混合學習下計算機類課程的LBD教學實踐探索

陳 靜，錢言玉，江 慧

(合肥師范學院 計算機學院，安徽 合肥 230601)

1 理論基礎

基于設計的學習(LBD，Learning By Design)是由美國的尼爾森基提出。目前比較典型的學習模式有尼爾森基提出的“逆向思維”學習模型和克羅德納的“雙循環(huán)探究模型”。LBD強調(diào)學習的設計性和迭代性，它認為學習是不斷地設計，不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、完善設計的循環(huán)過程?？肆_德納[1]認為以科學素養(yǎng)為目標的科學教育關(guān)注以復制的方式進行設計和調(diào)查實踐，學生在設計與實踐過程中可能重復地使用相同的技能，在小組協(xié)作的過程中進行知識的內(nèi)化和提升。設計型學習強調(diào)學生在具體的任務或挑戰(zhàn)情境中主動探究，在實踐活動中動手設計、創(chuàng)造[2]。

高校計算機類課程主要培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、動手操作能力，尤其是在以應用型人才為培養(yǎng)目標的高校中，在學生對計算機的操控能力、程序編寫能力等方面都有著實踐性的要求。故克羅德納的設計、探究的思想符合計算機類課程的教學要求?；旌蠈W習是近年較流行的新型教學模式，在高校教學中應用較廣泛?！癰lended”的意思是融在一起使取得更好的效果(Mix Together and Make things better)，它有“結(jié)合后產(chǎn)生更好的效果”[3]的含義?；旌蠈W習強調(diào)的是線上和線下的融合，無論是資源還是環(huán)境上的混合，都是為了更好地服務教學。混合學習的核心思想是以混合形式實現(xiàn)傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代信息技術(shù)支持下學習方式的優(yōu)勢互補來獲取學習效益最大化[4]。

2 混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式

根據(jù)混合學習和LBD理論的分析，混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式構(gòu)建如圖1。遵循基于設計的學習的思想，將其兩個核心“設計/再設計”“調(diào)查/探究”分別放在課堂教學和在線學習中。通過具體項目任務，激發(fā)學習實施設計的積極性。整個教學模式過程是循環(huán)閉合的動態(tài)教學系統(tǒng)。

2.1 課堂教學

在課堂教學部分，教師的主要任務有：確定任務、目標解釋、點評/問題、難點講解。學生主要開展分組協(xié)作、設計作品、作品展示、小組交流等。教師在課堂教學中，展示出本次課程的任務，解讀完成這個任務需要達到的要求。學生通過異質(zhì)分組，通過小組交流、小組協(xié)作進行作品的設計。教師在此過程中進行指導點評，指出問題。學生的作品進行交流展示，教師提出問題，并對典型問題中體現(xiàn)的知識點進行講解。學生帶著問題，進入線下學習。

2.2 在線學習

在線學習是在課堂教學實施的基礎上，學生對于設計作品的問題進行探究和調(diào)查的過程。教師在在線平臺中創(chuàng)建資源，提供給學生學習。學生通過小組交流，探究問題。教師在過程中給予針對性的指導。通過在線學習過程的問題探究，學生在下一次的課堂教學中進行作品的再次設計。

3 混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式實踐研究

吳南中提出，混合學習的實現(xiàn)途徑是以數(shù)據(jù)支撐為依托，將更好地對獲取、交流和提升知識層次的各類方式進行選擇，以實現(xiàn)在線學習與課堂教學有機融合[5]。為了探尋混合學習下基于設計的學習模式是否對當前新技術(shù)時代的學習有積極的促進作用，筆者采用實驗研究的方法獲取數(shù)據(jù)并進行分析。

3.1 實驗安排

以計算機類課程“計算機為基礎”為例，選取平行班級為實驗對象，進行實驗研究?！坝嬎銠C基礎”課程是大學生通識必修課程，旨在培養(yǎng)大學生的信息素養(yǎng)能力和實踐操作能力。課程要求學生掌握實際的操作技能。課程目標強調(diào)學生操作技能的掌握程度，重視學生的動手實踐能力的培養(yǎng)。

選取班級2018環(huán)境設計1班(26人)為實驗班、2018環(huán)境設計2班(24人)為對照班。課程內(nèi)容選?。旱诙卧娮颖砀褴浖﨓xcel實用技術(shù)技巧。時間為2周，總計6學時。

3.2 實驗實施

為了解兩個班級實驗對象在excel知識基礎上是否有差異，采用在線平臺的測試功能進行了前測。使用SPSS的方差分析，測驗結(jié)果如表1：

表1 學生成績前測

兩組測驗平均分分別為66.9和67.4，差異不大。獨立樣本T檢驗中，方差齊性F=1.681，p=0.201>0.05,方差齊。T檢驗t=0.240，P=0.812>0.05,說明兩個班成績無明顯差異。

3.2.1 第1周課程內(nèi)容

實驗班：首先，教師在課堂中展示本章的任務，為歌唱比賽制作一個綜合的評分表。然后，教師展示這個任務成品的評價指標，需要有哪些元素。學生理解任務之后，教師根據(jù)學生自愿和學生的特點進行分組，讓小組成員進行協(xié)作設計。在小組進行設計的過程中，教師根據(jù)學生的制作情況進行個別化的指導。根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，教師對典型的問題進行講解和引導，比如文本的數(shù)據(jù)輸入、邊框的添加等知識點。學生根據(jù)教師的講解對作品進行修改再設計。最后，學生小組形式展示作品。教師根據(jù)作品的情況提出與標準不符合的地方，學生進行課下探究。課下環(huán)節(jié)，學生通過對資源的學習找到解決問題的辦法。教師線上進行答疑和解惑。平臺將線上學生探究的過程與小組討論的過程都記錄下來，作為成績的考核依據(jù)。小組發(fā)現(xiàn)問題后，需要填寫教師發(fā)放的探究計劃表格。

對照班：課程內(nèi)容講解，案例1：表格的填充與美化。課后布置MOOC資源的學習與小組討論。

表2 教學環(huán)節(jié)

第1周課程學習中MOOC平臺訪問學習情況，統(tǒng)計如表3。從數(shù)據(jù)看，對于視頻資源等的學習，實驗班整體完成率高于對照班，在討論中實驗班也相對積極。

表3 線下活動統(tǒng)計表

3.2.2 第2周課程內(nèi)容

實驗班：第2周的課程，學生在課下探究的基礎上，進行協(xié)作設計關(guān)于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。在巡視的過程中觀察學生的行為并進行記錄。根據(jù)觀察到的學生遇到的問題，進行難點講解(IF函數(shù)、rank函數(shù))。學生根據(jù)教師的講解修改設計。作品完成后，以小組的形式進行作品展示講解。教師進行點評和找出問題，學生課下繼續(xù)探究。

最后，對照評價指標，對整個作品進行點評，學生進行反思，開展小組之間的互評等方式進行評價。過程如表4。

對照班：課程內(nèi)容講解案例2：公式和函數(shù)，講授常用的函數(shù)的使用方法。課后布置學生MOOC視頻的學習和鞏固。

3.2.3 過程性考核組成

教學評價指以教學目標為依據(jù)，制定科學的標準，運用一切有效的技術(shù)手段，對教學活動及其結(jié)果進行測定、衡量，并給以價值判斷[6]。在2周課程內(nèi)容的學習結(jié)束后，以在線測試的方式對學生的知識掌握能力進行測試。而學生這部分內(nèi)容的最終成績由過程性的考核組成。一部分是學生作品的完成情況，占60%，對照評價標準來進行評分。另一部分是學生的探究記錄和討論記錄，學生的線下探究包括視頻的學習情況，討論的情況占20%，由平臺導出數(shù)據(jù)。學生的分工記錄及其他討論，學生以截圖的形式和電子文檔形式進行提交。

表4 教學活動

3.3 實驗結(jié)果

通過2周的實踐教學，本研究在學生的成績和學生的態(tài)度上進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

3.3.1 成績分析

檢驗2周課程內(nèi)容學習成果，對第二單元內(nèi)容進行測試。客觀測試分數(shù)使用SPSS分析，結(jié)果如表5。兩組測驗平均分分別為79.7和74.1，實驗班平均分高于對照班。獨立樣本T檢驗中，方差齊性F=3.403，p=0.071<0.05,方差不齊。T檢驗t=2.386，P=0.021<0.05,說明兩個班成績有差異(表6)。

表5 過程性考核

表6 學生成績后測

3.3.2 問卷調(diào)查分析

經(jīng)過2周的基于設計的學習模式實踐，在實驗班中開展了問卷調(diào)查。了解學生對此教學模式的接受程度和建議。選取部分問卷內(nèi)容統(tǒng)計如表7。

表7 學生問卷調(diào)查分析

從學生的成績和問卷調(diào)查的結(jié)果看，采用基于設計的學習模式讓學生更主動地參與到學生的過程中，更體現(xiàn)了“以學習者為中心”的核心。學生在設計作品過程中，互相討論、分工、協(xié)作，小組成員得到了更多的成就感，學生的成績也比常規(guī)的教學有所提升。問卷調(diào)查中大部分學生對于基于設計的學習模式持認可的態(tài)度。當然也有學生表示基于設計的學習對學生的要求相對高一些，增加了學習壓力。教師在設計任務時，可根據(jù)學生的情況設計難度合理的任務。

4 混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式優(yōu)勢

4.1 促進學生知識回顧和整合

混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式以一個整體的任務為驅(qū)動，這個任務不是一次性能完成的，需要經(jīng)過不停的再設計再修改的過程。每一次的完善都需要在了解前一次設計的基礎上才能實現(xiàn)。所以，這個學習過程督促學生對以往知識進行回顧和整合。學生在課下的線上學習中，自覺地學習各種形式的資源進行知識探究和回顧。學生每一次對任務成品的再設計過程，是在了解前一次不足的基礎上進行的。整個任務的完成過程是整個知識體系的融合過程，促進了知識的整合，有利于學生對于系統(tǒng)知識的把握。

4.2 促進小組協(xié)作與知識建構(gòu)

混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式以小組的形式進行。小組成員的合作在整個設計學習過程中占重要的位置，在任務成品的完成過程中，小組的分工、討論等都是必不可少的部分。在整個設計學習模式中，小組協(xié)作不斷加深，學生之間的了解也在加深，有利于學生之間的知識建構(gòu)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，學生在基于設計的學習模式中更積極地參與小組討論和任務合作。學生在參與小組協(xié)作過程中，加強了自身技能，鍛煉了動手能力。

4.3 激發(fā)學生的學習積極性

混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式是本著任務的循環(huán)設計為主線的學習過程。學生為了完成更加符合標準的任務成品，會自覺地進行各項的學習活動，在整個過程中激發(fā)了學生的學習積極性。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，學生在基于設計的學習模式下，更積極地進行線上學習、在線討論等。學生在完成作品的過程中收獲了自豪感，激發(fā)學生的自信心，以更積極的態(tài)度參與到學習中。

5 結(jié)論

本研究構(gòu)建混合學習環(huán)境下基于設計的學習模式，教學實驗結(jié)果表明基于設計的學習學生的成績得到了提升，問卷調(diào)查的結(jié)果顯示，大部分學生對于基于設計的模式是認可的。本研究還進一步指出，該模式在促進學生知識回顧和整合、促進小組協(xié)作與知識建構(gòu)、激發(fā)學生的學習積極性等方面具有一定優(yōu)勢。