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        “基于設(shè)計的學習” 在基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程中的應(yīng)用探究

        2017-04-01 17:17:28胡炫
        關(guān)鍵詞:教學活動設(shè)計信息技術(shù)課程

        胡炫

        (云南大學 職業(yè)與繼續(xù)教育學院,云南 昆明 650091)

        摘 要:信息時代改變了人們獲取知識的方式,也使學生的學習方式發(fā)生了根本變革,信息技術(shù)課程在教育教學中承擔著日愈重要的角色。傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程存在不少弊端,導致信息技術(shù)課程沒能真正發(fā)揮其在促進教育教學方面的作用。本文將“基于設(shè)計的學習”這一新興學習范式運用于基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程的實際教學中,并選擇了其中的拓展模塊進行教學模式構(gòu)建,以期能通過教學過程的詳細論述和探究,論證“基于設(shè)計的學習”能有效改進基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程的教學效率。

        關(guān)鍵詞: 基于設(shè)計的學習;信息技術(shù)課程;教學活動設(shè)計

        中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2017)06-0021-04

        一、前言

        人類進入信息時代后,信息技術(shù)在人們生活的各個領(lǐng)域產(chǎn)生著越來越重要的影響。特別在將信息技術(shù)運用于教育領(lǐng)域后,不僅改變了知識的獲取方式,也從根本上改變了學生的學習方式。由此,信息技術(shù)課程在我國各個教育階段的發(fā)展中受到了越來越多的關(guān)注和重視。在新一輪的課程改革中,強調(diào)了信息技術(shù)在素質(zhì)教育中的輔助作用?!痘A(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出:“大力推進信息技術(shù)在教學過程中的普遍應(yīng)用,促進信息技術(shù)與學科課程的整合,逐步實現(xiàn)教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式,學生的學習方式,教師的教學方式和師生互動方式的變革。充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢,為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學習工具?!币罁?jù)信息時代對人才素質(zhì)發(fā)展的要求,基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程的總目標為培養(yǎng)和提升學生的信息素養(yǎng)。[1]

        傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程大多局限于教師教,學生學的單一授課方式,仍然停留在CAI(Computer-assisted Instruction,計算機輔助教學)或CAL(Computer-assisted Learning,計算機輔助學習)階段,因此,有專家認為傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程是嫁接在傳統(tǒng)教學上,局限于低階思維能力的訓練和低階知識的學習(鐘啟泉)。專家對這種應(yīng)用信息技術(shù)的方式影響學生的智力發(fā)展表示擔憂,將之稱為“低認知水平,簡單技術(shù)操作”(黎加厚,2003)。而要真正發(fā)揮信息技術(shù)課程對培養(yǎng)學生高階思維能力,以及促進信息技術(shù)與各學科課程整合方面的作用,就要改進傳統(tǒng)信息技術(shù)課程的教學方式,提高課堂教學效率,從而推進信息技術(shù)教育真正邁進IITC(Integrating Information Technology into the Curriculum,信息技術(shù)與課程整合)階段。

        “基于設(shè)計的學習”作為一種新興的學習范式,最先由美國加州州立理工大學的多林·尼爾森教授提出,并在K12課堂取得顯著教學效果?!盎谠O(shè)計的學習”從解決真實的實際問題入手,有助于學生的動手實踐能力,自主探究能力,與他人合作能力的培養(yǎng),以及高階思維的訓練。這與信息技術(shù)課程提倡實踐性,重視學生信息素養(yǎng)相關(guān)的認知能力和思維能力培養(yǎng)的課程特征是相符合的。

        二、基于設(shè)計的學習概述

        基于設(shè)計的學習(Design-based Learning, DBL),也稱為設(shè)計型學習??肆_德納(Janet L. Kolodner)定義“基于設(shè)計的學習”是一種基于項目的學習,在這個過程中,當學生試圖設(shè)計東西時學習他們所學的知識和技能。他認為DBL是一種新的學習方法,目標是培養(yǎng)學生的基本技能和高層次的批判性思維。[2]多林·尼爾森(Doreen Nelson)認為“基于設(shè)計的學習”是學生為解決問題而設(shè)計產(chǎn)品和方案的過程,在這個過程中學生主動學習學科內(nèi)容,分析問題,建立標準,探索問題,最終創(chuàng)造性地解決問題。[3] 此外,也有學者認為設(shè)計型學習是“一種通過課程和學習項目使學生學會設(shè)計的教育模式”。[4]

        “基于設(shè)計的學習”具有以下特點:①設(shè)計性:這是DBL的核心特征。設(shè)計理念貫穿于整個教學和學習過程。②迭代性:DBL的教學過程是一個迭代循環(huán)的過程。學生在完成一次任務(wù)后,需要對其設(shè)計方案或模型進行評價和修改,并進行再次測試和循環(huán)。③反思性:學生完成設(shè)計方案或模型后,將通過評價反思的過程對方案或模型進行修改。④合作性:DBL通常強調(diào)以小組合作的方式完成設(shè)計任務(wù),并在小組之間或小組內(nèi)部進行交流展示,或評價反饋。⑤整合性:DBL的學習過程中,學習者需要調(diào)動之前學習過的知識技能,以及其他學科的知識來支持其設(shè)計任務(wù)的完成。學習者在這個過程中整合已學知識,對舊知進行深入建構(gòu),以掌握新知。

        國外對“基于設(shè)計的學習”的研究時間較長,提出了許多相關(guān)的操作模型,并在實際教學項目中進行了實踐研究,取得許多研究成果。本文依據(jù)基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程的特征,選擇其中的“基于設(shè)計的科學探究式學習循環(huán)模型”作為教學設(shè)計的參考模型?!盎谠O(shè)計的科學探究式學習循環(huán)模型”是由佐治亞理工學院的克羅德納教授提出。該模型的操作過程見圖1:

        該模型由“設(shè)計/再設(shè)計”和“調(diào)查/探索”兩個循環(huán)部分組成,兩個循環(huán)間由“需要做”和“需要知道”相連接。學習者在完成設(shè)計任務(wù)的過程中,如果遇到需要調(diào)取信息或知識來解決問題,就轉(zhuǎn)到調(diào)查/探索循環(huán)中,經(jīng)過調(diào)查、分析、探討等認知活動獲取問題解決的方法支持,然后再回到設(shè)計/再設(shè)計循環(huán)部分,如此循環(huán)往復,直至完成設(shè)計任務(wù)。

        三、基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程概述

        基礎(chǔ)教育階段包括義務(wù)教育(即小學和初中)階段和高中階段,其中,義務(wù)教育階段的信息技術(shù)課程分為兩個主要模塊:基礎(chǔ)模塊和拓展模塊,基礎(chǔ)模塊是各地各校必須完成的內(nèi)容,而拓展模塊是可以根據(jù)條件選擇開設(shè)的內(nèi)容。[6]小學/初中階段信息技術(shù)課程基礎(chǔ)模塊以“信息技術(shù)基礎(chǔ)”為主要內(nèi)容,拓展模塊內(nèi)容包括“算法與程序設(shè)計”和“機器人技術(shù)”。高中階段的信息技術(shù)課程則只包括基礎(chǔ)模塊,并列設(shè)置三個基礎(chǔ)性與方向性兼?zhèn)涞膬?nèi)容,分別為“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”、“多媒體技術(shù)應(yīng)用”和“算法與程序設(shè)計”,其指導思想是以技術(shù)應(yīng)用能力訓練為主。[7]

        義務(wù)階段信息技術(shù)課程的拓展模塊中,“算法與程序設(shè)計入門”模塊的基本定位和價值取向為:以程序設(shè)計為基礎(chǔ),以算法為核心。不以代碼編寫訓練為要義,而以程序設(shè)計方法和算法思想的體驗為旨歸。[8]主要內(nèi)容分為生活與程序,結(jié)構(gòu)與算法兩部分。強調(diào)從生活實際問題出發(fā),讓學生既能體驗并熟悉信息技術(shù)環(huán)境的優(yōu)勢,又能通過設(shè)計算法和程序結(jié)構(gòu)的實現(xiàn),以感悟理解算法和程序設(shè)計在解決生活問題中的地位和作用?!皺C器人技術(shù)”模塊的內(nèi)容涉及多門學科的知識,是國家信息化教育發(fā)展的重要內(nèi)容。機器人技術(shù)具有鮮明的實踐性,強調(diào)學生的直接經(jīng)驗和親身經(jīng)歷,學生通過觀察、思考、設(shè)計、制作和實驗等活動獲得豐富的學習體驗,在實踐中獲得知識,培養(yǎng)能力,形成意識,在實踐中檢驗設(shè)計、創(chuàng)意和成果。[9]

        依據(jù)上述拓展模塊的相關(guān)內(nèi)容,可以概括出以下內(nèi)容要求和特征:一是重視學生的直觀操作,也即是對學生實踐動手能力的要求;二是對基本程序結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,這里強調(diào)的是對學生綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);三是要求學生的學習要從實際問題的解決入手,注重的是學生解決問題的能力。四是要在學習過程中綜合運用各個學科知識。由此可見, “基于設(shè)計的學習”的特征,以及DBL對學生設(shè)計能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力和合作意識的培養(yǎng)提升作用,與拓展模塊教學的需要相契合。在基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程拓展模塊教學中引入“基于設(shè)計的學習”這一新興的教學理念,能有助于傳統(tǒng)課堂教學方式的改進。

        四、 “基于設(shè)計的學習”的拓展模塊教學活動設(shè)計

        結(jié)合基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程拓展模塊的特征,參考克羅德納“基于設(shè)計的科學探究式學習循環(huán)模型”的操作過程,筆者將拓展模塊的課堂教學活動過程分為三個階段:教學準備階段,設(shè)計任務(wù)實施階段和教學評價階段。在整個過程中,教師需要提出設(shè)計任務(wù),創(chuàng)設(shè)情境,制定評價標準,以及實施學習管理等。學習者則通過“設(shè)計——反思——再設(shè)計”的循環(huán)迭代的過程,進行自主探究、合作交流、反思總結(jié)等,直至完成教師提出的學習任務(wù)。具體教學活動過程及內(nèi)容見圖2:

        1.教學準備階段

        在此階段中,教師首先將教學目標與學生可能感興趣的現(xiàn)實問題相結(jié)合,進行學習任務(wù)的設(shè)計,這個任務(wù)要求要具有一定的挑戰(zhàn)性,能夠激起學生參與和探究的意愿。然后教師進行設(shè)計任務(wù)的情境創(chuàng)設(shè),包括教授必要的新知識和新技能,準備任務(wù)進行的場地和技術(shù)工具條件,以及挑選適合的任務(wù)參照實例等等。同時,教師也需要及時制定并公布設(shè)計任務(wù)評價的標準,讓學生明確需要做什么和怎樣進行評價和修改。

        學生在此階段中需要完成的學習任務(wù)包括獲取教師教授的新知識和技能,以及通過瀏覽教師提供的任務(wù)實例,在了解設(shè)計任務(wù)主要內(nèi)容的同時,調(diào)動出與設(shè)計任務(wù)相關(guān)的已學知識,為下一步進入任務(wù)做好知識儲備。

        2.設(shè)計任務(wù)實施階段

        教師在此階段中首先要將學生進行分組,讓學生以小組協(xié)作的方式完成設(shè)計任務(wù)。然后在學生進行任務(wù)設(shè)計的過程中,進行必要的知識指導,以及提供必需的學習資源。需要注意的是,教師此時承擔的是指導者或輔助者的工作,而不應(yīng)過多地影響學生的實踐決策。

        學生則需要根據(jù)教師提出的設(shè)計任務(wù),選擇小組感興趣并具可行性的內(nèi)容進行設(shè)計。通過小組成員協(xié)作討論,分析條件和需求,提出本小組的設(shè)計方案,并比照設(shè)計任務(wù)的評價標準進行完善,然后不斷嘗試進行設(shè)計實踐。

        在完成第一階段的設(shè)計后,教師組織學生以小組為單位進行設(shè)計成果的展示,在小組間交流設(shè)計過程中遇到的問題,分析解決問題的方法,評價任務(wù)完成的情況,從而引導學生反思總結(jié),并提出對設(shè)計任務(wù)的改進建議。學生小組針對之前設(shè)計過程中的問題,成員協(xié)同討論解決,對方案成果進行再設(shè)計。這個過程需要不斷循環(huán)往復,直至學生可以展示出一個較為完善的設(shè)計成果。

        3.教學評價階段

        教學評價包括兩個方面的內(nèi)容:一是對整個設(shè)計學習過程的評價,即過程性評價;另一個是對教學效果的評價,即總結(jié)性評價。采用的評價方法包括自評、師評和生生互評。過程性評價貫穿于整個教學活動過程,評價內(nèi)容既包括教師教授新課內(nèi)容的有效性,指導學生進行設(shè)計任務(wù)的適宜度,引導學生進行總結(jié)反思的能力,以及對教學活動過程的管控能力等;同時也包括對學生課堂教學的參與度,知識的調(diào)用和綜合應(yīng)用能力,小組協(xié)作中的合作交流能力,以及對出現(xiàn)問題時的分析解決能力等。過程性評價能夠使教師在教學過程中根據(jù)實際情況不斷進行調(diào)試和改進??偨Y(jié)性評價主要是對學生的設(shè)計方案/成果和教學目標完成情況的評價。此外,根據(jù)任務(wù)標準進行的評價是學生進行再設(shè)計的基礎(chǔ)和依據(jù),因此,教師設(shè)計評價標準的工作也很重要。

        如圖2中所示,在整個教學活動的過程中,教師的學習管理工作是貫穿始終的。在準備、實施和評價階段,雖然師生均有各自需要承擔的具體任務(wù)工作,但教師對學生活動的管控、時間階段的安排、學習場所的巡視觀察等學習管理工作是一直進行的,以此保證整個教學活動能夠有序、正常地推進。

        參照教育部基礎(chǔ)教育司發(fā)布的《中小學信息技術(shù)課程指導綱要(試行)》規(guī)定的基礎(chǔ)教育階段課程教學內(nèi)容安排,此教學活動模式可試用于以下階段的信息技術(shù)課程內(nèi)容:[10]

        小學階段:

        模塊五 網(wǎng)絡(luò)的簡單應(yīng)用(瀏覽器收集資料;使用電子郵件)

        模塊六 用計算機制作多媒體作品(多媒體作品編輯和展示)

        初中階段:

        模塊四 用計算機處理數(shù)據(jù)(電子表格、數(shù)據(jù)、圖表處理)

        模塊六 用計算機制作多媒體作品(多媒體作品文字的編輯;多媒體資料的使用;作品展示)

        高中階段:

        模塊五 數(shù)據(jù)庫初步(數(shù)據(jù)庫環(huán)境和操作;數(shù)據(jù)組織和處理)

        模塊七 用計算機制作多媒體作品(多媒體工具、資料的使用處理;作品制作和展示)

        五、總結(jié)及反思

        “基于設(shè)計的學習”強調(diào)將設(shè)計思維融入教學活動的過程中,通過為學生設(shè)計來源于現(xiàn)實問題的任務(wù),促進學生參與學習。采用小組合作探究的方式,提高學生的團隊協(xié)作精神、科學探究精神和創(chuàng)新精神。通過上述教學活動的設(shè)計過程,可以得出以下結(jié)論:

        1.“基于設(shè)計的學習”的設(shè)計任務(wù)的操作能有效支持信息技術(shù)課程拓展模塊的實踐性的實現(xiàn)。拓展模塊的突出特征就是要學生通過直觀操作,在做中學,而DBL的操作過程正是需要學生親自參與到設(shè)計成果的制作當中,并經(jīng)過不斷嘗試和操作來完成學習任務(wù)。

        2.“基于設(shè)計的學習”基于真實問題的任務(wù)設(shè)計有助于信息技術(shù)課程理論與實踐的聯(lián)系,

        并有助于培養(yǎng)學習者解決問題的能力。DBL的設(shè)計任務(wù)需要依據(jù)真實問題來制定,以此來吸引學生主動參與到學習中,這就能解決傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程教學中理論和實踐相脫節(jié)的問題。同時,在設(shè)計型學習中,設(shè)計任務(wù)的完成過程就是引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程,符合拓展模塊教學對學生解決問題能力的培養(yǎng)目標。

        3.“基于設(shè)計的學習”的教學過程有助于培養(yǎng)學習者高階思維能力。所謂高階思維是指發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或較高層次的認知能力,主要指問題求解、決策、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力。基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程拓展模塊教學的一個重要內(nèi)容就是“設(shè)計”,如算法和程序設(shè)計、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計、機器人軟件圖形模塊和程序代碼的設(shè)計等等,這與DBL的設(shè)計性特征相切合。通過在教學過程中引入設(shè)計型任務(wù),培養(yǎng)學生的設(shè)計思維,讓學生通過解決設(shè)計型的學習問題,對所學知識進行深入建構(gòu),提升其認知水平和認知能力,從而促進高階思維能力的提高。

        “基于設(shè)計的學習”作為一種新興的教學理念,將它運用于理論與實踐并重,重視學生動手操作能力的信息技術(shù)課程中,是具有適應(yīng)性和優(yōu)越性的。但是本文的研究同樣具有局限性:一是缺少教學實例驗證。教學活動過程的設(shè)計模式需要選擇拓展模塊中具體的課程內(nèi)容進行實踐操作,以此對過程模式的可行性進行驗證,并通過教學評價進行修改和完善。DBL在課堂教學中的實踐應(yīng)用,需要不斷進行總結(jié)和反思,才能真正發(fā)揮其對提高課堂教學效率的作用。二是缺少對信息技術(shù)課程的其他模塊的論證。本文只針對基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程的拓展模塊進行了論述,對DBL應(yīng)用于信息技術(shù)課程的其他模塊的適用性需要進行進一步的探索和研究。

        參考文獻:

        [1][6][7][8][9]中國教育技術(shù)協(xié)會信息技術(shù)教育專業(yè)委員會.基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標準(2012版)[EB/OL].2012.

        [2]W. K.Esler,Mary.Esler.Teaching Elementary Science[M].Wadworth Publishing Company,1993,8.

        [3]趙曉清.基于設(shè)計的學習促進學生創(chuàng)新能力的調(diào)查研究[J].赤峰學院學報:自然科學版,2014,21):186-187.

        [4]Prof.dr.W.H.F.W.Wijnen.Towards Design-Based Learning[EB/OL].http://w3.tue.nl/dileadmin/stu/stu_oo/doc/OGO_brochure_1_EN.pdf,2009-06-15

        [5]李美鳳,孫玉杰.國外“設(shè)計型學習”研究與應(yīng)用綜述[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2015.

        [10]教育部基礎(chǔ)教育司.中小學信息技術(shù)課程指導綱要 (試行).2001.(編輯:郭桂真)

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