基于进阶性作业设计的项目作业单设计研究

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  教学现场
  信息科技学科核心素养关注学习力的提升效能,重视多种作业形式的更新。随着“双减”政策的落地,在长期的教学中,如何有效构建信息科技的新型作业模式?哪些因素对项目作业单有重要的影响?如何能够在具体的实例中进行项目作业单的构建?是很多一线中小学信息科技教师关注的重点。
  问题分析
  任务型作业单是中小学教学中常见的形式。基于进阶性作业设计的作业单,是具有持续性和连续性的知识项目的集合,可以根据学习者的风格属性来建立项目作业单,建立适合的模型。本文拟从进阶性作业设计的特点、结构、实施策略等角度进行研究和阐述,结合案例剖析进阶性作业的设计路径。
  ● 引言
  美国教育心理学家本杰明·布鲁姆在《教育目标分类学 第一分册 认知领域》一书中,把学生的思维层次分为六个级别:识记、领会、应用、分析、综合、评价。其中,前三个层级是属于低阶思维阶段,认知目标缺少深层思维能力的需求。“双减”背景下,作为“全人教育”的重要阵地的信息科技学科,明确提出要培养学生学会发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力,作业设计需要为学生创造良好的思维环境,发展学生的计算思维能力,开启学生的智慧。
  依据学科要求,作业设计越来越趋向个性化、智能化、精准化。借助大数据的背景,专业性内容增加的情况下,学生普遍存在不同层阶的作业需求。教师应该提供适宜的“进阶性作业设计”。
  进阶性作业的提出起源于学习进阶理念。学习进阶是近年来多国学科教育改革中出现的新概念,也是当前教育界研究的热点之一。学习进阶关注的是学生作业的发展过程,是对学生在学习和探究某一主题时,依次进阶、逐级深化的思维方式的描述,不同的学生可能会遵循不同的作业路径。
  ● 研究基础
  1.学习进阶理论
  “进阶性作业设计”的提出起源于学习进阶理念,落实在信息科技学科中表现为适合学生的“进阶性作业设计”。作业设计者需要考虑不同学生学习风格的差异,建立相似特征的项目作业,根据学情布置作业,改进统一项目作业中的不足,最终找寻到最佳学习路径。
  2.作业单设计分析
  学习进阶理念认为,学习是一个逐渐累积、不断演进的过程,学生对某一内容主题的理解存在多个不同的中间水平。学习进阶包括锚定起点、锚定终点和多个中间水平,在两个锚定点之间还存在多个中间水平。如果说锚定终点是教学的长期目标,那么中间水平就是教学的短期目标。依靠恰当的作业设计策略,使大多数学生沿着多个中间水平拾级而上,其关键在于作业设计的设计和实施。
  3.“进”与“阶”的有效关联
  “进”是指向前或向上移动、发展。“阶”本义是指用砖石堆砌成的或就山势凿成的梯形的道路。在学习进阶中,“进”指明的是学生的认知发展方向,而“阶”则是发展过程中的一些关键点。对于作业设计来说,学习进阶描述的是一系列水平层级,揭示的是学生对一些认知内容的获取程度。
  ● 信息科技教学与作业单设计的关系
  信息科技教学中的作业设计以核心知识为主轴;学习进阶包括高锚点、低锚点和多个中间水平;立足于信息学科融合背景下持续渐进的学习;以实证研究为基础,可经由实践检验。多元素在“进阶性任务”中的体现:确定进阶的方向和目标,明确核心知识,并以此为主轴设计进阶性任务;学习进阶中的低锚点即学生的已有认知水平(或是前概念),高锚点即学生将要达到的最终或是阶段性的认知水平,但低锚点与高锚点之间并非一蹴而就,还有多个之间水平,也就是进阶过程中的“每一个台阶”。
  ● 基于进阶性作业设计的路径
  1.低锚点巩固:单一的进阶性作业设计
  在设计进阶性学习任务时,需要对构建的知识进行深入剖析分解,以建立一个系统的、连贯的、有层次的概念学习发展框架。第一种作业路径单一性的低维度,新型作业路径起点为学生的已有知识经验,将作业的过程作为主要作业设计,据此展开相应的新型作业活动。在课堂教学中,教师设计或提供一个学习任务,这个任务本身有进阶性、层级性。
  (1)原设计
  “智能卫士”是系统与控制模块的课例,该课一般为2课时,教学目标为利用系统与控制实验箱搭建模拟家居安防系统,结合智能平台编写程序,控制各类传感器的正常运转。在传统的教学中,该课的作业设计流程为——硬件搭建作业:“智能卫士”系统的主体结构→整体协调作业:组建“智能卫士”系统的其他附件→软件控制作业:编写控制传感器的程序→整理调制:实验脚本等。
  在以上的过程中,作业目标较为清晰,结构看似完备。但在实际的授课过程中,作业单设计困难,学生达成率不理想:有些学生对脚本编写较为熟悉,却无法顺利完成“智能卫士”系统的搭建;有的学生能够搭建机械结构,但是程序编写部分耗时较长,难以在第2课时中达成教学目标。
  (2)思考焦点
  以上的作业路径按照教材的结构组织教学,但缺乏对学生个体情况的关注。学生新型作业起点不同、已有的经验背景不同,学习路径大相径庭。缺乏个性关怀的学习过程,容易引发学生的作业质疑,降低达成率,导致作业单不能发挥应有的效能。
  (3)改进型設计
  基于作业风格的教学中,应根据具体的学情确定作业设计信息作业的具体目标,制订符合学生已有水平的作业设计,并作出合理的评价。教学建议如下:
  作业目标:构建智能卫士系统。
  作业时长:20分钟。
  主要活动:
  思考——教师提供古代城堡的守卫和现代智能防卫方式,引发思考。
  研究——智能卫士的主要建构目标(包括硬件、软件)。
  分析——个人阐述自我的学习目标和活动要求。
  组建——依据自我需求、合理组建适宜的信息作业项目小组。
  确定活动流程——   作业主题方向1:构建具有防盗功能的硬件结构。
  作业主题方向2:搭建智能防盗体统的软件组成。
  作业主题方向3:研究现有模型中的硬软件特点。
  作业主题方向4:优化组织结构单位及平台效能。
  评价作业结果——我思我想奖、我行我素奖、我研我究奖、我评我价奖。
  教学评析:以上的信息作业过程分为多个项目组成,将作业设计进行了针对性的分类,根据学习风格找寻不同的作业设计要点。在学习过程中,学生具有较强的学习动机,能够积极主动地参与学习过程,鼓励学生更好地找准自我的学习目标。
  2.高锚点综合:多个的进阶性作业设计群
  第二种新型作业路径基于信息感知型维度,对新型作业内容进行分类。由若干个任务组成的任务群。任务群中的每一个任务是单一的,且不存在进阶性,但这些任务联结起来便体现出学习的进阶性。学生感知信息的风格不同,因此学习内容的选择,可以根据学情、家情、校情制订,也可以结合当前的热点时事问题,构建动态的项目作业单。
  (1)原设计
  “机械手”是系统与控制单元的常见课例,一般的授课流程如下:分析机械手系统的结构→搭建机械手系统→添加舵机等硬件→编写脚本→修改脚本→载入机械手系统→调试程序→结束课程。完整的教学过程表面看来并无差池,但是授课中却出现了学生层次差异大,学习结果不尽人意的问题。
  (2)思考焦点
  学生的已有基础差异较大,基于此类原因,新型作业要求也不尽相同。学生在缺少作业单的情况下,缺乏学习支架,难以完成必要的认知内容。要解决此类问题,需要教师根据教学目标,制订信息感知的有效途径,保障主体的学习内容详实有效。
  (3)改进型设计
  基于作业风格的教学中,关注学生的学习兴趣点,通过其个人的学习倾向,选择适宜的信息感知方式内容,满足不同层次的学习需要,教学建议如下。
  作业时长:25分钟。
  主要活动:
  作业1.视频导入。
  欣赏:物流基地繁忙的场景视频,提出问题:物流基地拥堵的情况应如何解决?
  作业2.网络平台作业调查:①探索机械手系统的结构组成。②作业单上记录观察编程平台。③舵机对应的脚本如何设置参数情况。④参数设置后,舵机的模拟转动方向。
  作业3.师生讨论:实践机械手系统的抬起和下降。
  学生完成作业设计一:“读取省级信息”。
  作业4.学生实践:合作上升和下降无舵机闸口。作业中,机械手系统可以顺利地读取物流信息,思考如何让机械手自检呢?
  作业5:完成作业设计二:闸口智能升降。小组成员共同分析程序、制订升降计划,完成作业设计。
  作业6.感知流程:回顾刚才的挑战要求,小组讨论并展示花式挑战的活动目标等,如智能提醒和智能报读等。
  教学评析:在以上的过程中,作业单设计已经突破了整齐划一的规定动作,取而代之的是信息主动感知的过程。对于作业单设计异同的学生,调节其动机,找到最适宜的学习内容。教师在此过程中,通过具体的信息感知项目,提供相应的补给。根据学情进行进阶性作业订制,满足不同层次学生的要求。
  3.多锚点建构:复合型进阶作业链
  第三种新型作业路径基于信息作业项目型维度,作业通过对比引导学生发现问题,打破思维定势,设计复合型进阶作业组合,让学生自主选择、弹性进阶。教师提供适宜的信息作业项目方式,形成符合个人作业单设计习惯的情境,据此展开有效的新型作业过程。
  (1)原设计
  “电子二维码”是系统与控制单元中的课例,常规的作业思路如下:展示带有电子二维码的产品→对比没有二维码的产品→介绍软件操作方法→提供素材→教师介绍二维码的原理→学生作业:练习插入二维码→小组展示作品→评价作品。教学过程中,学生独立完成作品后作业千篇一律,缺少创新点。
  (2)思考焦点
  出现以上情况,原因在于本课的认识目标不够清晰,学生在短时间内无法从工作原理和应用方式两个角度理解电子二维码的内容,因此无法顺利地完成既定的学习目标。通过设定复合型作业,厘清不同学生所适宜的信息作业项目形式,因人而异地选择合理的信息处理途径。
  (3)改进型设计
  基于作业风格的教学中,对于此类主题,关注信息作业项目的类别,再依据学习倾向,选择合适的作业单设计,为学生创设符合个性化要求的新型作业路径。具体建议如下:
  作业时长:20分钟。
  主要活动:
  作业链接1:我会选。教师播放智能自动售货机的视频素材,向学生出电子二维码的工作流程。
  作业链接2:我能选。教师引导——实现无人售卖机的工作过程,学生模拟以上过程。
  师生互动——同学们尝试了哪一种商品?你是如何实现自动购买货物的?(预设:有些学生更改了相关选项的设置,关注电子二维码的识别作用)
  作业链接3:我试选。教师提示探究方法:介绍电子二维码的结构,提出电子二维码通过无线射频识别、通过通信技术实现数据的传递。学生自主探究:根据学件进行探究,必要时进行小组互动。
  作业链接4:我可选。教师引导:(出示问题作品)这些产品虽然具有二维码,但不是电子二维码,你可以说出原因吗?怎样才能改造成智能电子二维码呢?畅想①:电子二维码的颜值能否提升?畅想②:电子二维码的功能能否扩展?
  教学评析:在以上的过程中,信息作业项目的来源更加丰富,形成了一套完成的作业链,不仅从生活经验入手,还能够结合新技术的应用给予学生更为客观的体验,是一种复合型进阶性作业。通过多层次的信息作业项目,与对应的信息输出达成一致,进而鼓励学生进行深度学习。实际使用中,取得了良好的教学效果。
  ● 进阶性任务作业单设计的关注点
  基于进阶性任务的作业单设计路径,是从其学习对象的需求角度来进行讨论的。在学习过程之前,教师设计项目作业单时要关注,在具体教学过程中,要留意以下几个细节:
  首先,分析作业的多重属性。进阶性任务是层层递进的,彼此间有一定的关联度和融合性。优质的作业单、作业链是信息化作业的学习“脚手架”;是给学生提供的资源,让学生利用资源,结合已有知识经验提升认知;还可以是对学生知识转化的提醒和启发,使学生在比较、对照中,集体讨论、推理和决策,获得新的知识。
  其次,教师反思作业形式,迭代作业行为。针对学习者的作业单设计类别丰富,在关注主流风格的同时,也应关注部分风格较为特别的学生。作业需要根据具体学情,及时地反馈和向导,提供学生多元化的观点,创设学生共享经验的机会,培养学生的独立思维,帮助学生更好地实现思维层次的逐步提升。
  最后,抓住作业路径的丰富性。基于进阶性任务的作业单设计类别的项目作业单构建路径本身的形态非常丰富,其外延可借鉴多种形式进行,如学科新型作业构建、弹性新型作业构建、菜单性作业设计构建等。在“双减”背景下,具体的载体应根据实际的学情进行选择。追求作业效率最大化、学习成本最小化的新型构建性主题项目作业,符合信息作业项目要求的良好模式,教师应根據具体情况,及时调整教学模式。
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