力點放在“創新學科知識呈現形式”上，創新“生物電信號”的呈現形式，以互動化、數字化的圖形形式幫助學生探究理解。

2.教學目標

（1）知識與技能：學生應能理解、掌握生物學科神經興奮信號產生與傳遞原理;應能通過實驗探究深度理解肌肉運動與電信號之間的關系。

（2）過程與方法：通過生物學科知識講授，落實生物神經信號生成原理的學習;通過了解開源電子產品與互動實驗探究，視覺化呈現肌肉電信號，提高學生建構知識的水平。

（3）情感態度與價值觀：通過多學科融合教學，幫助學生從理論與實驗探究角度思考問題，幫助學生形成積極向上、創新發展的情感意志。

3.教學準備與課時安排

教研準備：由生物學科、信息技術學科開展STEM混合教研活動。課時安排：課時1：《生物電信號的生成原理》課時2：《肌電傳感器工作原理與實驗實操》。

4.案例實施過程

課時1《生物電信號的生成原理》

（1）情境建立，導入新課：教師展現當前醫學界對于生物電信號的應用研究以及產業化現狀。

（2）問題引導：教師邀請學生代表談談對生物電的現有了解，并發散性的想象人類如何更好的利用電信號。

（3）重點教學：教師完整規范的展現生物神經興奮與電信號的關系、從理論角度展現興奮電信號的傳導全程。

（4）難點知識：依托于探究學習形式，教師提出探究問題：電信號的強弱、周期等屬性與人體肌肉運動的關系。

課時2《肌電傳感器工作原理與實驗實操》

（1）問題引入：信息技術學科教師展現當前領先的傳感科技成果，介紹本課時中DF肌電傳感器的屬性特點。

（2）重點知識講解：由信息技術學科教師展現完整的開源電子設備搭建過程、簡易編程過程以及數據往返過程。

（3）學科融合探究：信息技術學科與生物學科融合，開展實驗，依托于編程與開源電子優勢，將肌肉電信號以圖形的形式呈現。

（二）課程融合項目案例——《簡易3D眼鏡的設計制作》

1.項目分析

本課程是基于“信息技術+”模式的項目式學習案例，是將物理學科教學與通用技術學科教學做有效統整融合教學的成功實踐，將兩個學科中屬于同一熱門技術應用的基礎知識部分通過項目的形式整合

2.教學目標

（1）知識與技能：學生應能理解光的偏振原理;應能從理論出發解釋3D眼鏡成像原理;應對人機交互設計原則有一定程度認知。

（2）過程與方法：通過物理學科知識講授，落實光偏振原理的學習;通過了解典型產品優缺點，使學生養成批評性思維，進而指導自身有關人機交互設計原則的知識建構;通過3D設計與打印實踐，達到學以致用的效果。

（3）情感態度與價值觀：通過多學科項目式教學，幫助學生從產品角度思考問題，幫助學生形成社會性、全人性的情感意志。

3.教學準備與課時安排

教研準備：由物理學科、通用技術學科、信息技術學科開展STEM混合智慧教育教研活動。課時安排：課時1：《光的偏振原理》課時2：《人機交互設計原則》課時3、4：《3D眼鏡設計建模與成型》

4.案例實施過程

課時1《光的偏振原理》

（1）情境建立，導入新課：教師展示熱門科技產品3D眼鏡，并邀請若干學生現場體驗，各自暢談使用感受。

（2）問題引導：通過邀請學生談談使用感受，引出探究點，即“左眼內容與右眼內容不一致”，催生教學活動。

（3）重點教學：教師借助多媒體素材，從抽象角度完整演示光的偏振過程。

（4）難點知識：依托于探究學習形式，教師提出探究問題，幫助學生識別偏振類型。

課時2《人機交互設計的原則》

（1）問題引入：通用技術學科教師明確3D眼鏡主題，展現當前主流產品，邀請學生對分別予以點評。

（2）重點知識講解：由通用技術學科教師講授如何從材質、穩定性、安全性、藝術造型、附加值等角度去解讀人機交互設計層次。

（3）學科融合探究：信息技術與物理、通用技術學科融合，開展項目式學習，依托快速成型技術，將產品創意以實物的形式呈現。

課時3《3D眼鏡的設計制作》

（1）問題引入：總結物理學科中對偏振光倉的要求與通用技術學科對眼鏡人機交互設計的要求，向學生明確項目目標。

（2）重點知識講解：solidworks軟件拉伸技巧與建立光倉、薄壁技巧與安放偏振片、軟件填充密度設置與產品重量。

（3）學科融合探究：信息技術學科與物理、通用技術學科融合，開展項目式學習，依托于3D建模與激光切割等快速成型技術，將產品創意以實物的形式呈現。

五、成效和經驗

目前，樹人鼎新學苑以“兩個中心”為建設目標，在隊伍建設、理論研究與實踐積累上取得了一定的成績。學苑現培育有地市級教育信息化專家、133創新人才、市STEAM導師、中國人工智能學會中小學專業委員會高級會員等;出版專著《人工智能—智能硬件與編程》ISBN 978-7-213-08084-5、設計開發省市級精品課程5門、金華市普高推廣課程1門;服務省級優質課2課時，地市級公開課7課時，6項創新實驗獲地市級一、二等獎，學校入選浙江省首批50例STEAM經典實踐樣態，學苑獲評市首批STEAM教育基地。

六、進一步發展的思考

隨著軟硬件建設投入的加大與實踐經驗的積累，學校將把研究重心放在如何服務多學科融合智慧教育及支撐核心素養課堂的問題上，進一步研討如何優化機制，提高站位，將自身的發展優勢轉化為區域優勢，積極承擔區域內各級各類教學技術創新的協同需求，支持范圍更廣、融合程度更深的多學科融合實踐活動，以豐富差異的需求促使自身深度發展。