信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的教學(xué)探究

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能”“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，人們獲得與運(yùn)用知識(shí)的方式正發(fā)生著變化，信息技術(shù)也在教育教學(xué)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

舒爾曼在《知識(shí)與教學(xué)：新革命的基石》中提到了教學(xué)的知識(shí)基礎(chǔ)，包括學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（CK）、一般教學(xué)法知識(shí)（PK）和學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）。在PCK的基礎(chǔ)上引入技術(shù)知識(shí)（TK），就構(gòu)建了TPACK理論框架，即整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）理論，強(qiáng)調(diào)在信息技術(shù)支持下開(kāi)展學(xué)科教學(xué)的知識(shí)與能力，即信息技術(shù)、教學(xué)法以及學(xué)科內(nèi)容三者有機(jī)融合。同時(shí)，有學(xué)者基于TPACK理論總結(jié)出了內(nèi)容表征驅(qū)動(dòng)、技術(shù)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和教學(xué)改進(jìn)驅(qū)動(dòng)三種推理路徑，為信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合提供了新的教學(xué)思路和方法。

根據(jù)TPACK理論以及三種教學(xué)推理，我們以學(xué)生建構(gòu)知識(shí)和實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目的，從教學(xué)流程出發(fā)，歸納出基于TPACK理論的深度學(xué)習(xí)教學(xué)思路，本文簡(jiǎn)稱(chēng)為“CTP深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)思路。下面以廣州市信息科學(xué)教科書(shū)《程序設(shè)計(jì)初步》中的內(nèi)容《Python中的數(shù)據(jù)》為案例進(jìn)行闡述。

前期分析和整合

前期分析和整合主要是以課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)為內(nèi)核，確定教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)或核心概念等。例如，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)確定核心概念，核心概念指引教材整合，形成教學(xué)單元，教學(xué)單元分解或重構(gòu)每一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容需匹配教學(xué)對(duì)象的水平，根據(jù)教學(xué)對(duì)象確定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定，學(xué)習(xí)目標(biāo)又體現(xiàn)了核心概念。各元素之間是密切聯(lián)系的。

本案例首先根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)的要求，整理出核心的概念：數(shù)據(jù)類(lèi)型、常量、變量、表達(dá)式等。其次，對(duì)教材進(jìn)行整合并確定本課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)校學(xué)生的水平，不適宜設(shè)計(jì)難度較大的項(xiàng)目，主要以掌握基礎(chǔ)知識(shí)為主，因此本單元的主題確定為“Python小游戲集”。該部分概念性知識(shí)較多、零散且復(fù)雜，所以教師要借助編程實(shí)例，將理論知識(shí)融入教學(xué)實(shí)例，把第二課時(shí)的賦值語(yǔ)句整合到本案例中學(xué)習(xí)。最后，分析教學(xué)對(duì)象，確定教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。本案例的對(duì)象是八年級(jí)學(xué)生，通過(guò)第一節(jié)課的學(xué)習(xí)已初步了解了算法的含義、編程工具軟件的使用方法，但是理論依然過(guò)多，學(xué)生容易出現(xiàn)厭學(xué)情緒。教師應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)有深刻學(xué)習(xí)體驗(yàn)的活動(dòng)來(lái)吸引學(xué)生，再根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)制定教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。

TPACK教學(xué)推理

TPACK教學(xué)推理是CTP深度學(xué)習(xí)教學(xué)思路中重要的一環(huán)。面向教育的信息技術(shù)應(yīng)對(duì)學(xué)科內(nèi)容的本質(zhì)、教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生影響。進(jìn)行TPACK教學(xué)推理時(shí)，要先理解和分析學(xué)科教學(xué)知識(shí)，然后從信息技術(shù)、教學(xué)法、學(xué)科內(nèi)容三個(gè)角度去思考，對(duì)應(yīng)三個(gè)教學(xué)推理路徑，從而有利于信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的進(jìn)一步融合。

由于本案例概念性知識(shí)點(diǎn)多且復(fù)雜，學(xué)生容易感到枯燥，學(xué)習(xí)效果可能會(huì)不好。因此，本案例選擇用技術(shù)替代原先較為枯燥的教學(xué)環(huán)節(jié)。課前，為了方便學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和對(duì)學(xué)生有較準(zhǔn)確的預(yù)評(píng)估，教師先采用了UMU平臺(tái)進(jìn)行知識(shí)的前測(cè)并上傳微課給學(xué)生預(yù)習(xí)。在課堂中，教師可以融合多種信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)：第一，讓學(xué)生利用訊飛星火大模型與AI對(duì)話(huà)的方式理解變量；第二，通過(guò)教師本人的虛擬數(shù)字人來(lái)講解賦值語(yǔ)句的作用，給學(xué)生不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；第三，通過(guò)易學(xué)課堂輔助系統(tǒng)進(jìn)行小測(cè)試并給予即時(shí)反饋和錯(cuò)題重做的機(jī)會(huì)；第四，本案例還利用了電子教室、點(diǎn)名器、計(jì)時(shí)器等信息技術(shù)工具，有利于課堂教學(xué)管理和隨機(jī)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)一體化。在課后，利用UMU平臺(tái)進(jìn)行知識(shí)后測(cè)和對(duì)學(xué)習(xí)效果的自評(píng)和反思，有利于教師了解教學(xué)效果。

將訊飛星火大模型、虛擬數(shù)字人等AI技術(shù)融入課堂教學(xué)，一方面是為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面是讓學(xué)生通過(guò)活動(dòng)學(xué)會(huì)利用AI技術(shù)解決學(xué)習(xí)和生活中的問(wèn)題，從而打開(kāi)學(xué)生思路，提高學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)。

預(yù)評(píng)估與任務(wù)設(shè)計(jì)

教師可采取測(cè)驗(yàn)和隨機(jī)調(diào)查的方式進(jìn)行預(yù)評(píng)估，達(dá)到以下目的：了解學(xué)生已經(jīng)知道了什么，從哪里開(kāi)始教；學(xué)生了解某一概念需花多長(zhǎng)時(shí)間；方便對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組；需擴(kuò)展哪方面的學(xué)習(xí)；學(xué)生應(yīng)掌握哪些基礎(chǔ)背景知識(shí)等，為后面的教學(xué)做鋪墊。

任務(wù)設(shè)計(jì)是教學(xué)的重要組成部分，學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)可達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，所以設(shè)計(jì)的任務(wù)必須是可測(cè)可評(píng)的。設(shè)計(jì)的任務(wù)要用核心行為動(dòng)詞來(lái)細(xì)化內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，而不是用“了解”“掌握”“理解”等心理術(shù)語(yǔ)來(lái)描述，可以用“獨(dú)立完成練習(xí)”“小組合作完成探究”“自行地提出實(shí)例或解釋實(shí)例”等詳細(xì)表述。例如，本案例的任務(wù)二，如表所示，是一種較為詳細(xì)的表述，它對(duì)應(yīng)前面提到的“通過(guò)自主探究和小組合作學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)利用AI數(shù)字技術(shù)工具解決學(xué)習(xí)和生活中的問(wèn)題”的數(shù)字目標(biāo)。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)除了關(guān)注教師的“教”，更要關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”以及學(xué)得怎樣的“評(píng)”，即“教—學(xué)—評(píng)”的一致性。在設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)，可借鑒以下幾點(diǎn)：第一，教學(xué)過(guò)程中的活動(dòng)其目的和意義是有目標(biāo)的指向性。第二，教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)要嵌入可測(cè)評(píng)的任務(wù)，例如本案例其中一個(gè)任務(wù)是“讓學(xué)生結(jié)合實(shí)例用自己的話(huà)說(shuō)說(shuō)什么是變量”，學(xué)生能否說(shuō)出理解變量的實(shí)例，這是教師容易評(píng)價(jià)的。第三，教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)學(xué)習(xí)的進(jìn)階，著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，利用AI輔助學(xué)習(xí)的任務(wù)從“理解概念”到“對(duì)比異同”再到“用生活實(shí)例說(shuō)出變量”，就是從易到難促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的過(guò)程。第四，教學(xué)過(guò)程要盡量讓學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)，更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐和思考的深度，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的變革，讓學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)與AI對(duì)話(huà)后如何去解決疑惑的過(guò)程。同時(shí)，信息技術(shù)的參與有利于進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)，有利于課堂數(shù)據(jù)的留痕或留存，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)。使用相應(yīng)的平臺(tái)和課堂輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“教—學(xué)—評(píng)”的一體化，不但使數(shù)據(jù)得以留存，更重要的是創(chuàng)建了學(xué)生線(xiàn)上和線(xiàn)下混合學(xué)習(xí)的環(huán)境。

總之，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合，需改變的不單是信息技術(shù)，還包括教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。無(wú)論采用何種教學(xué)思路或模式，教師都要幫助學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。教師要結(jié)合時(shí)代的特點(diǎn)，更新教學(xué)思路，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的深度融合，讓核心素養(yǎng)真正落地，提高教育教學(xué)質(zhì)量。

（本文系廣州市教育科學(xué)規(guī)劃2024年度智慧教育專(zhuān)項(xiàng)課題“信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的策略研究——以我校若干學(xué)科為例”的研究成果，課題編號(hào)：202316095）

責(zé)任編輯/李慕絢