工作過程系統(tǒng)化的《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學設(shè)計與實踐

王玲玲

摘 要：“在互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育發(fā)展的大背景下，以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為目標，基于工作過程系統(tǒng)化課程設(shè)計理念，利用ADDIE和4C/ID經(jīng)典教學設(shè)計模型，開展了高職水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專業(yè)課程《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學設(shè)計，并進行了教學實踐。通過《水質(zhì)檢測技術(shù)》線上線下混合教學，學生的學習效果、學習興趣、自主學習能力、學習滿意度較傳統(tǒng)課堂教學均得到了較大程度的提升。

關(guān)鍵詞：工作過程系統(tǒng)化;混合教學;教學設(shè)計與實踐

中圖分類號 G712文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）18-0178-05

Design and Practice of Mixed Mode Teaching of Water Quality Testing Technology Based on Systematized Work Process

WANG Lingling

（Weihai Ocean Vocational College，Weihai 264300，China）

Abstract：Under the background of the development of “Internet +” mode of vocational education and with the goal of cultivating students′ professional abilities，the professional aquaculture technology course，Water Quality Testing Technology in mixed teaching mode is designed and practiced based on the systematic work process by integrating ADDIE and 4C/ID classic teaching design model and taking advantage of modern information technology. The result proves that the online and offline mixed teaching of Water Quality Testing Technology greatly improves students′ learning effects，interests，independent learning ability，and their satisfaction with the learning.

Key words：Systematized work process;Water quality testing technology;Water quality testing technology;Design and practice

職業(yè)教育作為一種類型教育，經(jīng)過探索實踐，已形成了一套基于知識應用的工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)的理論和方法[1]。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)深入到人類的生產(chǎn)生活中，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育的改革勢在必行?！秶衣殬I(yè)教育改革實施方案》明確指出，職業(yè)教育要適應“互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育發(fā)展需求，運用現(xiàn)代信息技術(shù)改進教學方式方法;“雙高計劃”將“提升職業(yè)教育信息化水平作為重要任務(wù)之一”，要求“廣泛應用線上線下混合教學，促進自主、泛在、個性化學習”。

混合教學是基于“建構(gòu)主義”教學理論，融合傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡(luò)教學優(yōu)勢而建立起來的線上和線下相結(jié)合的一種新型教學模式[2]，既能發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又能體現(xiàn)學生易學、善學、樂學的主體地位。因此，職業(yè)院校教師對混合教學抱有很大的熱情，也開展了一定數(shù)量的應用型研究，但由于開展過程中缺少系統(tǒng)的設(shè)計方法的指導，課程的設(shè)計步驟、單元設(shè)計的規(guī)范性和課程設(shè)計的混合性都存在一定的不足[3]。為此，本研究基于工作過程系統(tǒng)化課程設(shè)計方法，綜合ADDIE和4C/ID教學設(shè)計模型，參照國內(nèi)外專家研究成果，以高職專業(yè)課程《水質(zhì)檢測技術(shù)》為例進行了混合教學設(shè)計和實踐，以期形成以工作過程為導向的職業(yè)教育課程的混合教學設(shè)計框架。

1 工作過程系統(tǒng)化《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學設(shè)計和實施的思路

ADDIE模型是經(jīng)典的教學設(shè)計模型，其教學設(shè)計過程分為分析（A-Analysis）、設(shè)計（D-Design）、開發(fā)（D-Development）、實施（I-Implementation）與評價（E-Evaluation）5個階段，體現(xiàn)了教學設(shè)計的共性和基本特征[4]，但對復雜教學活動的具體設(shè)計缺少指導;4C/ID模型即四要素教學設(shè)計模型，面向復雜技能訓練，對認知理論和信息加工理論進行基于技術(shù)的創(chuàng)新思考，為復雜技能訓練設(shè)計提出了一整套實用性框架，該模型包含學習任務(wù)、支持性信息、程序性信息和分任務(wù)練習4個核心要素[5]，但缺少課程開發(fā)、實施和評價等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，未形成教學設(shè)計的閉環(huán)。2種設(shè)計模型優(yōu)勢互補，本研究綜合ADDIE模型和4C/ID模型優(yōu)勢，對接工作過程導向職教課程，開展基于工作過程系統(tǒng)化的混合教學設(shè)計和教學實施，具體教學設(shè)計和實施思路如圖1所示。由圖1可知，按照ADDIE模型將教學設(shè)計和實施過程為分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評價5個環(huán)節(jié)。

1.1 分析過程 基于工作過程系統(tǒng)化分析職業(yè)崗位的典型工作任務(wù)，進行行動領(lǐng)域和學習領(lǐng)域轉(zhuǎn)換，設(shè)計教學情境;教學情境以具體的工作對象或工作過程等為載體，在傳統(tǒng)教學中一般采用理實一體化教學，但有限的實驗實訓條件和教學課時制約了教學活動的設(shè)計，學生的技能訓練不能充分展開。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學平臺、虛擬仿真教學為解決教學的空間和時間問題提供了多元的選擇，但面向復雜的職業(yè)技能培養(yǎng)，如何充分利用線上線下、課前課中課后這一系列教學空間和時間，教學內(nèi)容應該在何時何地以什么形式呈現(xiàn)，成了進行混合教學的關(guān)鍵。4C/ID模型針對復雜性技能訓練給予了我們進行教學分析的指導。參照4C/ID模型，可對每個學習情境下的復雜性技能進行分解，按照技能層級可將復雜性技能分解為一系列難度相當?shù)唧w問題不同的技能簇或任務(wù)組，這為下一步進行學習任務(wù)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。按照技能構(gòu)成性質(zhì)，可將復雜性技能分解為非復用性技能與復用性技能，非復用性技能是指需要掌握的新技能，要求學習者進行理解、分析一般的、抽象的知識，進而利用概念模型或認知策略等尋求解決問題的方案;復用性技能是指在學習過程中反復或循環(huán)使用的常規(guī)或通用技能，要求學習者通過反復模仿和練習，持續(xù)的重復操作來促進具體知識嵌入到規(guī)則中，并達到很高的自動化水平[6]。非復用性技能與復用性技能的分解為我們進行技能訓練的設(shè)計提供了新思路。技能的習得需要知識的嵌入與支撐，與非復用性技能相關(guān)的一般的、抽象的知識稱為支持性信息，支持學習者進行知識組織、完成學習任務(wù);與復用性技能相關(guān)的確保正確完成該種技能的規(guī)則和程序稱為程序性信息，在學習者完成學習任務(wù)的過程中提供指導;根據(jù)支撐性信息和程序性信息支持學生進行技能訓練的方式不同，可以引導我們在混合教學的不同時間和空間里進行科學的調(diào)配。分析階段還應注意對學習者的分析，從學習需求、知識技能儲備、學習動機、能力水平和學習風格偏好等多個方面進行分析。

1.2 設(shè)計過程 學習任務(wù)的設(shè)計是教學設(shè)計的重點，4C/ID模型倡導為學習者提供具體的、真實的、有意義的整體任務(wù)，將整體任務(wù)再分解為技能簇或任務(wù)組，由整體到部分的任務(wù)分解體現(xiàn)了4C/ID模型的理論精髓，背后隱藏著“整體大于部分之和”的邏輯假設(shè)，多出的部分即是協(xié)調(diào)和綜合這些“部分”的能力，由“整體”到“部分”的任務(wù)分解將有助于學習者認知圖式的構(gòu)建，促進學習目標的達成[7]。由復雜性技能分解而來的技能簇或任務(wù)組，可作為學習任務(wù)的來源;同時，為了促進知識的遷移，以靈活多變的方式進行學習任務(wù)的排序，并在學習過程逐漸消減學習支持，直到最后學生可以獨立完成學習任務(wù);學習任務(wù)可以實踐活動、項目或案例研究等多種形式存在。根據(jù)非復用性技能和復用性技能的習得原理，分任務(wù)練習是有效促進技能習得的措施。分任務(wù)練習一般嵌入到整體性學習任務(wù)中，同時某一項技能的分任務(wù)練習也可根據(jù)需要而分散在多個學習任務(wù)中。非復用性技能的習得基于認知圖式建構(gòu)或重構(gòu)，其練習方法一般選擇促進歸納的方法;復用性技能的練習強調(diào)規(guī)則自動化驅(qū)動，其練習方法多選擇促進編匯或強化練習的方法。分任務(wù)練習過程中離不開支持性信息和程序性信息的支持，支持性信息鼓勵學習者將新知與舊知聯(lián)系，促進認知圖式的建構(gòu)、重構(gòu)或修飾，多采用精制編碼方法，一般在練習前預先提供利用;程序性信息強調(diào)在練習過程中可直接使用，一般采用促進限制性編碼的方法，在需要的時間給予準確的呈現(xiàn)。分任務(wù)練習、支持性信息和程序性信息的內(nèi)化依一定的賴教學環(huán)境而實現(xiàn)?，F(xiàn)代信息技術(shù)提供了可進行空間和時間轉(zhuǎn)換的新形態(tài)教學環(huán)境，如網(wǎng)絡(luò)教學平臺、虛擬仿真等，另外一體化教室、實驗實訓室、校內(nèi)生產(chǎn)性實訓基地、校外實習基地等，共同為教學設(shè)計提供了多元的教學環(huán)境選擇。多元的教學環(huán)境解放了教師進行教學活動設(shè)計的局促性，教師可設(shè)計豐富多樣的教學活動使支持性信息和程序性信息得以有效呈現(xiàn)，設(shè)計多樣化的學習活動，使分任務(wù)練習得以充分進行，并合成針對復雜技能的訓練策略，完成教學設(shè)計環(huán)節(jié)。

1.3 開發(fā)過程 主要任務(wù)是開發(fā)符合職業(yè)教育理念、適合線上線下調(diào)配的課程資源。

1.4 實施過程 主要是任務(wù)是在多元的教學環(huán)境中輸出教學活動和學習活動，實現(xiàn)知識內(nèi)化和技能遷移

1.5 評價過程 貫穿教學過程的始終，分為過程性評價和總結(jié)性評價兩種，根據(jù)評價結(jié)果評估教學目標是否實現(xiàn)，評估分析、設(shè)計、開發(fā)和實施各階段是否有效，指導進一步完善教學設(shè)計與實施方案，形成促進教學質(zhì)量螺旋提升的閉環(huán)。

2 工作過程系統(tǒng)化《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學設(shè)計和實施的過程

2.1 分析階段

2.1.1 學習情境分析 水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專業(yè)《水質(zhì)檢測技術(shù)》面向水產(chǎn)生產(chǎn)企業(yè)、水產(chǎn)技術(shù)服務(wù)企業(yè)及水質(zhì)檢驗檢測機構(gòu)等，培養(yǎng)學生水質(zhì)檢測實用性技能，能夠針對不同的養(yǎng)殖環(huán)境對各類養(yǎng)殖水質(zhì)進行采樣、檢測、分析及調(diào)控，進而解決各類實際生產(chǎn)問題。參照工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)模式[8]，提煉出4個學習情境，依次是學習情境1：養(yǎng)殖水源水質(zhì)檢測、學習情境2：工廠化養(yǎng)殖水質(zhì)檢測、學習情境3：池塘養(yǎng)殖水質(zhì)檢驗和學習情境4：養(yǎng)殖尾水水質(zhì)檢測。

2.1.2 學習者分析 以“學習情境3：池塘養(yǎng)殖水質(zhì)檢驗”為例，學習者已經(jīng)學習了無機及分析化學等課程，掌握了基本化學操作，但未接觸實際養(yǎng)殖工作場景，不了解池塘養(yǎng)殖主要水質(zhì)指標的基本概念、相互關(guān)系和檢測方法等;學習者對真實情境下的實踐學習有很高的興趣，同時遇到問題善于通過網(wǎng)絡(luò)尋找解決方法。

2.1.3 復雜性技能分解 基于工作過程系統(tǒng)化設(shè)計的《水質(zhì)檢測技術(shù)》4個學習情境來自實際工作場景，每一個學習情境可看作是一個整體的復雜性技能，根據(jù)技能層級將復雜性技能分解為技能簇或任務(wù)組，這里我們采用任務(wù)組的形式，如“學習情境1養(yǎng)殖水源水質(zhì)檢測”分解為“感官水質(zhì)檢測、農(nóng)藥類樂果檢測和大腸菌群檢測”任務(wù)組;“學習情境2工廠化養(yǎng)殖水質(zhì)檢測”分解為“水溫檢測、pH檢測和鹽度的檢測”任務(wù)組;“學習情境3池塘養(yǎng)殖水質(zhì)檢測”分解為“溶解氧檢測、亞硝酸鹽檢測、氨氮檢測、透明度檢測和浮游生物的檢測”任務(wù)組;“學習情境4養(yǎng)殖尾水水質(zhì)檢測”分解為“懸浮物質(zhì)檢測、化學需氧量檢測、總氮檢測、活性磷酸鹽檢測、重金屬銅檢測”任務(wù)組。每個任務(wù)組內(nèi)包含難度相當?shù)唧w問題不同的小任務(wù)，這是學習任務(wù)設(shè)計的基礎(chǔ)。

2.1.4 復用性技能/非復用性技能及其相關(guān)知識分析 以“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮的檢測”為例，分析其復用性技能、非復用性技能、程序性信息和支持性信息。池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮的檢測包含水樣的采集與保存、水樣預處理、氨氮含量檢測、氨氮含量分析和池塘養(yǎng)殖水中氨氮的5個環(huán)節(jié)。其中，“水樣的采集與保存、水樣預處理”在每個水質(zhì)指標檢測過程中均需使用，屬于復用性技能，其程序性信息有直立式采水器的使用、保存水樣的冷藏方法和蒸餾法處理水樣等;“水樣氨氮含量檢測、氨氮含量分析和池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮調(diào)控”針對氨氮這一新水質(zhì)指標使用，屬于非復用技能，其支持性信息有水中氨氮的概念和性質(zhì)、水中氨氮的來源和分布規(guī)律、次溴酸鹽氧化法檢測氨氮、水中氨氮的調(diào)控方法等。

2.2 設(shè)計階段

2.2.1 學習任務(wù)設(shè)計 以“學習情境3：池塘養(yǎng)殖水質(zhì)檢測”為例，“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)檢測”這一復雜性技能可分解為“溶解氧檢測、亞硝酸鹽檢測、氨氮檢測、透明度檢測和浮游生物的檢測”這一任務(wù)組，分析任務(wù)組中的每一任務(wù)，在水質(zhì)檢測領(lǐng)域都體現(xiàn)了一個完整且有意義的工作過程，根據(jù)4C/ID理論，可將任務(wù)組中的5個任務(wù)轉(zhuǎn)化為5個學習任務(wù);按照靈活序化、學習支撐逐漸消減的原則，可以將5個學習任務(wù)序化為透明度檢測、浮游生物檢測、溶解氧檢測、亞硝酸鹽檢測和氨氮檢測，但要注意給予的學習支撐逐漸消減，最終達到學習者可以獨立完成學習任務(wù)的目標。

2.2.2 支持性信息和程序性信息呈現(xiàn)設(shè)計 根據(jù)4C/ID模型，以“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮的檢測”為例，針對“池塘水樣的采集和保存”這一復用性技能，其程序性信息可以視頻的方式呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上，以教師的演示呈現(xiàn)在課堂上，確保在學習者需要時給予準確的支持;針對“次溴酸鹽氧化法檢測氨氮”這一非復用技能，其支持性信息可以任務(wù)單、微課、話題討論等多種形式存在，多在練習前預先提供利用，如推送任務(wù)單幫助學習者明確學習任務(wù)，推送相關(guān)微課用于課前自主學習，參與線上話題討論用于分析學習任務(wù);課中還可以教師的答疑和演示進行呈現(xiàn)，促進學習者認知圖式的建構(gòu)、重建和修飾;課后推送微視頻、企業(yè)案例等鞏固學習成果，促進知識內(nèi)化。

2.2.3 分任務(wù)練習和教學環(huán)境設(shè)計 分任務(wù)練習強調(diào)對復用性技能和非復用性技能的熟練掌握和技能的遷移，根據(jù)4C/ID模型理論，轉(zhuǎn)化到實踐領(lǐng)域，可采用學生實操、虛擬練習、參照演示等多種方式進行。分任務(wù)的練習應充分利用課前、課中和課后各個學習階段，課前和課后學習的場景應主要以線上網(wǎng)絡(luò)教學平臺為主，課中場景對于校內(nèi)可實現(xiàn)的，主要以線下的一體化教室、實驗實訓室或生產(chǎn)性實訓基地為主，對于校內(nèi)不易實現(xiàn)的，可通過遠程連線校外實習基地或虛擬仿真的方式進行。以“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮的檢測”為例，針對“水樣的采集和保存”這一復用性技能，課前以網(wǎng)絡(luò)教學平臺回顧學習為主，課中以在校內(nèi)生產(chǎn)性實訓基地中進行實操為主;針對次溴酸鹽氧化法檢測池塘養(yǎng)殖水氨氮這一非復用技能，課前以網(wǎng)絡(luò)教學平臺自主學習為主，課中以在實驗實訓室中進行實操為主，課后以網(wǎng)絡(luò)教學平臺學習為主;針對“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮調(diào)控”這一非復用性技能，課前和課后同樣以網(wǎng)絡(luò)教學平臺為主，但校內(nèi)很難進行實操，因此利用虛擬實訓室（機房）進行仿真練習和遠程連線校外實習基地的方式完成。

2.2.4 合成混合教學策略 綜合分任務(wù)練習設(shè)計、信息呈現(xiàn)設(shè)計，混搭線上、線下教學環(huán)境，以教師和企業(yè)教師為主導，以學習者為主體，采用任務(wù)驅(qū)動法構(gòu)建教學和學習活動鏈，合成教學策略。以“池塘養(yǎng)殖水質(zhì)氨氮的檢測”為例合成混合教學策略，如圖2所示，教學過程分為課前、課中和課后3段，課前依托網(wǎng)絡(luò)教學平臺，教師推送任務(wù)單、微課等形式的支持性信息和程序性信息，學生自主學習，完成相關(guān)的測定習題及任務(wù)單中有關(guān)“資訊-決策-計劃”的部分;課中根據(jù)實際教學情況，依托生產(chǎn)性實訓基地、實驗實訓室、虛擬實訓室（機房），教師或企業(yè)教師進行答疑、演示，學生分組進行實操、虛擬操作、遠程連線及課堂討論等，完成分任務(wù)訓練及任務(wù)單中有關(guān)“實施-檢查-評價”的部分;課后依托網(wǎng)絡(luò)教學平臺，教師推送拓展學習資源并進行在線指導，學生自主學習，完成拓展任務(wù)及任務(wù)單中“總結(jié)”部分。

2.3 開發(fā)階段 開發(fā)課程標準、授課計劃、教案、課件、任務(wù)單等文本資源，開發(fā)針對課程技能點和知識點的、便于在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上進行調(diào)用的微課、操作視頻、動畫、虛擬仿真和企業(yè)案例等數(shù)字化資源;選擇交互性良好、學習痕跡可記錄、學習數(shù)據(jù)能分析的網(wǎng)絡(luò)教學平臺，搭建結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)課程，適應線上教學應用;線下整合實驗實訓室、生產(chǎn)性實訓基地、校外實訓基地和虛擬實訓室（機房）等教學資源，配合網(wǎng)絡(luò)課程，輸出教學活動，實現(xiàn)混合教學策略。

2.4 實施階段 水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專業(yè)學生入學時隨機分班，在第3學期開設(shè)《水質(zhì)檢測技術(shù)》課程，分別從2017級和2018級中選擇平行班級水產(chǎn)1班為實驗班，水產(chǎn)2班為對照班，在實驗班實施工作過程系統(tǒng)化的《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學，在對照班級實施全線下教學。

2.5 評價階段 評價貫穿教學設(shè)計和實施的全過程，而學生的學習效果是最為直接的評價標準，設(shè)計科學的學習效果評價體系是完善教學設(shè)計和實施的關(guān)鍵，也是修正教學分析、設(shè)計、開發(fā)和實施等階段的重要參照[9]。工作過程系統(tǒng)化的《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合教學效果評價體系分為課程考核和問卷調(diào)查2個部分。

2.5.1 課程考核 制定“過程+終結(jié)”和“線上+線下”的量化考核方案。過程考核以學習任務(wù)進展情況為主線，包括線上的自主學習時長、習題測試成績、話題討論熱度，線上線下混合的任務(wù)單的完成、教師評價和學生互評。每個學習情境下諸多學習任務(wù)成績累加，取平均成績，占總評成績的60%;終結(jié)性考核包括線下重點考察知識技能綜合應用的閉卷考試和重點考察技能的水質(zhì)檢測技能競賽，取平均成績，占總評成績的40%。對比分析2017級、2018級水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專業(yè)實驗組和對照組學生終結(jié)性成績的差異性。如表1所示，2017級實驗組閉卷考試、技能比賽和總成績平均分分別為79.92、84.92和82.42，對照組分別為72.64、76.84和74.74;2018級實驗組學生閉卷考試、技能比賽和總評成績平均分分別為82.27、85.44和83.86，對照組分別為74.65、78.79和76.72。連續(xù)2次教學實施，實驗組與對照組學生相比各項平均成績有明顯的提升，且差異極顯著（P<0.01）。由此說明，以工作過程為導向的《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合式教學實施能夠顯著提升學生理論知識水平和技能操作能力。

2.5.2 問卷調(diào)查 針對學習興趣（Interest）、自主學習習慣（Study habits）、解決問題能力（Progress）和學習滿意度（Satisfaction）設(shè)計調(diào)查問卷，每一項由0～25分進行量化打分，調(diào)查問卷結(jié)尾設(shè)置開放性問題，收集學生學習反饋意見。課程結(jié)束后發(fā)放發(fā)放調(diào)查問卷112份，回收112份，進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，2017級和2018級實驗組學生（T-G）的學習興趣、自主學習習慣、解決問題能力和學習滿意度均高于對照組（C-G）學生。

3 結(jié)論

本研究以工作過程為導向，綜合ADDIE模型和4C/ID模型等經(jīng)典教學設(shè)計模型，進行《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合式教學設(shè)計，依托網(wǎng)絡(luò)教學平臺、校內(nèi)實訓室、生產(chǎn)性實訓基地和虛擬實訓室等開展混合式教學實施。實踐驗證，通過工作過程系統(tǒng)化的《水質(zhì)檢測技術(shù)》混合式教學設(shè)計和實施，學生的學習效果、學習興趣、學習滿意度等有較大的提高，適應了“互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育的職業(yè)教學發(fā)展方向，可以為同類職教課程教學設(shè)計和實踐提供參考。

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