創(chuàng)客教育在線課程混合式教學模式改革

李里程 李勇帆

2020年新年伊始，新冠肺炎疫情席卷全球，在各國開展疫情狙擊戰(zhàn)的同時，我國教育部在2月率先印發(fā)了相關指導意見，做出了延遲開學的決定并要求積極開展線上授課和線上學習等在線教學活動，以實現“停課不停教，停課不停學”。

筆者從事教學創(chuàng)客教育類課程“機器人教育”五年之久，該課程是一門學科知識多、教學演示多、實驗操作多、硬件設備多、師生互動多的綜合實驗類技術課程。教育部《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中明確提出：促進高校開展在線開放課程線上線下混合式教學改革。鼓勵教師應用網絡學習空間開展教學活動，鼓勵學生應用網絡學習空間進行學習活動。積極探索信息技術在“眾創(chuàng)空間”、跨學科學習（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用。

但是，線上教學不是照搬線下課堂這么簡單，尤其是強調動手實踐能力的創(chuàng)客教育課程。在線課程教學質量的核心是在教與學時空分離的環(huán)境下，如何像課堂實體環(huán)境那樣實現教對學的促進作用。因此，筆者針對創(chuàng)客教育的本質與特性，設計合理的在線教學模式，并結合超星學習通網絡教學平臺，嘗試探索創(chuàng)客教育在線課程混合式教學模式改革。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學模式設計

在國內外高校以及中小學領域，創(chuàng)客教育的具體實施主要依托于傳統(tǒng)實驗室場所與設施開展機器人教育、實訓、制作、競賽等實踐操作。在傳統(tǒng)教學中，筆者承教的“機器人教育”課程的教學方法、教學目標、教學活動主要包括以下內容，如圖1所示。

混合式教學模式是線下實體課堂教學與線上虛擬網絡教學兩種教學模式的有機結合。通過綜合運用不同的技術方法、教學形式、學習方式，該模式具備教學空間虛實融合、教學模式改革創(chuàng)新、教學評價精準實效等特點。

創(chuàng)客教育提倡“做中學”，以信息技術的融合為基礎，結合機器人這一最佳的跨學科載體，通過創(chuàng)新設計、動手實踐、創(chuàng)意分享等環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學習者的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、探究能力、實踐能力、協作能力等。其強調以“學習者為核心”的思想與在線教育“以學生為中心”的理念不謀而合。

針對混合式教學模式的特點與創(chuàng)客教育的人才培養(yǎng)理念，筆者以教師與學生兩種不同身份出發(fā)，設計“機器人教育”在線課程混合式教學模式框架，如圖2所示。

課前階段，是創(chuàng)客教育在線課程混合式教學模式實踐的基礎階段。在此階段，教師需要針對在線課程重構數字教學資源，多類型的課程資源能夠拓展教學內容的廣度與深度，滿足不同學習程度、學習能力的學生對課程的個性化需求;資源的制作也需要體現學科特色、緊扣學習內容、突顯學習重點。本課程的教學資源包括：教案與課件轉化而成的知識點成體系的教學視頻資源，學生自主學習用到的資料文檔資源，檢測學習效果的測驗資源（作業(yè)、題庫）等。

課中階段，是以學生為中心的創(chuàng)客教育教學實驗任務分步實施的重要階段。在此階段，教師為主導，學生為主體，教師通過引導者的身份，基于課前階段在線傳播的知識點與技能點的教學內容，配套設計由基礎到復雜的實驗任務。本課程的實驗任務包括：機器人控制器使用、傳感器原理與應用、伺服電機原理與應用、機器人三維虛擬仿真搭建等。

課后階段，是基于學校院部創(chuàng)客實驗室課外時間開放，師生利用場所與設備，開展課后創(chuàng)客項目拓展實踐的核心階段?；陧椖康膶W習（Project-Based Learning，簡稱PBL）模式，是國內外創(chuàng)客教育主要采用的兩種重要教育模式之一。PBL模式以建構主義、多元智能等理論為基礎，主要的實施流程包括：項目設計、制定計劃、活動探究、作品制作、成果交流、效果評價等環(huán)節(jié)。在此階段，教師將以問題為中心，以問題的提出、分析、解決為主線融入綜合項目的設計與實施，推動學生完成問題的歸納、總結、處理。本課程的創(chuàng)客項目包括：遙控機器人制作、移動機器人制作、教育機器人軟件設計與開發(fā)、基于開源硬件的物聯網系統(tǒng)開發(fā)等。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學模式實踐

本課程利用超星平臺開展混合式教學實踐始于今年疫情期間，本校信息科學與工程學院2017級六年制小學教育本科專業(yè)（教育技術學方向）的82名學生參與了本次課程的教學試點。因為教學進度的原因，筆者選用4月中旬結束的第5章“機器人賽事論述”課程的混合式教學過程為例，闡述初步的應用試點情況。

本章節(jié)的教學內容分為三大板塊，第一部分的內容是基于某品牌機器人器材的國內外相關機器人賽事講授;第二部分的內容是機器人競賽背后折射出的不良教育現象案例講解;第三部分是翻轉課堂教學，緊接第二部分的內容，學生自主討論與自我論述，并提交論述文檔。本課程的教學過程分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)，線上線下教學獨立或交叉開展，如表1所示。

課前環(huán)節(jié)，線下教師需要完成線上教學資源的準備，并于線上通知學生開展學習。

筆者針對線上教學特色與平臺功能，將課程第一部分的教學內容采用碎片化、多維度、循序漸進的方式拆分為多個學習任務點的視頻和文檔資料。目的是幫助學生對整個課程的學習內容和學習節(jié)奏有清晰的認識，更有目標地進行在線自主學習。

課中環(huán)節(jié)，線上學生自主學習教學資源，教師根據情況同步進行提問、搶答等互動教學活動;線下教師通過翻轉課堂教學、實驗任務教學，幫助學生夯實鞏固課程知識。

本次教學情況特殊，筆者將課程第二部分的教學內容線上直播后，立即布置了班級討論任務，將基于學校空間的翻轉課堂演變?yōu)榫€下線上學生分組遠程開展的形式。

課后環(huán)節(jié)，線上線下學生針對課程討論和課程作業(yè)，進行協作式學習和實踐。教師參與討論和指導，并根據學習數據與任務結果，對學生進行多元評價。

往屆本課程第三部分翻轉課堂的教學過程：學生課堂討論、學生小組推薦、學生代表論述、全員提交論文，容易出現部分學生參與活動渾水摸魚，課后搜集資料興趣不大，論文質量參差不齊等現象。為此，本次混合式教學過程中，筆者根據教學條件與現狀、平臺數據反饋的學情及時調整教學模式和教學手段，不斷拉近與學生的距離，調動學生自主學習的積極性，取得了優(yōu)良的教學效果，具體表現如下。

（1）學生學習主動性大幅提升。通過超星平臺的數據反饋頁面，可以看到兩個班級的學生在4月中旬頻繁訪問課程網站開展學習，并于課程第三部分教學實踐活動的實施期間達到最高峰值。

（2）學生學習積極性穩(wěn)步增長。通過特色教學內容的引用，激發(fā)了學生思考潛能，提升了在線教學的互動性，讓線上課堂充滿了探討與交流，提高了學生的學習素養(yǎng)。

（3）學生學習創(chuàng)造性持續(xù)創(chuàng)新。通過創(chuàng)客式實踐任務的布置，給予每位學生出彩的機會，讓他們成為學習的主角。基于小組討論、資料搜集、案例調研等方式完成的視頻論述，思考有角度、內容有深度、形式有創(chuàng)新。

創(chuàng)客教育在線課程混合式教學實踐思考

本次混合式教學探索的過程中也發(fā)現以下問題，希望能在后續(xù)的教學實踐和超星平臺的更新迭代中完善與解決。

1. 教師教學層面

課前階段，作為教師需要認真思考如何為線上虛擬學習環(huán)境創(chuàng)造與架設接近實體課堂的學習情境，提升在線課程的學科教學情境。課中階段，作為教師應該思考如何引導學生在課程討論、任務、項目資源創(chuàng)建的過程中，保障資源內容的準確性、關鍵性、豐富性，切實做到師生資源的共建共享與合理利用。課后階段，作為教師需要結合平臺的功能特性與教學過程的多變性，科學合理地重新設計與制定過程性、總結性評價的量規(guī)準則，完善在線課程混合式教學模式考核的綜合評價指標體系。

2.平臺技術層面

創(chuàng)客教育課程的有序開展，無法脫離線下實驗室的硬件支撐。希望學習通網絡教學平臺增添“實驗室”模塊，提供簡易的實驗室工作流程功能：信息公告、開放預約、資產管理、實驗管理、實驗評價等。

筆者主持建設的院部兩個機器人、創(chuàng)客實驗室都加入了多種攝像頭硬件，用于實驗室運維監(jiān)測、實驗教學公開展示、實驗過程學生參考等視頻開放功能，并提供了視頻流對外接口。也希望在學習通APP直播功能的基礎上，實現對接第三方視頻流的功能。

基于超星學習通網絡教學平臺開展“機器人教育”在線課程混合式教學實踐表明，“線上線下”平臺、“課前-課中-課后”環(huán)節(jié)的混合式教學組織形式，增強了學生學習的積極性、主動性、創(chuàng)造性，提高了學習效率與能力;增強了教師對教學活動組織的協調管理，提高了教學質量與效果。希望能為相關學校使用該平臺開展創(chuàng)客教育創(chuàng)新人才的培育，完善同類課程的在線建設和教學模式改革提供借鑒。

注：本文為湖南省哲學社會科學基金項目“智能機器人在中小學STEAM與創(chuàng)客教育中的應用研究”（編號：17YBQ032），湖南省普通高等學校教學改革研究項目“STEAM理念下基于大學生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的機器人與創(chuàng)客教育教學改革研究”（編號：[2018]436號-861） 的研究成果

作者單位：湖南第一師范學院