曲径通幽:基于ADDIE模型的信息技术编程教学研究

2018-01-05 22:07王蕾
中国信息技术教育 2017年24期
关键词:图例环节图形

王蕾

教学现场

近期连续听了多节PC LOGO程序设计主题的信息技术公开课,在处理“定义过程”“彩色世界”的环节中,不同教师的设计思路大相径庭,但效果都不太理想:有的循规蹈矩,学生似懂非懂,课堂气氛尴尬;有的华丽复杂,最终课却未能上完。

问题分析

PC LOGO程序设计是常见的信息技术编程模块的内容,在各地教材中存在多年。教学这种经典的内容为何会出现难以有效处理教学重难点、无法兼顾编程和课堂气氛的奇怪现象呢?究其原因,默认的编程课是纯理性的、线性的过程,教师缺乏更为灵活的设计思路。基于ADDIE模型的设计方式,可以为此提供参考。

● ADDIE模型介绍及其在信息技术教学中应用的可行性

ADDIE模型是一套系统性地发展教学的方法。它最早是由美国佛罗里达州立大学教育技术研究中心于1975年为美国陆军设计和开发的培训模型,是教育技术领域解决问题的一种方法论。ADDIE这五个字母分别表示:Analysis(分析)、Design(设计)、Develop(开发)、Implement(实施或执行)、Evaluate(评价)。它们分别对应教学设计的五个阶段。运用ADDIE模型来构建基础教育阶段课程的教学改革,可以根据学生学习进程进行教学,对学生在学习过程中遇到的问题采取引导的方式,有利于提高教学质量,被公认为是解决教学设计需求的有效方法。

基于计算思维展开的课堂教学设计包括三个主要流程:要学什么(学习目标的制订);如何去学(学习策略的运用);如何判断学习者已到达学习成效(学习评量的实施)。这与ADDID模型具有相似的思维过程,可以借鉴其成熟的模式进行具体的教学设计及实践。

● 基于ADDIE模型进行信息技术教学的基本流程

ADDIE模型的五个阶段涵盖在三个主要流程中:第一阶段为学情预设,包括教师引导学生对教学所要达到的行为目标、任务、受众、环境、绩效目标等进行一系列的分析;第二阶段为學法的有效指引阶段,包括Design(设计)与Develop(开发)两个环节,其目的在于让学生按照前期的规划,推进学习的进程,开发学习资源,处理信息素材;第三阶段为确定评价量规与实施学习评价,对应Implement(实施或执行)和Evaluate(评价)环节。分析与设计属前提,发展与执行是核心,评估为保证,三者互为联系,密不可分。

● 基于ADDIE模型的案例设计与分析

流程一:Analysis—明晰目标

基于ADDIE模型的教学设计的第一阶段为学情的有效预设:教师给出必要的提示,在学生已有生活经验中找寻可参考范例,带领学生分析:需要完成的教学目标是什么?为了实现这个目标,可以通过哪些信息化工具完成?已经掌握的工具有哪些优缺点?如何寻找更为合适的工具来达到学习目标?这个流程是为即将展开的学习活动提供认知脉络,让学生明晰具体的学习目标。

(1)原设计

PC LOGO为小学信息技术学科中常见的结构化编程语言,其中“为图形填色”为各地教材中的经典教学内容。传统的教学设计中,一般直接导入,展示需要达成的程序图例,由此引入程序教学。在多节该主题课中,也呈现出相似的情况:学生对预计应该完成的作品有畏难情绪,无法唤起需要的学习动机,使得整个教学内容的推进显得牵强。

(2)思考焦点

学生学习动机不强的原因在于教师展示的成品或实例过于专业,学生把实例看作自己需要完成的任务,由此产生无法企及的主观感受,因此本能地产生抗拒。教师的作品和学生已有基础之间存在差距,由于缺少已有经验的铺垫和学习流程的分析,学生无法明确自己学习的目标。

(3)改进型设计

教师从传统的民间工艺“窗花”入手,带领学生分析:

问题一:窗花是由什么基本图形组成的?

问题二:这个基本图形是怎样组成一个窗花图案的?(复习repeat命令的知识)

问题三:基本图形和窗花之间有什么区别?(对比基本图形与填色后的图形,如图1所示)

学生经过研讨,完成第一个任务:绘制自己的窗花基本图形五边形(如图2)。

教学评析:通过三个问题的追问,学生得以梳理已有的技能经验(编程工具)、生活经验(实物形象),形成具体明晰的学习目标,确定了实现目标的主要环节(绘制基本图形、填色、修改程序)。学习目标被细化为已有经验目标、即将达成的目标、以后可能会实现的目标。学生清晰地认识到自己的学习目标,学习动机得以激发。

流程二:Design and Develop—学法策略

基于ADDIE模型的教学设计的第二阶段为Design(设计)与Develop(开发),Design对应的是设计过程,Develop对应的是开发过程,两者综合在一起,让学生对第一阶段的作业进行个性化的学习过程设计。学优生可依据教材或者学习单来尝试学习,基础较弱一些的学生可选择依据教师的演示来学习。学法选择的多样性适应不同学习者的需求,在此基础上,教师引导学生进行相应的作品开发,即进一步完成第二阶段的新授任务。

(1)原设计

《PC LOGO彩色世界》一课常见教学设计的第二环节一般为教师演示程序设计的过程:在软件中输入一组或者多组命令,其中包括本节课的新语句“setpc”“setbg”。示范结束后,学生模仿教师的操作进行练习。进入学生练习环节,学生出现问题的几率较高,有一定数量的学生到此阶段产生无法达成学习任务的情况。

(2)思考焦点

学生的问题在于未能有效模仿教师的演示,此环节中,更换平台背景和设置画笔颜色命令具有一定的相似性,学生在没有深入理解语句意义的情况下,盲目练习必然带来隐患。完成作品的学生,也存在一定程度的程序模仿,并非全新的程序设计。这种情况不是培养计算思维应有的过程,需要进行改进。endprint

(3)改进型设计

在本课中,教师设计“先体验再认知”的学习过程。先让学生分析黑白图例变为有色图例后,哪些地方发生了变化,从而归纳出画笔色和背景色的概念(如图3)。在此基础上,出示两者的名称,带领学生认识两个命令的组成及全称。学生熟悉两个命令后,开始设置自己的作品,完成任务二:设置笔色和背景(如图4)。

教学评析:此处的设计从学生原有经验自然过渡到新授认知的内容,学生对自己的设计的过程是因何而设、如何而设的,都有明确的概念,是意义学习的过程。在此基础上,学生可以进行自我的图形设计和颜色开发,按照自己的主观意愿,设计出自己希望的作品。通过这样的设计,学生能够卓有成效地进行自我作品的开发,此过程中,不着痕迹地突破了教学难点。

流程三:Implement和Evaluate—执行与评价

基于ADDIE模型的教学设计的第三阶段为Implement(实施或执行)和Evaluate(评价)环节。Implement环节关注的是学生在拓展练习中,如何实施学习行为、创设个性化的作品、归纳整体性的思维环节,进而对自己的学习活动和呈现作品进行评价,促发反思过程。此环节注重学生的主动学习过程,在自评、他评、师评的辅助下,实现意义学习。

(1)原设计

本课常见教学设计的第三个环节一般为自由练习,让学生根据前面的学习内容,绘制自己喜欢的彩色图形。此环节学生容易出现无意识练习的情况,即为了练习而练习,心中无目标,只是盲目地重复语句。绘制出的图形不但雷同,而且缺乏美感。

(2)思考焦点

传统的学习过程是从模仿到复制的过程,学生没有主观的创作意愿,作品便缺乏灵气。从认知过程来看,传统的编程教学过程中,在机械的模仿后,学生无法进行知识迁移,因此造成学习过程枯燥、课堂气氛沉闷、学生作品乏善可陈的局面。

(3)改进型设计

将彩色世界中的意义学习过程与学习者的主观行为紧密联系起来,改进为多项程序的分析,课件中出示三种不同类型的彩色图例,让学生分析组成图例的基本图形及基本图形的重复次数(如图5)。

基本图形:十边形→重复次数:9次

基本图形:六边形→重复次数:10次

基本图形:矩形→重复次数:15次

通过对三个图形的分析,理出实现的语句,再鼓励学生进行创作。创作中,针对课件中的图例和语句,排查自己程序中可能出现的问题,进行自我的修复和调整。

教学评析:在改进型的设计中,教师为学生提供了充分的行为分析与语句编写的过程,通过“说图形”的过程,让学生进行语句的复习与巩固。在此过程中,学生所实施的是言语化的程序编写的实践,既突破了实际输入命令的时间限制,又达到了评价自身学习过程的目标,给部分基础较弱的学生提供了二次学习的机会。学生继续进行的创作过程就显得胸有成竹,因此作品的达成率较高。

● 关注点

ADDIE模型为确定学习需求、设计和开发信息技术学习项目、实施和评估学习效能提供了一种系统化流程。其基础是对学习内容和学生已有基础、最近发展区所做的科学分析;其目标是提高教学效率,确保学生获得所需的知识和技能,满足自身发展需求。在运用该模型进行设计时,要关注以下几个问题:其一是设计过程的综合性。ADDIE模型最大的特点是系统性和针对性,教学设计中需要将以上五个步骤综合起来考虑,每个环节要环环相扣,融为整体。其二是设计主题的针对性。为避免学习主题的片面,需要针对学生的需求来设计和开发主题项目。选择的主题要能够涵盖教学目标的全部内容,避免目标的缺失。其三是设计过程的有效跟进。基于ADDIE模型的教学设计环节较多,操作不到位容易产生学习过程的无效,因此需要教师全程跟进學习过程,及时对各个环节进行有效的评估,指导学习过程。endprint

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