胡正紅

（太原師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系，太原 030619）

0 引言

當(dāng)今教育面臨的一個(gè)最大的問題是：如何結(jié)合當(dāng)今學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)：多任務(wù)、視覺化、隨機(jī)性、高水平交互、快速能力，改革教育方法與內(nèi)容[1]；如何幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，進(jìn)一步建立有意義的知識(shí)建構(gòu)，提高學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化“未來”內(nèi)容的教學(xué)。

信息時(shí)代，知識(shí)浩如煙海，技術(shù)更新周期短，需要學(xué)習(xí)者不斷取舍更新有智慧地學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)能力是一種智慧學(xué)習(xí)，是信息時(shí)代創(chuàng)新人才的特征。這種人才的積累與國(guó)家振興、企業(yè)發(fā)展密切相關(guān)，需要智慧教育環(huán)境的支持，因此，我們國(guó)家針對(duì)“智慧教育”及其環(huán)境建設(shè)進(jìn)行了相關(guān)研究，希望能通過改變教育環(huán)境及教育理念，培養(yǎng)具備新世紀(jì)學(xué)習(xí)特征的全新人才。

智慧學(xué)習(xí)依托于智慧教育環(huán)境，是信息時(shí)代新的學(xué)習(xí)模式；專業(yè)化人才需要掌握領(lǐng)域知識(shí)，實(shí)驗(yàn)是建構(gòu)理工學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的基石，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要教師的有效指導(dǎo)，更需要學(xué)習(xí)者的參與、討論。本文對(duì)基于智慧學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特征進(jìn)行梳理，提出智慧學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的教學(xué)探索。

1 智慧教育與智慧學(xué)習(xí)的概念

信息化環(huán)境下的“智慧教育”可以追溯到錢學(xué)森先生在1997年開始倡導(dǎo)的“大成智慧學(xué)”，英文名稱為Science of Wisdom in Cyberspace，Cyberspace是指網(wǎng)絡(luò)交互信息空間的總稱[2]；中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)對(duì)“智慧教育”的定義是：智慧教育是種最直接的、幫助人們建立完整智慧體系的教育方式[2-3]，其教育宗旨在于，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)自己的智慧，協(xié)助學(xué)習(xí)者發(fā)展自己的智慧，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者應(yīng)用自己的智慧，培養(yǎng)創(chuàng)造自己的智慧[2-3]。

智慧學(xué)習(xí)是在智慧教育浪潮推動(dòng)下學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變模式[4]，不同于傳統(tǒng)教學(xué)下的學(xué)習(xí)模式，學(xué)習(xí)者可借助互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù)隨時(shí)進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)。對(duì)于智慧學(xué)習(xí)的概念定義，Gyu-seong Rho認(rèn)為[2，4-5]，智慧學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)者自我指導(dǎo)的以人為本的學(xué)習(xí)方式，它通過智慧信息技術(shù)與學(xué)習(xí)活動(dòng)整合讓學(xué)習(xí)者容易訪問到信息資源，以支持學(xué)習(xí)者之間或者學(xué)習(xí)者與教師之間的有效交互，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)自我指導(dǎo)的學(xué)習(xí)環(huán)境[2,4-5]。賀斌指出[4，7]，“智慧學(xué)習(xí)”是一種學(xué)習(xí)者自我指導(dǎo)的、以學(xué)習(xí)者為中心、具有完整學(xué)習(xí)體驗(yàn)的新型學(xué)習(xí)范式[4，7]。

2 基于智慧學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特征

理工科專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)包括理論知識(shí)、實(shí)踐技能知識(shí)，實(shí)踐技能知識(shí)的學(xué)習(xí)需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)的支持，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的過程中不僅培養(yǎng)其動(dòng)手能力，更是培養(yǎng)一種探究能力，這種能力就是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、有目的性的獲取知識(shí)、敢于應(yīng)用知識(shí)、找到解決問題途徑的能力。

2009年，IBM首倡智慧教育概念，指出“學(xué)習(xí)者的技術(shù)沉浸、個(gè)性化和多元化的學(xué)習(xí)路徑”是智慧教育的五個(gè)特征之一[3]。因此，基于智慧學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅重視實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果更轉(zhuǎn)向注重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的專注能力，提高其綜合能力、探究能力，學(xué)習(xí)方式從課堂學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向課堂學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)的結(jié)合，它有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的統(tǒng)一化學(xué)習(xí)與差異化學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)化

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)如同一個(gè)“教學(xué)工廠”，整個(gè)教學(xué)過程是統(tǒng)一的線性過程[7]，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑是同質(zhì)的和線性的。教師按照實(shí)驗(yàn)大綱，統(tǒng)一步調(diào)進(jìn)行教學(xué)，指定實(shí)驗(yàn)要求；學(xué)習(xí)者按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，統(tǒng)一完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，記錄統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提交統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)評(píng)分。

圖1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

實(shí)際上，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力不是統(tǒng)一的水平，同樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，基礎(chǔ)弱者做二三遍，理解力強(qiáng)者，做一遍就可以或者跳過不做也可以，學(xué)習(xí)能力的差距需要教學(xué)的差異性設(shè)計(jì)。在智慧學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，可以遵循學(xué)習(xí)者的能力令其自定步調(diào)設(shè)置學(xué)習(xí)路徑，既有包含基礎(chǔ)知識(shí)的必做模塊，構(gòu)成統(tǒng)一線性路徑，又有兼顧到不同能力水平的選做模塊，學(xué)習(xí)路徑個(gè)性化、多元化，使知識(shí)從點(diǎn)到面、從整體到局部。據(jù)此，教師可以設(shè)計(jì)不同層次、難度各異的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，讓學(xué)生自主選擇，分層次多目標(biāo)進(jìn)行評(píng)測(cè)。

2.2 學(xué)習(xí)是教室內(nèi)外空間的融合

在“智慧學(xué)習(xí)”教育理念指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)場(chǎng)所不再局限在封閉的實(shí)驗(yàn)室，還擴(kuò)展到教室外部空間，是教室內(nèi)外空間的融合。在新的教育理念指下，教師制定新的實(shí)驗(yàn)大綱，提供有層次性的實(shí)驗(yàn)方案，將實(shí)驗(yàn)?zāi)K分為基礎(chǔ)模塊、設(shè)計(jì)模塊。其中設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有一定的實(shí)現(xiàn)難度，操作思維有時(shí)會(huì)陷入一種僵局，思維方向錯(cuò)誤導(dǎo)致執(zhí)行不通，這時(shí)需要學(xué)生走出封閉的教室，借助于泛在網(wǎng)絡(luò)查找豐富的信息資源、加入課程學(xué)習(xí)群體、參與學(xué)習(xí)討論，拓展思維方向，科學(xué)地分析、歸納、整理，問題迎刃而解。

圖2 “智慧學(xué)習(xí)”指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

2.3 正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的融合

智慧學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者根據(jù)需要隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，是將課堂正式學(xué)習(xí)與課后非正式學(xué)習(xí)相互結(jié)合的學(xué)習(xí)。正式學(xué)習(xí)，是在規(guī)定時(shí)間、正式場(chǎng)所發(fā)生的教學(xué)性的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者以班級(jí)為學(xué)習(xí)群體，隨著課堂教學(xué)進(jìn)行的學(xué)習(xí)，參與完成各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)[8]；非正式學(xué)習(xí)指學(xué)習(xí)者在課堂教學(xué)活動(dòng)以外的學(xué)習(xí)，以學(xué)習(xí)興趣為動(dòng)力，自己選擇時(shí)間和場(chǎng)所，通過課堂外的答疑探討來深入理解和掌握知識(shí)[8]。非正式學(xué)習(xí)無處不在，可以更好地轉(zhuǎn)化為泛在學(xué)習(xí)。

在智慧學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，正式學(xué)習(xí)帶著明確的目的而學(xué)習(xí)，非正式學(xué)習(xí)具有清晰的目標(biāo)，如改進(jìn)程序設(shè)計(jì)的漏洞或查找實(shí)驗(yàn)失誤的原因。無論正式學(xué)習(xí)還是非正式學(xué)習(xí)，在“智慧學(xué)習(xí)”中都更加注重沉浸性、自然性，沉浸感越強(qiáng)，自然性越濃，學(xué)習(xí)效果越好。

3 基于智慧學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

由上所述，在智慧學(xué)習(xí)視角下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師可針對(duì)學(xué)生能力制定不同的實(shí)驗(yàn)方案，在泛在網(wǎng)絡(luò)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源庫的多種環(huán)境支持下，提供差異化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，綜合Web程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)的特點(diǎn)，幾年來做了一些教學(xué)實(shí)踐，下面對(duì)基于智慧學(xué)習(xí)的Web程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出一些教學(xué)設(shè)計(jì)。

Web應(yīng)用程序開發(fā)課程主要講授Web網(wǎng)站開發(fā)所要掌握的各種技術(shù)、操作方法和設(shè)計(jì)技巧。該課程內(nèi)容包括網(wǎng)頁設(shè)計(jì)HTML5標(biāo)記語言的使用、Web窗體頁面的設(shè)計(jì)、Web內(nèi)置對(duì)象的使用、Web母版頁及主題的設(shè)置、Web服務(wù)器控件的應(yīng)用、Web數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息交互的設(shè)計(jì)等技術(shù)。涉及程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、軟件工程等計(jì)算機(jī)前導(dǎo)課程知識(shí)，知識(shí)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)。因而，Web程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)設(shè)定時(shí)要充分考慮到：結(jié)合與其他課程的關(guān)聯(lián)特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容分為獨(dú)立的教學(xué)模塊，提供與其相關(guān)的前導(dǎo)課程的知識(shí)資源，安排學(xué)生自主學(xué)習(xí)；再將獨(dú)立的教學(xué)模塊關(guān)聯(lián)整合，成為綜合課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。每個(gè)獨(dú)立的教學(xué)模塊由知識(shí)單元組成，其設(shè)置遵循以下原則設(shè)置。

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的差異化

首先我們重新制訂實(shí)驗(yàn)大綱，設(shè)計(jì)層次性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模塊5個(gè)，每個(gè)模塊包括基本模塊、設(shè)計(jì)模塊。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中基本模塊按照全體學(xué)習(xí)者能達(dá)到的能力水平統(tǒng)一步調(diào)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)模塊對(duì)學(xué)習(xí)能力水平要求較高，設(shè)定較高層次的教學(xué)目標(biāo)。最終將所有模塊結(jié)合起來完成Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)課程的綜合性實(shí)驗(yàn)。

3.2 教學(xué)活動(dòng)的統(tǒng)一步調(diào)與自定步調(diào)

教學(xué)過程中，基本模塊教師可以統(tǒng)一教學(xué)步調(diào)，進(jìn)行具體操作指導(dǎo)，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)形成統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于設(shè)計(jì)模塊教師提供不同層次的課程資源，學(xué)生根據(jù)自己的能力，自定步調(diào)自主學(xué)習(xí)形成學(xué)習(xí)小組完成設(shè)計(jì)模塊，實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)、疑點(diǎn)教師只是給予思路上的指導(dǎo)，具體由學(xué)生協(xié)作討論、查閱信息資源來具體完成。

Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要的素材眾多、遇到的問題繁雜，程序調(diào)試繁瑣，結(jié)合該課程實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，我們提供或設(shè)計(jì)課程資源，學(xué)生在正式教學(xué)前進(jìn)行非正式學(xué)習(xí)，如通過微信公眾號(hào)獲取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的準(zhǔn)備工作，自己預(yù)做實(shí)驗(yàn)，疑難問題留作正式教學(xué)中教師指導(dǎo)，正式教學(xué)時(shí)關(guān)鍵步驟教師講解指導(dǎo)，學(xué)習(xí)者統(tǒng)一操作，層次高的選修實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)者在課堂外操作學(xué)習(xí)，遇到問題通過網(wǎng)絡(luò)交流學(xué)習(xí)，加入學(xué)習(xí)社群提出待解問題，開拓思維從新的角度切入問題，找到解決方法。由此，形成新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，如圖3所示。

表1 Web應(yīng)用程序開發(fā)課程實(shí)驗(yàn)大綱設(shè)定

圖3 智慧學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3.3 學(xué)習(xí)的方式與考核方式改變

智慧學(xué)習(xí)下的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使得學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程和內(nèi)容上發(fā)生變化，教學(xué)考核方式也有變化，表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)、個(gè)體學(xué)習(xí)到群體學(xué)習(xí)、注重實(shí)驗(yàn)參與過程、考核評(píng)估幾個(gè)方面。

第一，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)方面，從文字到富媒體表達(dá)。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，單純由文字組成，新模式下的教學(xué)要求學(xué)習(xí)者以各種形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與過程，如項(xiàng)目的系統(tǒng)分析、模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)以文字呈現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)成果提供源程序代碼，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果提供截圖、運(yùn)行的小視頻，調(diào)試問題提供文字和圖片等。

第二，學(xué)習(xí)組織形式從個(gè)體學(xué)習(xí)到群體學(xué)習(xí)?，F(xiàn)代信息社會(huì)，知識(shí)更新快、容量大，不論學(xué)習(xí)還是工作都需要協(xié)作。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，個(gè)體學(xué)習(xí)者融入環(huán)境加入到學(xué)習(xí)社群，自發(fā)形成合作小組，互相鼓勵(lì)促進(jìn)，在協(xié)作中學(xué)習(xí)，在討論中提高。學(xué)習(xí)者從接受者成為主動(dòng)參與者，獲得知識(shí)體驗(yàn)，建構(gòu)起知識(shí)體系。

第三，實(shí)驗(yàn)從注重結(jié)果到注重參與過程的轉(zhuǎn)變。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)一規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式提交；在新的模式下，我們注重參與者的實(shí)驗(yàn)方法、步奏，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的問題，學(xué)習(xí)者應(yīng)認(rèn)真記錄筆記，如遇到的問題、調(diào)試的方法、采取的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果等。

第四，評(píng)估方式的轉(zhuǎn)變。我們將成績(jī)分為平時(shí)成績(jī)，期末測(cè)評(píng)，各占60%，40%。平時(shí)成績(jī)是教師對(duì)學(xué)生的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目打分計(jì)算平均分；期末考核，學(xué)生分組自定實(shí)驗(yàn)題目，完成綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生小組互評(píng)打分，教師測(cè)試系統(tǒng)評(píng)估成績(jī)，綜合得出項(xiàng)目成績(jī)，該成績(jī)是組長(zhǎng)的期末成績(jī)，組長(zhǎng)根據(jù)組員的參與表現(xiàn)給組員打分。

圖4 智慧學(xué)習(xí)下Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)課程考核方式

4 結(jié)語

在新的模式下，平時(shí)成績(jī)考核以實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果為主，注重實(shí)驗(yàn)筆記與實(shí)驗(yàn)調(diào)試，學(xué)生必須提交實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程記錄。期末成績(jī)以項(xiàng)目演示視頻、程序代碼、設(shè)計(jì)論文形式提交，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的層次、實(shí)驗(yàn)的完成質(zhì)量檢測(cè)評(píng)分。

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