教育信息化背景下的混合式教學(xué)模式研究

石 慧，李延秋，任永功

（1.遼寧師范大學(xué) 計算機與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116029；2.西城小學(xué)，遼寧 大連 116021）

0 引言

《中國教育現(xiàn)代化2035》明確指出，“到2035年，總體實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，邁入教育強國行列，推動我國成為學(xué)習(xí)大國、人力資源強國和人才強國”。如何實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，首先要實現(xiàn)教育信息化，因此，如何將基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代信息技術(shù)深入融入教育教學(xué)中，重塑教育教學(xué)形態(tài)，提升教學(xué)效果和學(xué)生智能時代的核心競爭力成為亟待解決的關(guān)鍵問題。

1 基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教育信息化

早期混合式教學(xué)被簡單地認(rèn)為只是面授到網(wǎng)上教學(xué)的過渡[1]，然而，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，混合式教學(xué)已經(jīng)邁入全新的發(fā)展階段。混合式教學(xué)指運用不同的技術(shù)、不同的教學(xué)理論、不同的教學(xué)手段來混合實施教學(xué)[2]，通常將移動終端設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相混合實施教學(xué)[3]。雨課堂憑借其基于移動終端設(shè)備、微信與PPT 巧妙結(jié)合、線上資源共享與線下傳統(tǒng)教學(xué)有機結(jié)合的獨有特點成了混合式教學(xué)的最佳選擇[4]。

淘汰學(xué)生被動聽、忽視能力培養(yǎng)、缺乏個性學(xué)習(xí)的水課，打造以學(xué)為主、自主學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)的金課。雨課堂正引領(lǐng)教師步入智慧教學(xué)時代，實時問答、彈幕互動、實時推送、及時反饋，真正實現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”、因材施教、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)教育信息化[5]。基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教育信息化框架如圖1 所示。

圖1 基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教育信息化框架

2 基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教育信息化——以“任意進(jìn)制計數(shù)器”為例

2.1 教學(xué)背景與目標(biāo)

每一節(jié)課都是一場演出，教師是導(dǎo)演，學(xué)生是演員，導(dǎo)演必須清晰明確演出背景和目標(biāo)。以“任意進(jìn)制計數(shù)器”為例，首先從知識、能力和情感3 個方面進(jìn)行分析：知識上，學(xué)生已經(jīng)掌握了計數(shù)器的構(gòu)成、分類，為本次任意進(jìn)制計數(shù)器的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)；能力上，學(xué)生具有一定的觀察力、思維能力、分析問題的能力以及實踐動手能力；情感上，學(xué)生具有較強的自尊心、自信心和獨立思考的能力，但易受不良風(fēng)氣影響。通過上述教學(xué)背景分析，進(jìn)一步從知識、能力和德育三個維度明確教學(xué)目標(biāo)，知識目標(biāo)為掌握任意進(jìn)制計數(shù)的體制形式、熟悉集成計數(shù)器邏輯功能和各控制端作用；能力目標(biāo)為能夠熟練使用74LVC161 集成計數(shù)器設(shè)計任意進(jìn)制計數(shù)器；德育目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生溝通能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、分析能力和解決問題能力。

2.2 課前線上自主學(xué)習(xí)

課前利用雨課堂的推送功能，將相關(guān)課程資料上傳，并對學(xué)生提出具體學(xué)習(xí)要求，要求：瀏覽“集成計數(shù)器（任意進(jìn)制計數(shù)器）設(shè)計.PPT”、學(xué)習(xí)74LVC161引腳及功能、在線觀看微課資源、研讀學(xué)習(xí)資料，同時推送預(yù)習(xí)知識點和小組交流討論的話題，引導(dǎo)學(xué)生提前自主學(xué)習(xí)/線上回答問題，遇到問題可以PPT 下留言，反饋到教師端，這樣不僅提高了學(xué)生自學(xué)能力、探究能力，教師還可以實時掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略。雨課堂的微信提醒和語音提醒功能有助于督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)。課前線上自主學(xué)習(xí)，不僅能夠拓展學(xué)習(xí)方式，而且可以體現(xiàn)教育公平，改變教育形態(tài)。

2.3 課堂教學(xué)組織

2.3.1 啟動雨課堂

啟動雨課堂，開啟智慧教學(xué)模式，學(xué)生通過掃碼或輸入課堂暗號即可進(jìn)入課堂，教師可以快速并準(zhǔn)確掌握學(xué)生出勤情況，保障學(xué)生的出勤率，實現(xiàn)零曠課。教師將授課PPT 同時推送到學(xué)生手機端，手機就是智慧學(xué)習(xí)工具，同時解決了大課堂后排同學(xué)看不清PPT 的問題，推送到手機端的PPT 可以反復(fù)查看，學(xué)生可以將更多的精力放在思考、互動方面，而不是記筆記。

2.3.2 課程導(dǎo)入

良好的開端是成功的一半。課程導(dǎo)入作為教學(xué)過程的開端，雖短卻很重要。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從生活實例出發(fā)，讓學(xué)生了解本節(jié)課內(nèi)容在生活中的實際應(yīng)用。生活中用到計數(shù)器的地方已經(jīng)深入人心，如鐘表、工業(yè)測試儀器、智能手表、復(fù)印機、手機、照相機等。那什么是“任意進(jìn)制”呢？首先從學(xué)生熟悉的十進(jìn)制說起，再談到計算機采用的二進(jìn)制，再到八進(jìn)制和十六進(jìn)制，最終引出“任意進(jìn)制”。

2.3.3 知識結(jié)構(gòu)建立

為了實現(xiàn)知識目標(biāo)，綜合運用動畫演示、現(xiàn)場直觀引腳及功能演示，并通過雨課堂互動檢查學(xué)習(xí)效果，線上發(fā)送題目，隨機點名并限時回答，愉快中制造一種緊張感，實現(xiàn)課堂零走神?，F(xiàn)場統(tǒng)計回答情況，實時了解學(xué)生知識掌握情況，為及時調(diào)整教學(xué)重難點提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，同時根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)反思。圖2 所示為知識講授中動畫及推送情況。

圖2 知識講授中動畫及推送

2.3.4 解決問題——“頭腦風(fēng)暴”

學(xué)以致用是學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)中的關(guān)鍵一環(huán)，采用任務(wù)驅(qū)動法、問題啟發(fā)法和直觀演示法來引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識解決實際問題。以9 進(jìn)制計數(shù)器為例，采用“頭腦風(fēng)暴”的方式開展探究式學(xué)習(xí)，9 進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計方法不唯一，引導(dǎo)學(xué)生利用發(fā)散思維、創(chuàng)新思維以“頭腦風(fēng)暴”的方式討論如何利用清零端、置數(shù)端和進(jìn)位端“千變?nèi)f化”地設(shè)計9 進(jìn)制計數(shù)器。同時，采用分組合作討論的方法，引導(dǎo)學(xué)生合作完成電路設(shè)計及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，有效提高學(xué)生的表達(dá)能力、溝通能力及團(tuán)隊協(xié)作能力。在解決問題過程中，利用雨課堂的彈幕功能，加強師生、生生間交流，鼓勵學(xué)生通過彈幕表達(dá)自己的想法。實時、準(zhǔn)確、全面、客觀反映當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，了解學(xué)生個性問題，是教師的迫切需求。圖3 給出了解決問題的3 種方法。

2.3.5 拓展訓(xùn)練

學(xué)生未來發(fā)展需要思辨能力、創(chuàng)新能力、發(fā)散性思維能力，拓展訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生上述能力的有效途徑。愛因斯坦曾說過：“大學(xué)教育的價值，不在于學(xué)習(xí)很多事實，而在于訓(xùn)練大腦會思考”。訓(xùn)練學(xué)生利用所學(xué)知識拓展設(shè)計出其他進(jìn)制計數(shù)器，如常用的6、12、100 進(jìn)制計數(shù)器，同時通過實物演示、萬用表排錯，提高學(xué)生診斷錯誤、糾正錯誤的能力。

2.3.6 思維導(dǎo)圖

教師要幫助學(xué)生對其所思考的問題進(jìn)行全方位和系統(tǒng)的描述與分析，解決知識碎片化問題。思維導(dǎo)圖是引領(lǐng)學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行深刻和富有創(chuàng)造性思考的最佳途徑。為激發(fā)學(xué)生豐富的想象力，引導(dǎo)學(xué)生把許多思考方式毫無障礙地表現(xiàn)出來，包括思考的連續(xù)性、思考的深刻性、思考的批判性、發(fā)散性思考、聯(lián)想思考、類比思考、形象思考、靈感思考、辯證思考，要求學(xué)生必須根據(jù)自己對課程內(nèi)容的理解畫出自己的思維導(dǎo)圖。圖4 給出了本節(jié)課內(nèi)容的一種思維導(dǎo)圖。

2.3.7 多元化動態(tài)團(tuán)隊評價

團(tuán)隊協(xié)作能力、溝通能力、表達(dá)能力是學(xué)生必備的能力。利用雨課堂的投票功能，對每個小組進(jìn)行投票，可以提高學(xué)生積極性、競爭意識和團(tuán)隊合作能力。每節(jié)課選出優(yōu)秀團(tuán)隊和預(yù)警團(tuán)隊，預(yù)警團(tuán)隊是表現(xiàn)靠后的團(tuán)隊，鼓勵并提醒預(yù)警團(tuán)隊繼續(xù)努力。此外，雨課堂根據(jù)團(tuán)隊成員課堂表現(xiàn)、隨堂測試、課堂標(biāo)記等自動生成 “團(tuán)隊成績單”，便于學(xué)生了解自己，課后查缺補漏。

圖3 解決問題的3 種方法

圖4 思維導(dǎo)圖

基于雨課堂實現(xiàn)多元化動態(tài)評價體系：評價主體多元化、評價方式多元化、評價內(nèi)容多元化。評價主體不僅包括教師，還包括學(xué)生及其團(tuán)隊成員；評價方式不僅有傳統(tǒng)的教師課堂評價及書面評價，還拓展為基于雨課堂的師生互評、生生互評、學(xué)生自評、組內(nèi)互評和組間互評；評價內(nèi)容不僅包括課堂知識點的掌握情況，還拓展為線上推送測試、小組合作活動、自主學(xué)習(xí)能力等。

2.4 課后測試與分享

課時有限，利用雨課堂開設(shè)課后微課堂，豐富學(xué)生復(fù)習(xí)方式、拓展學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用雨課堂發(fā)布測試題目，統(tǒng)計學(xué)生答題狀況，發(fā)現(xiàn)問題、反思教學(xué)、改善教學(xué)效果。以本節(jié)課內(nèi)容為基礎(chǔ)，推送了20 道選擇題（每題2 分）、20 道填空題（每題2 分）和4 道分析設(shè)計題（每題5 分），檢驗學(xué)生對知識點的掌握程度和解決問題的能力，雨課堂公布標(biāo)準(zhǔn)答案，學(xué)生可根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)整學(xué)習(xí)策略，深化知識及其應(yīng)用。測試后，學(xué)生就發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法及學(xué)習(xí)心得和同學(xué)交流，共同提高、相互借鑒。

3 基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教學(xué)質(zhì)量分析

經(jīng)過2017—2018（2）和2018—2019（2）2個學(xué)期的實踐，對參與基于“雨課堂+混合式教學(xué)”教學(xué)的2017 級、2018 級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行熱愛度問卷調(diào)查，并對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，基于“雨課堂+混合式教學(xué)”的教學(xué)得到了學(xué)生的認(rèn)可與熱愛，并有效提高了教學(xué)質(zhì)量。

3.1 學(xué)生熱愛度分析

基于“雨課堂+混合式教學(xué)”教學(xué)的實施受到學(xué)習(xí)動機、熱愛程度等因素影響[6]，筆者對2017 級、2018 級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)共152名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。問卷調(diào)查題目及其結(jié)果見表1。

表1 問卷調(diào)查題目及其結(jié)果

總體而言，60%左右的學(xué)生非常喜歡基于雨課堂的混合式教學(xué)，且自我約束能力強、態(tài)度端正、上進(jìn)心強，喜歡互動與挑戰(zhàn)；20%左右的學(xué)生喜歡基于雨課堂的混合式教學(xué)，能夠跟上課堂互動節(jié)奏，有良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)和動機；12%左右的學(xué)生覺得這種現(xiàn)代化教學(xué)手段需要投入更多的時間和精力，有負(fù)擔(dān)但學(xué)習(xí)效果良好；8%左右的學(xué)生不喜歡這種方式，更喜歡傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生表述出的主要原因是跟不上節(jié)奏，課前預(yù)習(xí)、課中互動、課后測試都很有負(fù)擔(dān)。綜上，基于雨課堂的混合式教學(xué)得到了絕大多數(shù)學(xué)生的熱愛，他們享受課堂，挑戰(zhàn)與快樂并存，且取得了積極的學(xué)習(xí)效果。從心理學(xué)的角度講，雨課堂上參與度高、享受互動課堂的學(xué)生往往具有主動型人格，他們會投入更多的精力和時間，能夠有效提高成績[7]。圖5 和圖6 分別為2017 級和2018 級學(xué)生期末成績分布圖，從中可見優(yōu)秀比例很高。

圖5 2017 級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)成績分布（73 人）

圖6 2018 級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)成績分布（79 人）

3.2 相關(guān)性分析

采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)（Pearson Correlation Coefficient,PCC）來度量期末考試成績與資料觀看時長、課堂推送測試分值、彈幕互動、分組合作和討論答疑5 個因素的相關(guān)值[8]。皮爾遜相關(guān)系數(shù)通常用來度量兩個變量之間的相關(guān)程度，見公式（1）。

將152 名學(xué)生的期末成績作為變量Y，將資料觀看時長值、課堂推送測試分值、彈幕互動值、分組合作值和討論答疑值5 個變量分別作為X，分別計算出5 個因素與期末成績的相關(guān)值，見表2。

表2 教學(xué)活動分值與期末考試成績相關(guān)性分析

由表2 可知，課堂推送測試分值與期末考試成績相關(guān)值高達(dá)0.67，顯著相關(guān)，這表明雨課堂中的測試可以促進(jìn)學(xué)生對知識點的掌握，課堂測試成績越好，知識吸收的越好，相應(yīng)的期末成績也高；資料觀看時長與期末考試成績的相關(guān)值達(dá)到0.56，顯著相關(guān)，這表明學(xué)生觀看學(xué)習(xí)資料時間越長，越能深化知識的內(nèi)化，期末成績也會顯著提高；分組合作和彈幕互動與期末考試成績的相關(guān)值分別為0.47 和0.38，中等相關(guān)，這表明多樣化教學(xué)活動能夠加深學(xué)生對知識的理解，然而部分同學(xué)也存在濫竽充數(shù)的現(xiàn)象，在以后的教學(xué)中會細(xì)化分組成員分工，保障高質(zhì)量彈幕互動；討論答疑與期末考試成績的相關(guān)值僅為0.29，弱相關(guān)，可能的原因在于，教師解答后不一定保障學(xué)生真正理解，在以后的教學(xué)中會完善師生互動形式，答疑后隔段時間進(jìn)一步與學(xué)生交流討論，保障學(xué)生充分理解和掌握，真正實現(xiàn)個性化教學(xué)。

4 結(jié)語

基于互聯(lián)網(wǎng)的雨課堂有效實現(xiàn)了混合式教學(xué)，推進(jìn)了教育信息化。雨課堂的推送、彈幕、互動、測試等功能，實現(xiàn)了線上線下學(xué)習(xí)、隨時隨地學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)、開放性學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)、研討式學(xué)習(xí)，將每一個環(huán)節(jié)都賦予了全新的體驗，能夠最大限度地釋放教學(xué)能量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主能動性、積極性和創(chuàng)造性，實現(xiàn)真正的“以學(xué)生為中心”，進(jìn)一步提高教學(xué)效果，這就是教育信息化。