基于支架式教學與SPOC的融合教學模式在中職信息技術(shù)課程中的應用

崔晨萍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 采用傳統(tǒng)教學模式的信息技術(shù)課堂教學效率不高，學生缺乏興趣。隨著新課標的發(fā)布，探索新的教學模式、提高學生的核心素養(yǎng)變得極為必要?；谥Ъ苁浇虒W與SPOC的融合教學模式能有效激發(fā)學生的潛能、發(fā)揮學生的主體作用，有助于提升學生的信息技術(shù)水平，提高學生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 支架式教學;SPOC;信息技術(shù);人工智能

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2021）05-0164-02

一、引言

2017年國務院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出：“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。在此背景下，教育部于2020年1月發(fā)布《中等職業(yè)學校信息技術(shù)課程標準》中，明確將信息意識與計算思維作為主要學科思維融入核心素養(yǎng)設計中。2018年，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》，提出要推動人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)支持下的教育策略變革和生態(tài)重構(gòu)。目前，中小學階段人工智能課程的開設已經(jīng)成為我國人工智能重大戰(zhàn)略落地的基本手段。

二、支架式教學與SPOC

在傳統(tǒng)教學模式下，教師以應試為指導思想教授信息技術(shù)課程，缺乏合理的教學設計和課堂組織，學生的學習熱情不高。隨著時代發(fā)展對學生信息素養(yǎng)和信息能力要求的提高，教師也逐漸引入了新的教學方式。

（一）支架式教學

支架式教學源于蘇聯(lián)心理學家、教育家Lev Vygotsky所提出的“最近發(fā)展區(qū)（ZPD）理論”[1]，由美國教育學家、心理學家Jerome Seymour Bruner于1976年首次提出，其以“腳手架”來比喻對學生學習過程中解決問題起到輔助、支持和引導作用的框架[2]。Van De Pol J等認為支架是使學生能夠完成一項其原本無法完成的任務，但支架具有臨時性和適應性的特征[3]。Jadallah M等認為支架的作用是持續(xù)性的，可以使學生在將來仍能夠獨立完成類似的任務[4]，Rosenshine B等[5]則認為支架式教學是教師幫助學生跨越最近發(fā)展區(qū)、達到潛在發(fā)展水平而提供支撐的過程。

（二）SPOC

SPOC（Small Private Online Course）最早由Armando Fox提出，主要用于校內(nèi)學生在線教學。相對MOOC（Massive Open Online Courses）而言，SPOC的規(guī)模更小，且對學生設有限制性準入條件。SPOC較MOOC更加強調(diào)質(zhì)量和效果，區(qū)別于MOOC全線上教學模式，SPOC則采用線上網(wǎng)絡課程和線下實體課堂相結(jié)合的教學模式，老師能夠依據(jù)學生不同的基礎(chǔ)水平，進行針對性訓練或講解。SPOC適用于各類實踐性、操作性較強的課程，且SPOC可以與翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式相結(jié)合，提高課堂教學效率。顯然，針對更注重實踐與技能的職業(yè)教育，SPOC較MOOC更為適用。

三、融合教學模式在中職信息技術(shù)課程中的應用

（一）支架式教學與SPOC的融合教學模式

SPOC融合線上、線下教學，有助于發(fā)揮學生的主體作用。但單一的SPOC教學模式顯然更加適用于大學階段的教育。將SPOC應用于中學階段尤其是中職學校，則必須解決如何激發(fā)潛能、讓學生獲得更大發(fā)展的問題，而支架式教學顯然有助于發(fā)揮教師輔助和引導的作用。因此，形成融合支架式教學與SPOC的混合教學模式是必要且有效的。

融合教學模式包含以下五個基本步驟：（1）教師在課前制作線上教學視頻，利用超星等教學平臺，由學生自主學習;（2）教師創(chuàng)設情境、構(gòu)建“支架”，向?qū)W生下達遞進式的任務點集，要求學生依托“支架”攀爬，努力完成任務;（3）教師布置實訓任務，學生采用協(xié)作學習的方式相互討論并完成任務，并將遇到的問題通過學習平臺反饋給教師，教師適時調(diào)整課堂教學進度;（4）通過線下教學，以分組匯報為主要形式，共同解決學生自主學習過程中存在的問題，并鞏固、總結(jié)，同時綜合教師評價及生生互評完成考核;（5）教師布置章節(jié)測試，完成學習成果檢驗，并通過學習平臺提供在線指導。

（二）融合教學模式在人工智能課程教學中的應用

目前，中職的人工智能課程大多以Python語言為基礎(chǔ)、以機器人編程為主要方式，讓學生在實踐過程中逐步理解人工智能的概念，并對人工智能技術(shù)的發(fā)展與應用產(chǎn)生初步的認識。

《人工智能初步》分為兩大模塊：初識人工智能、了解機器人。本文以“初識人工智能”模塊為例，對支架式教學與SPOC融合教學模式的具體設計進行探討。在實際設計過程中，對五個基本步驟進行了調(diào)整和修改。

環(huán)節(jié)一：確定教學目標。

該章節(jié)的教學目標包含：了解人工智能的發(fā)展和應用;認識人工智能對人類社會發(fā)展的影響;體驗人工智能的應用;了解人工智能的基本原理。

環(huán)節(jié)二：SPOC制作。

教師根據(jù)授課內(nèi)容需要錄制若干教學視頻：

◆教學視頻（5分鐘），內(nèi)容包含AI，Terminator，I Robot等著名科幻電影的片段，用以引入人工智能發(fā)展話題，幫助學生用最直觀的方式了解什么是人工智能。

◆教學視頻（5分鐘），內(nèi)容包含人工智能的發(fā)展歷史（三次興起）、新一代人工智能的概念以及新一代人工智能發(fā)展與實現(xiàn)的外部環(huán)境與技術(shù)基礎(chǔ)，用以幫助學生了解人工智能的發(fā)展和應用，并認識人工智能對人類社會發(fā)展的影響。

◆教學視頻（15分鐘），利用教學機器人進行人工智能應用展示，讓學生觀察機器人在識別指令時的差別，同時向?qū)W生展示機器人控制后臺，幫助學生理解人工智能應用過程中的一個重要組成部分——機器學習。

◆教學視頻（5分鐘），以信息技術(shù)課程中“程序設計入門”中所學的Python語言為例，對機器人進行簡單編程，讓學生認識到人工智能離不開程序設計，同時了解人工智能的基本原理。

教師將課件、教學視頻等上傳教學平臺，供學生自主學習。

環(huán)節(jié)三：構(gòu)建“支架”。

教師依據(jù)課程內(nèi)容創(chuàng)設情境，結(jié)合學習過程中可能會遇到的問題構(gòu)建“支架”，并下達遞進的任務點集?！爸Ъ堋钡脑O定直接決定了學生的“攀爬”效果，即學生是否能借助支架完成任務。通過教學視頻的自主學習，大部分學生應能了解人工智能的發(fā)展和應用，但人工智能的基本原理對學生來說仍是晦澀難懂的，因此教師構(gòu)建的“支架”應主要圍繞如何讓學生逐步了解人工智能的基本原理。教學過程中，教師可以考慮利用最貼近學生日常生活的人工智能應用案例——手機中的語音助手（智能助手），幫助學生理解人工智能的基本原理。如表1所示。

同時在教學過程中，教師應根據(jù)學生的學習反饋，隨時添加或修改“支架”。

環(huán)節(jié)四：小組協(xié)作學習。

實訓能有效地幫助學生加深對人工智能基本原理的理解。但脫離編程的人工智能實訓顯然無法實現(xiàn)，因此教師在設置實訓任務時應注意結(jié)合前一環(huán)節(jié)所構(gòu)建的“支架”，如：前文所構(gòu)建的4號“支架”以及所對應的4號任務。

教師布置實訓任務：使用Python語言編程，輸入為“天氣”，輸出為“今天的天氣真好呀！”學生以小組為單位，采用協(xié)作學習的方式相互討論并完成任務，并將遇到的問題通過學習平臺反饋給教師。同時，依據(jù)學生的不同水平，教師還可以設置“探索”性質(zhì)的實訓任務：使用Python語言編程，如輸入為“天氣”，輸出為“今天的天氣真好呀！”;如輸入為“今天的天氣”，輸出為“今天晴轉(zhuǎn)多云，氣溫為11至19攝氏度。”。

學生依據(jù)教師布置的實訓任務，以小組為單位，協(xié)作完成。如不能完成任務，則首先進行組內(nèi)討論，并由組長組織線上教學資源的再學習，如學習后仍不能完成任務便將問題反饋給教師。教師依據(jù)反饋，酌情修改或添加“支架”。

環(huán)節(jié)五：實體課堂教學。

在線下實體課堂中，學生分組進行匯報，共同解決學生自主學習過程中存在的問題。實體課堂教學擺脫了傳統(tǒng)課堂中“教師講授為主、學生被動學習”的束縛，以學生為主體，由學生主導學習進程，教師負責解惑，幫助學生鞏固知識。在“初識人工智能”模塊，教師在實體課堂教學環(huán)節(jié)最主要的任務便是幫助學生厘清人工智能、機器學習和程序設計之間的關(guān)系。如表2。

環(huán)節(jié)六：教學評價。

教學評價按兩個環(huán)節(jié)、兩種方式進行。在課堂教學環(huán)節(jié)，依托師生互動、生生互動，進行教師評價和生生互評，該部分評價采用客觀評價和主觀評價相結(jié)合的形式，考查學生的技能應用情況、核心素養(yǎng)提升情況等。在成果檢驗環(huán)節(jié)，教師通過線上教學平臺對學生進行章節(jié)測試，該部分評價則采用客觀評價的方式，以考查學生對知識點的掌握情況。

四、結(jié)語

采用“支架式”教學和SPOC相融合的教學模式，教師通過構(gòu)建“支架”，幫助學生攀爬，以達到原本不可及的目標，不斷激發(fā)學生的潛能，結(jié)合SPOC靈活地課堂組織以及教師的深度介入，逐步改變“要學生學”的現(xiàn)狀，通過使學生不斷地“學有所成”實現(xiàn)向“學生要學”的轉(zhuǎn)變。但新的教學方法對教學設計、課堂組織以及教學實施都提出了新的要求，教師的教學水平也面臨新的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]李鵬鴿，馮宇，任淑芳.支架式教學策略在化學教學中的應用[J].教育理論與實踐，2012，32（6）：59-61.

[2]Wood D，Bruner JS，Ross G. The role of tutoring in problem solving[J]. Journal of Child Psychology and Psychiatry， 1976， 17（2）： 89-100.

[3]Van De Pol J，Volman M，Beishuizen J. Scaffolding in teacher

student interaction： a decade of research[J]. Educational Psychology Review， 2010， 22（3）： 271-296.

[4]Jadallah M，Anderson RC，Nguyen-Jahiel K，et al. Influence of a teachers scaffolding moves during child-led small-group discussions[J]. American Educational Research Journal， 2011， 48（1）： 194-230.

[5]Rosenshine B，Edmonds J. New sources for improving instruction： the implicit skills study[A]//Schwab RL. Research-Based Teacher Evaluation[M]. Dordrecht： Springer， 1990： 59-73.

◎編輯 王亞青