《初中信息技术“同质选学,异质合作”教学模式构建的研究》
课题研究中期报告
研究工作主要进展
一、 研究路径确立
此次研究以落实实践为主要核心抓手,通过对分层架构、教学方式、评价策略、软硬件环境构建这四个方面所包含的12个研究节点的行动研究,最终实现“同质选学、异质合作”教学模式的初步构建。 (如图所示)
二、主要研究内容
(一)以”计算思维“测评结果作为 “同质选学”主要分层依据,契合课程分层架构。
根据课题“同质选学”的设定,在学科教学内容中以信息技术学科核心素养中“计算思维”作为重点突破,确立了基本的分层体系:以“不同层次的运用计算思维解决生活中的实际问题”为主线,培养信息感知、处理、表达的能力,合理、安全地使用技术,在数字化学习情境中开展学习,在设计应用中实现创新;在这样的分层体系中,学生根据认知起点和兴趣分层,教师团队根据专业能力分层,教学资源根据教学需要分层,教材内容选用也根据学情分层。根据华东师范大学李锋教授对“高中信息技术课程标准”解读中所提出的计算思维能力主要包括:能够采用计算机领域的学科方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源,运用合理的算法形成解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并迁移到与之相关的其他问题解决中。根据学生起点能力以及兴趣方向不同以两个行政班为单位分为以下三大层次:
“代码工程师”,以探索数学建模、主动形成逻辑较为复杂的算法为教学侧重点,利用代码编程解决问题,并以此向“机器人技术、物联网技术、人工智能”知识模块的进行创新设计层面的学习迁移。
“科创小能手”,以理解数学模型应用、初步探索简单问题的算法为教学侧重点,利用半图形化语言对程序模块进行结构化重组以解决问题,并尝试向“机器人技术”等三大知识模块进行实践应用层面的学习迁移。
“IT新秀团”,以模仿使用数学模型、理解简单算法为教学侧重点,以图形化编程对部分简单程序模块进行编程为手段解决问题,尝试对“机器人技术”等三大知识模块进行探索了解层面的学习迁移。
三个层次主要以学生“计算思维”能力为分层依据,课题组经过对比、筛选,确定选用《国际计算思维挑战赛》部分试题进行专项测试,另外辅助设计了一份“学生兴趣能力偏好”问卷用以了解学生已有的学习经历和自身兴趣偏向,作为学生分层的参考。“计算思维”能力检测卷一共15题,每题分值10分,题型是选择和填空。其中10题是从历年国际计算思维挑战赛中挑选出的符合七年级学生水平的题目,5题是奥林匹克数学竞赛题目。
计算思维内容 | 测评方法 | 频次 | |
一级 | 二级 | ||
计算 概念 | 序列 | 图片排序法、解决问题测查法; | 2 |
重复循环 | 解决问题测查法; | 3 | |
条件 | 解决问题测查法; | 2 | |
控制流 | 解决问题测查法; | 1 | |
对应 | 解决问题测查法; | 2 | |
计算 实践 | 分解 | 解决问题测查法; | 3 |
调试 | 解决问题测查法; | 2 | |
计算观念与态度 | 探索欲 | 解决问题测查法;调查法; | 3 |
合作性 | 解决问题测查法;调查法; | 2 | |
创造性 | 解决问题测查法;调查法; | 3 |
(二)以“项目化教学“为实施手段,打造“异质合作”课堂教学模型
在前期调查和测试数据分析的基础上,针对课程内容体系、学习工具、教学策略、混合评价方式等方面开展研究。
1.以省版信息技术教材五大模块内容的教学与创客项目实施融合的“项目化教学”的教学流程,提炼出普遍适用的教学开展项目规划。
我们通过对学时安排、师资基础、装备条件、学生学情、教材内容、教学方式等综合因素的研究重组课程内容,将原本信息技术教学框架中单元教学内容的教学方法与创客项目的实施方法相融合,确定以项目化学习为主要的教学方式,基于网络开展学习。在每一个主题项目学习开展的过程中,以计算机基础知识框架中的某一个知识模块为主要侧重点,结合算法与程序设计模块的教学内容,联动“物联网技术”中部分实操硬件的学习应用,实现以“项目分析、软件使用、硬件组装、程序调试、项目汇报”为主要模块的项目化学习。在项目中设计不同始终关注不同层次的计算思维能力的形成,同时又兼顾计算机基础知识重点在项目学习中的具体应用,实现项目内容综合化,知识重点阶段化,夯实基础的同时提升应用能力,在分层目标的前提下异步同向发展。
项目具体规划如下:
项目一:闪烁的小灯+WPS文字+拓展项目(LED灯、侧重项目报告的制作)
项目二:可调色台灯+WPS演示+拓展项目(按键、侧重项目汇报)
项目三:温控风扇+WPS表格+拓展项目(传感器、侧重项目数据汇总分析)
项目四:智能楼道灯+音视频制作+拓展项目(物联技术综合应用、侧重项目过程记录)
项目五:智能配送+FALSH动画制作(机器人模块、侧重项目设计动画处理)
项目六:垃圾分类收集器+图像处理(人工智能图像识别模块,侧重图片处理)
2.以线上+线下混合学习提升异质合作效能。
以架构课程学习平台,借助各大网络公司提供的AI实操平台等开展以项目式学习为主的信息技术课堂教学,依据网络环境下的学习特点以及项目学习的特征,实现课堂内外和线上线下的小组合作的策略设计。
(三)根据分层架构,设计评价指标体系
1.以观察、记录、反思为核心的形成性评价
在项目化教学过程中始终关注指向高阶思维的各类量表设计,以开展形成性评价。
评价量表 | 评价点设计 | 评价方式 |
项目设计评估量表 | 理论应用、创新构想 | 自评、互评 |
项目实施评估量表 | 算法流程的实现和硬件搭建 小组分工合作、个体学习情况及项目活动贡献 | 师生专家组评 |
项目作品评估量表 | 概念识别、理论依据 | 自评、互评 |
项目展示评估量表 | 总结交流、展示能力 | 师生专家组评 |
以活动-自评-修正-互评-修正-评价-修正的不断迭代,实施多方、多重评价,提升学生的分析、综合、评鉴能力。
2.以合作、交流、互动为核心的过程性评价
学习过程中所有的过程评价体现可以利用交流互动的环节中实现,如在学生项目开展前教师提供以下指导方案:项目合作指导意见、组内交流要点规划、线上互动留言评价指导等引导学生学会合作、交流、互动。
在项目教学实施过程中设计以下记录表促进合作与交流:
评价量表 | 评价点设计 | 评价方式 |
项目合作情况记录表 | 知识交流、不同分工指向相同学习目标 | 自评、互评 |
交流汇报感悟记录单 | 提炼交流重点及项目学习中的关键词 | 学生互评 |
项目学习互评论坛 | 记录学生主观介入的思想活动过程 | 自评、互评 |
以合作交流为主要手段的评价可以使师生在交流中不断调整评价注意中心,动态生成恰当的评价参照体系,实现对学习过程及项目成果的综合性评估,避免主观性影响。
所有课程学习过程中的资料通过课程网络平台过程性学习成长记录袋,笔者所在的研究团队使用了基于魔灯系统开发的课程平台,打破空间和时间上的限制 ,充分体现过程性评价的即时、互动性,并随时以评价促提升,使学生的高阶思维发展得到充分关注。
3.以诊断、甄别、回顾为核心的总结性评价
初中信息技术课程所倡导的学习者发展目标始终围绕三个方向:知识(概念知识、技术知识)、能力(自主实践、问题解决)、态度(主动探究、科学创新)。所以在教学中设计相匹配的诊断性检测问卷以实现对学生个体问题诊断,用以甄别群体教学效果,同时设计回顾性检测问卷使学生对学习过程进行总结、反思,形成用以评价学习水平和效果的报告。
阶段性成果
1.主持人文章《初中信息技术课程实施分层教学研究》发表在2021.10省级刊物《中小学电教》。
2.实践效应:搭建课程平台,打造学习空间,助力师生发展;研究成果向省、市、区等范围推广。主持人《信息技术课程的项目化实施》专题讲座在河南省“中原名师班”省级培训活动中获好评;《中小学人工智能和信息学教学设计与案例》专题讲座在广东省“新强师工程”省级培训活动中获好评;《信息技术分层教学项目化实施》在常州市经开区教学研讨活动中好评;课题组成员王静老师在2021年江苏省信息技术优秀课评比中以《万物互联》项目化教学设计获省二等奖,李甜老师在2021年原城区信息技术教师基本功比赛获市二等奖。自课题研究以来,在全面提升学生信息素养的同时,学校以更强的针对性培养各类信息科技人才,培养编程选手参加中国计算机学会程序设计比赛13人次获全国一等奖、22人次获省一等奖;培养科创选手参加省中小学创客大赛,在第二届省创客竞赛中,代表常州市参赛的四位选手,我校学生占三席,最终一名同学获省一等奖第一名,两名同学获二等奖。
3.学校依托课题研究申报了常州市教育信息化建设项目《人工智能与创客教育整体课程实施项目》并于2020年9月顺利结项,申报常州市创优创新项目《“创意无限,码出未来”基于创新思维培养的编程课程建设》并于2021年9月通过结项评审获专家好评。我校被评为2021年度全国青少年人工智能活动特色单位。常州市仅10所学校入选,初中校仅两所,局属初中唯一一所。
存在问题
行动研究还未形成新一轮迭代更新
关于学生学习效果的评价策略还处于探讨阶段
尽早梳理研究成果形成有质量的论文
重要变更
根据前期专家的意见,将原课题名称《初中信息技术课程构建“同质选学,异质合作”教学模式的行动研究》变更为《初中信息技术“同质选学,异质合作”教学模式构建的研究》
下一步计划
【加强理论学习与总结】
继续加强文献研究,随着义教阶段信息技术课程标准即将出台,课题组成员应不断更新自身的知识结构,更应以前瞻性的指导策略来指导研究,以辅助教学实施和课程开展;同时,课题组成员需要在前期实践研究的基础上转向针对研究问题形成较丰富的科研成果。
【深入研究教材重组的科学依据】
目前课题研究中对教材的重组主要以项目化实施中的材料设计为主线,与学生认知结构发展层次的关联度还有待验证,学习目标的达度成也有待调查和数据分析形成依据。
【继续总结项目化教学策略】
构建完善的课程体系,深入研究项目化学习策略,并注重收集并整理校本教材、学生学案,操作指南等课程实施相关的文本资料。精心设计课堂教学,形成优质课例,探索行之有效的分层课程教学模式和教学方法。
【加强对教学评价体系的研究】
本课题的研究实践基于网络平台,实施项目教学,注重合作互动,而教学评价其达成目标必不可少的环节,分层教学模式必须辅以精准化、个性化的诊断和评估。后阶段需深度优化走班模型及实施策略,研究行之有效的评价策略,借助课程实施探究教学针对性和有效性提高的途径。
深入研究课程实施的各个方面,全面梳理课题研究成果,撰写高质量的论文及研究报告,借助理论研究改进课程实施方案。