巧借ARCS模型,激发中学生3D学习动机

来源 :中国信息技术教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinr0op8
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  近年来,随着创客教育的不断发展,3D打印逐步走进中小学创客空间,成为中小学信息技术开设的主要课程之一。笔者所在学校于2018年开展3D打印创意设计教学,通过3年的课堂教学实践,在经历了注重3D建模软件的功能操作学习后,开始关注学生对3D打印学习动机的激发与维持。从目前的课堂教学和学生反馈效果来看,还存在以下问题:①自主性不足,学生缺乏持续性学习兴趣。学生在3D课堂上的学习内容是教师进行规划制订的,学习初期学生对3D打印还比较感兴趣,但随着学习的深入,统一的学习内容会造成学生生搬硬套,很难有机会真正参与到作品制作的学习与规划中,进而导致对学科内容缺乏兴趣,学习内驱力开始减弱。②迁移性欠缺,脱离教师指导无法应用。在课堂教学中,教师提供的技术支架都是由教师搭建好直接告知学生如何使用的,在整个学习过程中学生都缺乏独立思考和探究的机会,处于被动状态。单调的技能导致学生很快进入疲劳状态,难以维系学习动机,同时无法将所学知识进行有效的迁移。③创造性不够,作品千篇一律。从课堂效果看,虽然可以达成技能目标,但只是简单模仿了教师的建模过程,缺少自我构建。所以学生作品往往千篇一律,缺乏个性,进而导致学生对3D学习的热情下降,同时影响了对学生设计思维及利用3D打印解决问题能力的培养。
  ● 理论基础
  ARCS模型是美国弗罗里达大学的约翰·M·凯勒(John M Keller)教授研究出的能够激发并维持学生的学习动机的理论模型。该模型系统探讨了对学生动机的设计策略,提出了影响学习者学习的四个要素:注意(Attention)、相关性(Relevance)、自信心(Confidence)和满足感(Satisfaction)。
  凯勒认为激发学习者的学习动机像是一个序列,在学习者开始学习前要唤起学习者的注意,让学习者能够产生学习或探究的意愿(A)。当学习者参与到学习活动中后,他们会有“我为什么要参加这个教学活动?”的疑问。这时,教师应该采取一定的教学策略,使学习者意识到教学内容与其自身的相关性(R)。在满足前两个条件之后,仍有一些学习者对有难度的学科存在畏惧心理,这就涉及了信心,所以学习任务或学习情境要符合学习者的最近发展区,增强学习者的自信心,这样才能使他们面对困难时仍然坚持(C)。最后,要想让学习者维持学习动机,学习结果必须让学习者获得满足感,让学习者在学习过程中可以体验到成功的快感并有所收获(S)。
  ARCS动机模型的特点在于细化了相关的动机理论,突出了系统化的教学设计,使教学内容能够激发学生的学习兴趣,使教师更有效地设计课堂的内容和环节,使学习由被动变为主动,更好地体现“以学生为中心”的教学原则,可有效改善传统教学模式中学习者学习动机较低的现状。
  ● 解决策略
  从ARCS模型可以看出,教师在激发学生的学习动机时,第一步是引起学生的兴趣和注意;第二步是让学生明白完成此项学习任务与自己有密切相关性;第三步是通过教学目标和学习支持让学生相信自己能够很好地完成任务,从而产生自信心;第四步是让学生能够深刻体验到任务完成后的成就感和满足感。
  根据初中3D打印学习的特点和学生学习动机的情况,在教学过程中笔者将ARCS模式的四个因素落实在任务的内容选择、呈现形式、活动方式、作品达成、评价反思等方面,以期在学生掌握3D打印技术的同时,激发和维持学生的学习内驱力,唤醒学生的创造愿望与激情,提升3D创意设计的核心素养。
  1.创设切实的教学情境——引起学生注意力
  注意是學习的先决条件,是ARCS动机设计模型的第一要素,唤醒学生注意力是激发并维持学生学习动机的前提。学生在刚进入机房时大部分都是在玩游戏或看视频,教师可以通过设计一些课前活动或利用一些引导方式来吸引学生的注意,引起学生的好奇心,从听觉、视觉等多方面来抓住学生的要求,使学生产生学习兴趣,为后续的学习做好准备。
  3D打印学习不仅是需要掌握3D建模软件功能的使用,更重要的是发现问题并创造性地解决问题,体验并经历一段奇妙的设计之旅,让学生意识到3D学习在生活中的应用。因此,在教学过程中,创设真实的贴近生活的教学情境,将生活中的实际问题同3D打印学习有效结合,将抽象知识通俗化、具体化、生活化,从而加强学生的共鸣。这样能更有效地激发学生的好奇心并维持学生的注意力,让学生以积极的状态参与到课堂教学活动中。
  例如,在学习“草图绘制与预制文字”的功能时,从学生日常生活中问题出发创设情境。
  情境1:在学校开运动会时,人比较多,小王同学的公交卡丢了。
  情境2:张老师在机房内收集了很多被遗忘的U盘,但是无法帮它们找到主人。
  遇到如情境1和情境2这些问题该怎么办?在日常生活中,钥匙、公交卡、U盘等小物件经常随手一放就找不到了,即使有人找到也很难将东西还给主人。尝试思考能不能利用学习的3D打印技术解决生活中这类问题,由此切入本节的内容“专属挂件的创意设计”。
  反思:创意来源于生活,从实际生活中的小事情中发现需求,引导学生根据生活中遇到的实际问题,思索解决的办法。以生活为根,以创造为本,抓住学生的注意力,诱发学生的内驱力,进而激发学生学习3D one的兴趣。
  同时,3D打印注重产品的设计与开发,因此在教学过程中,教师可以展示相关的优秀产品,使学生们认识到3D打印的实用性,同时鼓励学生做出自己的3D作品,并激发他们学习3D打印的动机。借此,教师还可以给予学生学完新知识后所引发的自然结果的机会,从而提升学生在学习3D打印后的满意感,由此更进一步地激发并维持学生的学习动机。
  例如,在设置“创意笔筒设计”的任务时,先给学生们展示教师讲桌上的“镂空笔筒”“蜂窝笔筒”“小鱼笔筒”等不同造型的笔筒,引发学生学习兴趣,并促使其产生创作的欲望。
  反思:通过优秀的实物作品吸引学生的注意力,诱发学生的学习动机。   2.设计关联的教学内容——提升3D与学生间的相关度
  在建立了初步的注意后,学生动机需要进一步增强,实现“我觉得学习这些很重要”的转变,因此需要进一步建立与学习者的相关性,让学习者感受到学习内容的价值性。学习者从事的任务或学习的内容如果与自身目标密切相关,则会激发学习者产生积极的学习态度,进而激发其学习动机。
  首先,在教学内容设计上要满足学生的需要。“真正有意义的学习只有发生在所学内容具有个人相关性之时”,如果学生的实际需要能被学习内容充分满足,则会成功地激发出学生的学习动机,即产生目的指向的切身性。因此,在课堂教学中,应将学生的学习内容与学生的需要结合起来,让学生意识到所学的内容与自身息息相关,进而激发出学生的学习动机。
  例如,在进行“阵列”的学习时,笔者设置了制作“美美的皇冠”的主题任务。起因是上周在班级给某学生过生日,大家在争戴生日皇冠时不小心把生日皇冠扯断了,进而引发思考:生日皇冠的纸质材料容易损坏,不易保存;皇冠造型样式简单,色彩和外观都缺少个性的特色。那我们是否可以在3D打印课堂中设计一个比较牢固的、不同样式与色彩的个性皇冠呢?
  反思:任务驱动教学是3D打印課堂中常见的教学形式,其中任务的选择是教学内容设计的关键与灵魂。选择适合学生认知习惯的主题,体现教学内容和自身需求的相关性,让学生在实现自己目标的同时完成教学目标。
  其次,调动已有经验,充分利用熟悉的事物。调动学习者原有的知识与技能是能够有效激发学习者学习动机的一种方法。在3D打印学习过程中,会有新的知识或技能要讲授,但更重要的是要找到能够连接学生现有知识水平与学习目标的事物或活动,这样可以增加学生的熟悉感,使学生意识到已有的知识仍有很多需要挖掘的地方,这样才能促进学生的求知欲望,学生的学习动机才能被激发出来。
  例如,在设计“元宵节花灯”主题时,在认识元宵节灯笼的基础上引导学生在灯笼造型和灯笼文字等方面进行创意设计。这将涉及前面章节学习的内容,如草图、预制文字、阵列等操作的使用,综合已有的知识经验进行创意设计。将制作花灯与原有知识相关联,引起学生知识本身的链接,让学生在有限的时间内,最大限度地找到自己的拓展途径,不仅能够保证其学习动机,还能帮助学生建立必要的认知地图,明确3D打印的实际用途。
  反思:通过知识的相互贯通,有效激发学生深度学习的渴望,并对知识进行有效的迁移,使更多的知识内容在学习中得到综合应用。
  3.提供明确的教学目标与支撑——提高学生的自信心
  学生在学习中的信心一般源自两个方面:一是学生对要达成的学习目标或者学习任务有着积极的预期,并且对学习过程能够进行自主控制;二是学生在学习过程中如果遇到困难能够得到恰当的学习支持。
  首先,要提供明确的学习目标。在3D打印教学过程中,教师需将明确的教学目标同教学内容相结合,使学生清楚地知道学习内容的价值及作用,以此增强学生对学习3D打印的期待度,提升学生在课堂上的学习动机。在课堂中还应设置不同层次的学习目标,以便对不同学习程度的学习小组或个人提出适宜的学习要求,让每一个学生都能够有机会去体验成功,从而增强学生对3D打印学习的自信心。
  其次,提供恰当的学习支持。在学习过程中,当教师发现学生对某项任务感到困难甚至要放弃时,要能够为学生提供适宜的资源和技能的支持,如为学生提供学习支架、任务单、微课视频等,增强学生创造设计的信心。教师在学习过程中应积极参与到师生互动中,同时也要有意识地让学生间或小组间进行互动交流,以促进学生互帮互助。针对创新意识较高、创造能力与动手能力较强的学生,可以让其作为小老师参与到辅助同伴学习的过程中,营造出一种互相激发、交流无碍、互相支持和共同进步的课堂氛围。
  例如,在设计“为我校120周年校庆出份力”活动时,笔者明确提出目标——设计120周年校庆周边产品。首先请小组开展头脑风暴,思考可以从哪些方面着手,如带有校徽的创意笔筒、学校相框、纪念奖杯、校庆摆件等;然后学生开始自主探究,根据任务单画设计草图,在建模软件中进行创意设计。教师密切关注学生的动态过程,了解他们在设计过程中的得意之处及遇到的困难,通过个别指导、微课支持、小老师辅助等提供帮助。
  反思:明确的目标能够让学生清楚地意识到学习目的,通过学习能够看到自己创作的成果,体验成功的喜悦感。同时,活动内容的开放性,能够保证不同学习基础的学生都能找到适合自己的学习目标。学生根据自己的情况,选择适合自己的内容进行创意设计,这样每个人都能获得必要的满足感,从而实现自我认同,增强自信,学习动机也得以维持。
  4.强化3D打印成果的应用——提升学习满意度
  满足感是学习者通过自己的努力收获的结果恰好与学习者的期望相符,使学习者感到满足,这种满足感可以激发学习者的学习动机,并强化学习者的学习行为,促进学习行为的持续发展。在传统课堂中,教师一般将对学生作品进行的评分作为学习结果的一种评判,忽略了学生的原有水平和努力状态,这样会降低学习者的学习动机。而基于ARCS模型的应用评价设计强调注重学生学习的多元性评价,以及学习成果的现实应用的迁移。
  首先,采取多元化的评价方式。3D打印教学不仅要聚焦在可视化作品的考量上,还要关注3D打印学习本质目标的评价,着力培养学生的动手能力、合作能力、创新能力以及通过设计来解决问题的能力。因此,在3D打印学习的过程中应该采用多元化的评价方式。一是过程,主要考察学生在3D打印学习的过程中是否将精力完全投入,学生是否能够有效利用课堂时间;二是理解,主要考察学生是否能够理解建模软件中不同功能及特性,并能够正确合理地使用它们;三是最后设计的产品,主要考察学生是否设计出预期的创造产品,包括创造产品的功能、制作产品的外形等技术和美学方面。同时,在评价的方式上采取教师评价、学生互评及学生自评的方式进行多方面的评价。
  其次,注重3D打印的成果应用与迁移。3D打印课程的特殊性决定了学习的成果将会影响学生的满意度,所以在进行3D打印课程的设计时应注意三方面:一是要促进3D打印与生活的相关性,能够让学生真正意识到3D打印学习成果与生活息息相关;二是激发学生能够利用所学的3D打印知识结合生活实际去解决生活中的问题;三是引导学生在基础的3D打印上能够创造类似的或高级的设计。
  例如,笔者在3D打印教学中不仅关注学生对操作技能的学习,更重视评价环节部分,以期达到学以致用、以“评”促“学”的效果。在课堂上尽可能创造学生自我展示的条件,发掘每个作品的闪光点,让学生有机会展示自己的风采;充分利用“青少年三维社区”,将学生作品上传至社区,让更多的人看到学生的作品并进行点赞评价;重视3D打印的成品应用,让学生通过3D打印机将自己的设计变成实体,在他们感叹神奇的同时提高其满足感;同时积极组织学生参加区、市组织的3D创意设计比赛,让他们的作品走出班级,走出学校,走向更高的平台。
  反思:通过网站、打印、比赛等多途径为学生创造展示的机会与条件,学生可以通过表现自己所擅长的地方,得到其他同学的肯定,在学习过程中体验到学习的愉悦感,这样会让他们在内心产生一种满足感,这才是学生学习动机的真正来源。
  ● 结语
  目前,3D打印技术在信息技术教学中的重要性不断凸显。3D打印作为一门实践性较强的课程,学生参与课程的主动意识与投入状态是决定其课堂教学效果与质量的关键因素。而ARCS模型是产生于信息化教育情境下并得到系统探索的动机模型,不但关注学生学习动机的激发,更关注学生学习动机的维持。因此,笔者借助ARCS模型,从ARCS的注意、相关性、自信心与满意度四个要素出发,提出在3D打印教学中相应的动机激发与维持的策略,便于一线教师在进行3D打印教学设计时,根据实际情况以及具体条件进行适应性的调整,选择适合的动机策略,以便进一步帮助学生在课堂中感知和运用3D打印技术,激发并维持学生学习的内驱力。
  本文系南京市教育科学规划第十一期个人课题“基于ARCS动机模型初中3D打印教学实践研究”(Dr3235)阶段研究成果。
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