建設(shè)區(qū)域性教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與課程研發(fā)協(xié)同中心的實(shí)踐探究

黃強(qiáng)

◆摘? 要：在積極肯定教育現(xiàn)代化有效刷新了學(xué)校教育的軟硬件面貌，為培養(yǎng)具備核心素養(yǎng)的人才打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，我們也要客觀認(rèn)識(shí)到，不少地區(qū)與學(xué)校因需求分析缺失、定位不明、“建管配用”水平不高，造成了教育資源的浪費(fèi)或錯(cuò)位。鼓勵(lì)區(qū)域依托優(yōu)勢(shì)學(xué)校建設(shè)資源協(xié)調(diào)共享中心，有利于增強(qiáng)需求分析意識(shí)、提升協(xié)同發(fā)展水平，有效解決兩個(gè)“錯(cuò)配”。義烏市樹人中學(xué)以學(xué)院體制建設(shè)區(qū)域教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中心與課程研發(fā)協(xié)同中心，在技術(shù)、設(shè)備、師資、課程等重要資源的區(qū)域協(xié)同發(fā)展上做了有效實(shí)踐。

◆關(guān)鍵詞：教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新;課程共享;協(xié)同發(fā)展

一、從兩個(gè)“錯(cuò)配”由來的思考與實(shí)踐

兩個(gè)“錯(cuò)配”指的是“好課堂”錯(cuò)過了“好技術(shù)”“好師資”錯(cuò)過了“好課程”。隨著教育信息化工程的有序推進(jìn)，各類學(xué)科教室、實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)在學(xué)校中落地，極大的改善了學(xué)校辦學(xué)條件。同時(shí)，我們也要?jiǎng)?wù)實(shí)的看到，鑒于資金、場(chǎng)地、配套師資的限制，學(xué)校在選擇配備學(xué)科教室與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的種類與規(guī)模上多以小而精的原則為主，這也符合單個(gè)學(xué)校做強(qiáng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科、實(shí)現(xiàn)特色發(fā)展的發(fā)展理念。

客觀上，我們也要認(rèn)識(shí)到，小而精的學(xué)科教室資源所支撐的學(xué)科較少、所服務(wù)的師生群體較少，事實(shí)上造成了在單個(gè)學(xué)校辦學(xué)體中教育資源的不均衡分配。為此，樹人中學(xué)作為區(qū)域STEAM教育領(lǐng)航學(xué)校，著手實(shí)踐探索建設(shè)一個(gè)能夠?yàn)閰^(qū)域教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和精品課程研發(fā)提供服務(wù)并解決資源錯(cuò)配問題的協(xié)同中心。

二、雙向發(fā)展，四維支撐，強(qiáng)化協(xié)同，以服務(wù)解決“錯(cuò)配”

義烏市樹人中學(xué)創(chuàng)新管理機(jī)制，采用學(xué)院體制導(dǎo)師制工作坊模式管理體系組建“鼎新學(xué)苑”，致力于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的發(fā)展：方向一：建設(shè)“區(qū)域性的教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中心”，從四個(gè)維度去支持課堂改革;方向二：建設(shè)“區(qū)域性的覆蓋K12的課程中心”，常態(tài)化的開發(fā)課程，打磨配套的教學(xué)資源，推進(jìn)課程群建設(shè)，加強(qiáng)共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)STEM課程資源的有效補(bǔ)充。

三、聚焦技術(shù)理念運(yùn)用的層次問題

教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用對(duì)象是學(xué)科教學(xué)，依靠的主要途徑是技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，而我們認(rèn)識(shí)到技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)的作用層次從低到高可分為：平行移動(dòng)、提質(zhì)增效、增加縱深、互聯(lián)互通、學(xué)科融合，為此，我們需要認(rèn)真探究技術(shù)的參與形式、時(shí)機(jī)等因素，避免盲目的堆砌技術(shù)元素。

典型問題一：在一次全市性的生物學(xué)科教研活動(dòng)中，教師開設(shè)了一堂《肌肉電信號(hào)的獲取與分析》知識(shí)探究課，課堂教學(xué)理念高超，環(huán)節(jié)緊湊，教學(xué)氛圍良好。美中不足的是學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)在一個(gè)環(huán)節(jié)中受到了極大的削弱，這就是實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)。該課教學(xué)中，教師選擇了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式，如圖1：

從當(dāng)堂課的實(shí)際效果來看，該實(shí)驗(yàn)有幾方面不足：①對(duì)實(shí)驗(yàn)材料要求較高，實(shí)驗(yàn)要求必備若干一定活性的肌肉組織，該因素較難保障，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成功率較低;②現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生環(huán)境等因素對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)連貫性影響較大，該實(shí)驗(yàn)用品還涉及到一些藥劑，對(duì)課堂衛(wèi)生、安全也造成一定壓力;③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定不可信，對(duì)學(xué)生開展科學(xué)探究活動(dòng)支撐不足?？傮w來看，粗劣的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)對(duì)學(xué)生理解生物學(xué)課價(jià)值產(chǎn)生了消極影響。

典型問題二：在一次校內(nèi)公開課中，物理學(xué)科教師展示了《光的偏振》示范課，同期，通用技術(shù)學(xué)科教師開設(shè)了《人機(jī)交互關(guān)系》示范課，兩節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)均優(yōu)質(zhì)精巧，課堂教學(xué)高效。稍顯欠缺的是兩個(gè)方面：①學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)不佳，學(xué)生對(duì)于光的偏振的理解是建立在教師的板書作圖，對(duì)于人機(jī)關(guān)系的感受來自于視頻素材，可見，課堂中人與知識(shí)資源的關(guān)系是僵化的，對(duì)知識(shí)的外延探究支持力度是不足的。②知識(shí)邊界固化。兩節(jié)獨(dú)立的課程，所講授的內(nèi)容都屬于當(dāng)前同一熱門技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)部分，學(xué)生缺少項(xiàng)目式視角統(tǒng)整知識(shí)的體驗(yàn)。

四、開展教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和課程項(xiàng)目式整合的實(shí)踐探究

案例《肌肉電信號(hào)的獲取與分析》與《簡易3D眼鏡的設(shè)計(jì)制作》，是義烏市樹人中學(xué)鼎新學(xué)苑“建設(shè)區(qū)域性的教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中心和課程研發(fā)中心”的實(shí)踐代表作。案例中，多學(xué)科就圍繞如何改善“生物電信號(hào)”的知識(shí)呈現(xiàn)形式的教學(xué)難點(diǎn)開展了研究實(shí)驗(yàn);通用技術(shù)、物理學(xué)科與信息技術(shù)學(xué)科就“光的偏振”“人機(jī)交互關(guān)系”的知識(shí)探究開展了融合教學(xué)。

（一）教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新案例——《肌肉電信號(hào)的獲取與分析》

1.項(xiàng)目分析

本案例將著力點(diǎn)放在“創(chuàng)新學(xué)科知識(shí)呈現(xiàn)形式”上，創(chuàng)新“生物電信號(hào)”的呈現(xiàn)形式，以互動(dòng)化、數(shù)字化的圖形形式幫助學(xué)生探究理解。

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能：學(xué)生應(yīng)能理解、掌握生物學(xué)科神經(jīng)興奮信號(hào)產(chǎn)生與傳遞原理;應(yīng)能通過實(shí)驗(yàn)探究深度理解肌肉運(yùn)動(dòng)與電信號(hào)之間的關(guān)系。

（2）過程與方法：通過生物學(xué)科知識(shí)講授，落實(shí)生物神經(jīng)信號(hào)生成原理的學(xué)習(xí);通過了解開源電子產(chǎn)品與互動(dòng)實(shí)驗(yàn)探究，視覺化呈現(xiàn)肌肉電信號(hào)，提高學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的水平。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過多學(xué)科融合教學(xué)，幫助學(xué)生從理論與實(shí)驗(yàn)探究角度思考問題，幫助學(xué)生形成積極向上、創(chuàng)新發(fā)展的情感意志。

3.教學(xué)準(zhǔn)備與課時(shí)安排

教研準(zhǔn)備：由生物學(xué)科、信息技術(shù)學(xué)科開展STEM混合教研活動(dòng)。課時(shí)安排：課時(shí)1：《生物電信號(hào)的生成原理》課時(shí)2：《肌電傳感器工作原理與實(shí)驗(yàn)實(shí)操》。

4.案例實(shí)施過程

課時(shí)1《生物電信號(hào)的生成原理》

（1）情境建立，導(dǎo)入新課：教師展現(xiàn)當(dāng)前醫(yī)學(xué)界對(duì)于生物電信號(hào)的應(yīng)用研究以及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀。

（2）問題引導(dǎo)：教師邀請(qǐng)學(xué)生代表談?wù)剬?duì)生物電的現(xiàn)有了解，并發(fā)散性的想象人類如何更好的利用電信號(hào)。

（3）重點(diǎn)教學(xué)：教師完整規(guī)范的展現(xiàn)生物神經(jīng)興奮與電信號(hào)的關(guān)系、從理論角度展現(xiàn)興奮電信號(hào)的傳導(dǎo)全程。

（4）難點(diǎn)知識(shí)：依托于探究學(xué)習(xí)形式，教師提出探究問題：電信號(hào)的強(qiáng)弱、周期等屬性與人體肌肉運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

課時(shí)2《肌電傳感器工作原理與實(shí)驗(yàn)實(shí)操》

（1）問題引入：信息技術(shù)學(xué)科教師展現(xiàn)當(dāng)前領(lǐng)先的傳感科技成果，介紹本課時(shí)中DF肌電傳感器的屬性特點(diǎn)。

（2）重點(diǎn)知識(shí)講解：由信息技術(shù)學(xué)科教師展現(xiàn)完整的開源電子設(shè)備搭建過程、簡易編程過程以及數(shù)據(jù)往返過程。

（3）學(xué)科融合探究：信息技術(shù)學(xué)科與生物學(xué)科融合，開展實(shí)驗(yàn)，依托于編程與開源電子優(yōu)勢(shì)，將肌肉電信號(hào)以圖形的形式呈現(xiàn)。

（二）課程融合項(xiàng)目案例——《簡易3D眼鏡的設(shè)計(jì)制作》

1.項(xiàng)目分析

本課程是基于“信息技術(shù)+”模式的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)案例，是將物理學(xué)科教學(xué)與通用技術(shù)學(xué)科教學(xué)做有效統(tǒng)整融合教學(xué)的成功實(shí)踐，將兩個(gè)學(xué)科中屬于同一熱門技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)部分通過項(xiàng)目的形式整合

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能：學(xué)生應(yīng)能理解光的偏振原理;應(yīng)能從理論出發(fā)解釋3D眼鏡成像原理;應(yīng)對(duì)人機(jī)交互設(shè)計(jì)原則有一定程度認(rèn)知。

（2）過程與方法：通過物理學(xué)科知識(shí)講授，落實(shí)光偏振原理的學(xué)習(xí);通過了解典型產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生養(yǎng)成批評(píng)性思維，進(jìn)而指導(dǎo)自身有關(guān)人機(jī)交互設(shè)計(jì)原則的知識(shí)建構(gòu);通過3D設(shè)計(jì)與打印實(shí)踐，達(dá)到學(xué)以致用的效果。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過多學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)，幫助學(xué)生從產(chǎn)品角度思考問題，幫助學(xué)生形成社會(huì)性、全人性的情感意志。

3.教學(xué)準(zhǔn)備與課時(shí)安排

教研準(zhǔn)備：由物理學(xué)科、通用技術(shù)學(xué)科、信息技術(shù)學(xué)科開展STEM混合智慧教育教研活動(dòng)。課時(shí)安排：課時(shí)1：《光的偏振原理》課時(shí)2：《人機(jī)交互設(shè)計(jì)原則》課時(shí)3、4：《3D眼鏡設(shè)計(jì)建模與成型》

4.案例實(shí)施過程

課時(shí)1《光的偏振原理》

（1）情境建立，導(dǎo)入新課：教師展示熱門科技產(chǎn)品3D眼鏡，并邀請(qǐng)若干學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，各自暢談使用感受。

（2）問題引導(dǎo)：通過邀請(qǐng)學(xué)生談?wù)勈褂酶惺?，引出探究點(diǎn)，即“左眼內(nèi)容與右眼內(nèi)容不一致”，催生教學(xué)活動(dòng)。

（3）重點(diǎn)教學(xué)：教師借助多媒體素材，從抽象角度完整演示光的偏振過程。

（4）難點(diǎn)知識(shí)：依托于探究學(xué)習(xí)形式，教師提出探究問題，幫助學(xué)生識(shí)別偏振類型。

課時(shí)2《人機(jī)交互設(shè)計(jì)的原則》

（1）問題引入：通用技術(shù)學(xué)科教師明確3D眼鏡主題，展現(xiàn)當(dāng)前主流產(chǎn)品，邀請(qǐng)學(xué)生對(duì)分別予以點(diǎn)評(píng)。

（2）重點(diǎn)知識(shí)講解：由通用技術(shù)學(xué)科教師講授如何從材質(zhì)、穩(wěn)定性、安全性、藝術(shù)造型、附加值等角度去解讀人機(jī)交互設(shè)計(jì)層次。

（3）學(xué)科融合探究：信息技術(shù)與物理、通用技術(shù)學(xué)科融合，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，依托快速成型技術(shù)，將產(chǎn)品創(chuàng)意以實(shí)物的形式呈現(xiàn)。

課時(shí)3《3D眼鏡的設(shè)計(jì)制作》

（1）問題引入：總結(jié)物理學(xué)科中對(duì)偏振光倉的要求與通用技術(shù)學(xué)科對(duì)眼鏡人機(jī)交互設(shè)計(jì)的要求，向?qū)W生明確項(xiàng)目目標(biāo)。

（2）重點(diǎn)知識(shí)講解：solidworks軟件拉伸技巧與建立光倉、薄壁技巧與安放偏振片、軟件填充密度設(shè)置與產(chǎn)品重量。

（3）學(xué)科融合探究：信息技術(shù)學(xué)科與物理、通用技術(shù)學(xué)科融合，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，依托于3D建模與激光切割等快速成型技術(shù)，將產(chǎn)品創(chuàng)意以實(shí)物的形式呈現(xiàn)。

五、成效和經(jīng)驗(yàn)

目前，樹人鼎新學(xué)苑以“兩個(gè)中心”為建設(shè)目標(biāo)，在隊(duì)伍建設(shè)、理論研究與實(shí)踐積累上取得了一定的成績。學(xué)苑現(xiàn)培育有地市級(jí)教育信息化專家、133創(chuàng)新人才、市STEAM導(dǎo)師、中國人工智能學(xué)會(huì)中小學(xué)專業(yè)委員會(huì)高級(jí)會(huì)員等;出版專著《人工智能—智能硬件與編程》ISBN 978-7-213-08084-5、設(shè)計(jì)開發(fā)省市級(jí)精品課程5門、金華市普高推廣課程1門;服務(wù)省級(jí)優(yōu)質(zhì)課2課時(shí)，地市級(jí)公開課7課時(shí)，6項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)獲地市級(jí)一、二等獎(jiǎng)，學(xué)校入選浙江省首批50例STEAM經(jīng)典實(shí)踐樣態(tài)，學(xué)苑獲評(píng)市首批STEAM教育基地。

六、進(jìn)一步發(fā)展的思考

隨著軟硬件建設(shè)投入的加大與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，學(xué)校將把研究重心放在如何服務(wù)多學(xué)科融合智慧教育及支撐核心素養(yǎng)課堂的問題上，進(jìn)一步研討如何優(yōu)化機(jī)制，提高站位，將自身的發(fā)展優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為區(qū)域優(yōu)勢(shì)，積極承擔(dān)區(qū)域內(nèi)各級(jí)各類教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同需求，支持范圍更廣、融合程度更深的多學(xué)科融合實(shí)踐活動(dòng)，以豐富差異的需求促使自身深度發(fā)展。