信息技术与课程整合策略及其应用模式的探索

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  摘 要:通过对现代信息技术与专业课程的无缝整合,形成了特色各异的学习素材,如激活后的纸质教材、具有链接功能的数字教材及相关的数字化学习模块,有利于学生自主探究学习。应用模式中提出了挑战式教学模式的概念及特点。学生自主学习后,进入挑战式教学模式课堂,完成教学目的。
  关键词:纸质教材;数字教材;微课;挑战式教学模式
  中图分类号:G712 文献标识码:A
  初见端倪的知识经济不仅预示着人类经济社会生活将发生新的巨大变化,更预示着信息社会已经来临,信息的获取、传递、加工、存贮、再生和应用将成为现代人最基本的能力和文化水平的标志。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》中明确指出:“信息技术具有革命性影响,必须予以高度重视”。以计算机网络为核心的现代信息技术为我们提供了前所未有的机会和发展潜力,它以其结构的非线性、人机的交互性、资源的集成性、学习的个别化、信息的多维化,在思想上、观念上、学习方式上,以及生活方式上给人类带来深刻的革命,强而有力地推动着当今世界中以理解生存为目的学习、交流和生活技能的发展。也必然变革着传统的教育模式及学习要素。
  一、现代信息技术与专业课程整合的背景
  教育信息化是教育现代化中极为重要的一环。教育信息化旨在教育相关活动中利用计算技术和网络相关技术,促进教育方式、进程和教育相关活动的全面改革,使之适应信息化社会对教育发展的要求。教育信息化促进了教育现代化,用信息技术改变传统模式。但信息技术与教育融合是一个异常复杂的过程,目前正面临着优质资源缺乏、应用水平不高、支持与服务不力、融合程度不够等现实问题。可见,现代信息技术与教育融合的开发和应用任重而道远。
  (一)传统教学模式需要改变
  传统的教学模式基本上是以显性知识为基础构建的,教师是教育的主体,注重的是学生显性知识的获得,强调学生获得知识的系统性和整体性。它忽视了学生隐形知识的学习,以及学生学习隐形知识所应有的主动精神和自主探究能力的培养。由于信息技术融入教育教学的过程不可逆轉地促进了教育教学方式的变革与创新,所以随着现代信息技术在教育过程中的全面应用,数字化教学环境为学习者自主地获取隐形知识创造了条件;与隐形知识相适应的教学模式也日趋多样化,如基于过程的学习、基于协作性的学习、基于讨论式的学习等等都是学习者有效地获取隐形知识的教学模式,但对于学生个体化差异地考虑以及学习主动性激励略显不足。自主式学习亟需改变传统课程呈现形式,即需要现代信息技术与课程整合的融合形式,以弥补上述教学模式的不足。
  (二)现代课程内容亟待“整合”
  传统课程内容表现形式较为单一,内容枯燥。教材上的内容只能靠学习者通过视觉汲取,文字及图片表达的内容只有靠学习者领悟。长此以往,注意力、意志力较弱的学生就逐渐丧失了学习的动机和兴趣,无法适应现代社会对人才地需求。所以急需开拓不同形式的学习素材才能满足不同的学生,因此有必要对传统课程进行整合。
  (三)信息技术可以实现“整合”
  随着科学技术的快速发展,信息网络逐步普及,信息网络使人们打破时空限制,加速信息的产生与传递。就教学而言,学生学习不再仅局限于课堂和书本;智能手机、学校局域网、网上互动教学等一大批新颖、创新的学习资源及方式融入现代教学模式,无疑使教学模式焕发出新的生机。应用现代信息技术把专业课程内容用“多姿多彩”的行式呈现出来;学生充分应用动画、音响、视频、互动等效果,可以自由地体味各个“整合”后的学习“模块”,一定能找到自己的学习乐趣。
  二、现代信息技术与专业课程整合的型式
  (一)现代信息技术与传统纸质教材的整合
  传统的纸质教材具有阅读舒适度高、便于标注、利于复习和查找、对视力的影响较小。因此纸质教材依然是现在学习的重要知识载体。但是专业课如电类专业课,由于其学科的固有属性,理论知识枯燥难学,版式设计沉闷、呆板。因此,有必要“激活”纸质专业教材,让纸质专业教材再次“焕发青春”。
  要实现上述目标,可在纸质教材中需要的相关位置设置二维码图标,借助于手机扫描图标就可把纸质教材中的难点、枯燥点、抽象点等学习内容链接到数字学习资源中的视频、PPT课件、微课等,就可以有效克服学习障碍、提高学习兴趣、增强学习信心。
  二维码图标的位置一般设置在教材相关内容同一水平位置书页的右侧(留白处)。图标的下方,有导航的内容标识。例如,在学习《电机与拖动》课程时,当遇到“三相变压器结构”内容,教材的同一行的右侧(留白处)会出现二维码图标,且图标下方有标注:“视频:三相变压器结构”,学生可扫描该图标即可链接相关视频学习。又如,遇到教材内容“三相绕组连接”时,该部分内容较抽象,不易理解,教材右边留白处会出现图标,图标下标注:“微课:三相绕组的连接”;学生通过扫描图标就能进入微课学习三相绕组的连接方法及变压器绕组组别判断的内容。再如,在学习时遇到“三相异步电动机Y—Δ起动工作原理”时,右边留白处相应图标下面标注:“PPT动画:三相异步电动机Y—Δ起动工作原理”,通过扫描该图标就可以进入PPT学习界面,且可通过点动PPT的界面上的虚拟启动按钮就能观看电路中的电流流动动画,以利于理解该电路的工作原理。
  (二)专业课程的数字资源之间的整合
  应用传统纸质教材学习时,携带传统教材移动学习不太方便。可应用手机链接其对应的数字教材即可自主移动学习。具体方案是,在教材封面上印制二维码,手机扫描二维码,进入网上数字教材,数字教材也与各学习模块进行整合(即链接),模块包括PPT模块、微课模块、视频模块、交流讨论区模块 (见图1示),每个模块按教材章节对应呈树状结构,便于查找和学习。
  数字教材可以按传统方式应用学习,但与纸质教材不同的是,数字教材中不必设置二维码图标,只要在数字教材中需要助学的文字内容设置成绿色,学生点击绿色部分就可超链接到PPT课件、微课或视频相应内容,就能在另一种学习模块继续学习。同样,在应用PPT学习模块时,当遇到被设置成绿色文字内容时,该处可能是学习难点,只要点击绿色内容,也能超链接到数字教材或者微课或者视频模块相应的学习内容上,学生也可以继续在另一种模块中学习。   例如,点击数字教材中绿色内容“三相变压器的并联运行”时,就链接到视频学习模块,学生就可在视频中了解三相变压器的并联运行的原因、并联运行的条件、并联运行接线方式以及教师现场讲解的视频内容。有利于学生掌握“三相变压器的并联运行”的重点、理解相应的难点。
  又如,点击数字教材中绿色内容“电动机的种类”时,就链接到相关微课学习模块,学生就能在微课中形象了解各种电动机的种类、用途、结构等内容。
  再如,点击数字教材中绿色内容“变压器绕组的极性测试与连接实验”时,就会链接到PPT学习模块,学生可以通过观看变压器不同组别的输出波形,有助于理解相关变压器电压相量图的含义。达到了把抽象的相量图通过实验转换成波形图的跨越式思维的目的,从而掌握和应用相量图来分析变压器的参数特性,克服了学习难点。
  (三)整合后数字模块的特色
  PPT学习模块设计的主要特点:能系统地表达专业知识(知识点呈树状结构)、能自主的演示原理(具有动画效果)、能方便地了解现场设备的环境(有图片显示)。微课学习模块设计的主要特点:视频短小精干,一段微课一般只解决一个问题,通过视频讲解或演示,经过感性认识有利于理解学习中遇到的障碍问题、抽象问题。视频学习模块设计的主要特点:每段视频时间较长,往往解决课程中一节内容,具有逻辑性较强,内容完整,不易分割、现场感较强等特点,是通过视觉和听觉功能来完成学习任务。讨论区的特点:学生遇到问题,通过网络学习平台发送到交流区,寻求帮助,教师既能能监控学习动态,也能参与指导。
  三、整合后的应用模式设计(见图1示)


  (一)学习方式的应用
  教师发布学习任务后,学生在任务驱动下,进入纸质教材自主学习,遇到学习障碍时有两个途径:一是进入交流讨论区求助;二是点击二维码图标导航到PPT学习模块或微课学习模块或视频学习模块进行辅助再学习。也可以在接到学习任务后,用手机扫描纸质教材封面二维码图标进入数字教材学习,在数字教材中可以点击數字教材的绿色文字部分,应用其超链接技术进入相应学习模块,如PPT模块、微课模块或视频模块进行助学。
  (二)教学模式的应用
  学生自主学习后进入现实课堂进行交流、验证、巩固学习。课堂教学设计两种模式:一是讨论式教学模式。二是挑战式教学模式。第一种教学模式,借助讨论式环节,通过学生分组讨论,教师提问小组代表回答,教师考评、总结。第二种教学模式,教师是擂主,学生进入课堂就能面向全班同学进行挑战提问(或者教师提问挑战),其他同学应战(问答),现场考评。如果无人回答或回答错误,教师提示或亲自解答。老师也要根据问题难度系数给提出问题的同学评价、计分,给予鼓励。
  挑战式教学模式的特色:事先老师只限制学生预习的章节而不预设问题,可以预设主题,学生自主学习后,课堂上提出自己的问题,既能起到抛砖引玉的效果,又能创设一石激起千层浪的学习情景。学生发问,其他同学接答,像擂台一样,产生头脑风暴。老师负责引导、鼓励、评价,发现好的思考和结论实时“定格”、打分,及时板书形成教学结论。当问答告一段落,教师才补缺拾遗,反客为主,提出教材中该章节学生没有涉及到的问题,由学生回答,再挑战学生思维,完善答案。完成由问题牵引而形成的挑战式课堂教学模式,从而实现教学相长。
  在学习“变压器功能”章节内容时,教师要心中有谱:变压器具有六个功能,分别是变换电压、变换电流、变换阻抗、变换相位、变压器隔离、稳压功能。课堂导入,学生抛砖引玉,提出第一个问题---变压器有变换电压的功能,请问:变压的含义?变压的原理?在哪些场合应用变压?变压的条件?变压的应用公式及其含义?以上问题由学生(或教师)层层设擂、学生打擂、学生补擂、教师收擂、教师定擂,教师把涉及的知识点定格在黑板上,及时考评学生挑战的成绩。教师再提第二个问题——变压器还有哪些功能?这是教师设擂,也可让学生设擂,如果有学生答出变压器还有”改变电流”的功能时,进入教师预设的问题,教师引导,重复以上层层递进的问题挑战模式,变压器六个功能依次六轮设擂收关,完成挑战式教学模式。
  (三)教学模式实践要素
  挑战式课堂模式,利用学生争强好胜的心理活动和及时的考评和鼓励进行组织教学,这种模式不但可以营造积极有效的课堂氛围,促进学生积极进取和主动思考,而且能激发学生的创造性思维,达到在挑战中学习知识,在交流中培养思维,在学习中增强自信的学习目标。
  实施挑战式教学模式的要素:选择适合学生易产生发散性及创造性思维的章节作为自主学习内容。教师应能有效地把握课堂节奏,做到收放自如,把握主题,能力求做到形散而神不散,做到有的放矢。挑战性教学模式不是所有章节都适应的教学模式。应用中如果结合讨论式教学模式会起到事半功倍的效果。考核中,每堂课中要评出最佳提问者和最佳解答者。
  四、结语
  整合中面临的挑战:课程整合要与专业人才培养方案进行有效衔接,随人才培养方案的变化而进行滚动变化。课程整合要与学生基础进行有效的衔接,整合时要面向不同学历层次的学生形成相应的整合素材。课程整合也要与专业方向进行有效地衔接,不同专业方向对同一门课程的要求侧重点不同,课程整合要考虑不同的专业需求。
  总之,应用整合学习资料,能转变学生的学习方式,为自主学习提供个性化的教学引导,由“难学”转变为“易学”;能通过学生的学习轨迹(学习时长、参与程度、测试结果等)进行记录和统计了解学生的学习动态;能提高学生的自主学习能力,养成主动学习的习惯,促进自主性人格的形成;同时也能实现科学有效地评价自主学习效果。
  参考文献
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