基于智慧教学环境的精准教学活动设计及实证研究——以“Web应用系统开发”课程为例

朱 轩 崔晓慧

(常州机电职业技术学院 a.信息工程学院;b.信息化建设办公室，江苏 常州 213164)

随着智慧技术与教育领域的融合和交互成为教育信息化发展的主旋律，高职教育即将迎来“智慧化”教学时代。智慧教学认为“教学的目的是使学生享有智慧”[1]，因此，采用何种有效的教学方式培养智慧型人才成为高职教育面临的新问题。在此背景下，精准教学作为一种支持智慧生成的教学方法，引起了高职教育研究者的注意。

1 精准教学概述

1.1 精准教学中“智慧”的内涵

智慧,即“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”[2]。智慧教学是学生的学习活动和教师的教学活动有机结合的整体以发展学生智慧为目的的组织活动的综合[3]。为实现智慧发展，智慧教学从技术和理念两个方面对教学方法提出了新要求。从技术来讲，智慧教学要求通过学习数据支持数据决策，以便准确判断学习问题，从而优化教学策略、重构教学内容、提供精准干预。从理念上讲，智慧教学是知识与智慧共生的活动[4]，既要形成系统的知识体系，又要发展智慧。精准教学从技术和理念两方面都契合了智慧教学的要求。

在技术方面，精准教学要求能迅速、准确地采集学生的学习数据，对学生的学习表现进行数据决策，准确定位学习短板，重构教学内容、优化教学策略，开展针对性干预活动。因此，精准教学是以“数据决策为核心”[5]的教学方法。在理念方面，精准教学用流畅度作为衡量学生学习发展的指标，流畅度具有五大属性：持久性、耐久性、稳定性、应用性和生成性[6]，分别指代“根据需求执行任务的能力”“满足需求执行必要长时间的能力”“执行时的抗干扰性能力”“知识技能迁移应用能力”和“应用复杂知识技能解决新问题的能力”。可以看出，精准教学的流畅性指标与智慧教学的教学理念相一致。

1.2 智慧教学环境下的精准教学模式

根据对精准教学的分析，课题组构建了智慧教学环境下的精准教学模式，包括精准确定目标、制定学习任务、组织教学过程和学习诊断评价四个部分[7]，如图1所示。精准教学借助一定的智慧技术手段，实时监控并记录学生的学习表现；依据学习表现通过递归算法等技术准确定位短板知识和技能；教师依据对学生认知风格和知识结构的技术分析结果，设计使学生“心动”的学习任务，组织和优化教学活动；在教学活动完成后，教师依据系统提供的可视化学习数据分析，判断学生知识掌握情况并及时进行干预。

图1 智慧教学环境下精准教学模式

2 精准教学活动的设计框架

教学活动是教学方法由理论走向实践的关键一步，是精准教学模式中“组织教学过程”环节的核心。在智慧教学环境下，精准教学活动的设计在受到活动理论影响的同时，还应体现智慧学习的特征。

2.1 活动理论

活动理论将活动系统分为六个要素，其中主体、客体、共同体是核心元素，工具、规则、劳动分工是次要元素，他们相互影响、作用共同构成活动系统[8]。活动理论认为人类的所有活动都是以工具作为中介，以客体作为活动目标进行设计的。

2.2 精准教学活动设计框架

根据对活动理论的分析，结合智慧学习的特征，课题组构建了智慧教学环境下的精准教学活动设计框架，如图2所示。

图2 智慧教学环境精准教学活动设计框架

2.2.1智慧学习空间 智慧学习空间是智慧教学环境支持精准教学活动所需的资源、工具的系统平台，它包括教学资源子系统、管理决策子系统、评价预测子系统以及交流对话子系统等构成的突破时空、汇聚智慧的教学环境，为精准教学活动提供技术支持。

2.2.2学生 学生是教学活动主体和执行者。活动中的主体分析，即对学生认知风格、认知结构、学习能力等特征的分析。根据分析结果设计合理的教学目标、组织有效的教学活动等，确保精准教学的顺利完成。

2.2.3学习目标 学习目标是学生在经过学习活动后应形成的实践能力和创新能力。精准教学中学习目标的应同时具备主观性与客观性，一方面需要根据学生自身情况因人而异；另一方面需要根据教学要求达到一定客观标准。学习目标的准确定位是学生开展教学活动的前提。

2.2.4活动规则 活动规则是指为了完成教学活动，各个成员应该遵守的契约，如角色的权限划分，活动开展应遵守的制度、资源的规范性开发、奖惩方法等。

2.2.5活动任务 活动任务是教学活动中学生应完成的具体事务。活动任务的类型包括识别、阅读、浏览、练习、体验、建构、应用等，学生在上述活动任务的相互作用引导下，完成知识的内化过程。

2.2.6学习共同体 学习共同体是由主体同其他参与完成共同活动的人员组合。学习共同体强调在学习过程中通过沟通、交流和分享相互影响、相互促进，为主体活动的完成提供资源和帮助。

3 基于智慧教学环境的精准教学活动设计

依据精准教学活动设计框架，课题组提出了基于智慧教学环境的精准教学活动模式，从教学分析、精准教学活动设计、精准教学活动规则设置三个方面阐述设计智慧教学环境下的精准教学活动，如图3所示。

图3 基于智慧教学环境的精准教学活动模式

3.1 教学分析

3.1.1定位短板知识 精准教学的价值在于问题精准，即针对问题进行教学。根据问题解决理论，问题是指在教学实施过程中表现出来的令人不满意的状态，是教学运转不良的微观表现[9]。针对具体问题采取教学可以更快、更准、更好地实现教学目的。然而，学生在某个知识或技能上出现的障碍，并不一定是要解决的真正问题，有可能是因其子知识点的问题而造成的，因此，要实现问题精准，应采用递归的思想，对学生所学知识中所有节点进行诊断，准确定位短板知识或技能，实现百分百准确教学。

3.1.2构建教学内容 教学内容是传递给学生的信息，是教学活动的重要载体。在准确定位短板知识或技能后，就需要针对性地构建教学内容。在设计教学内容时，应充分利用智慧环境的数字化特点，多采用图片、动画、微视频、虚拟仿真等易理解、易传播、可重用的媒体进行展现，使知识形象化，让学生容易理解；同时在编排内容时，可从故事性、趣味性和科学性等方面入手，设计出“心动”的学习材料，提高学生学习兴趣。

3.1.3精准确定目标 表达清楚的教学目标可以将抽象的教学意图转换成具体的教学活动。根据布卢姆的教育目标分类划分，教师可将教学目标的分类分成知识维度和认知过程维度，前者用于帮助教师区分教什么，后者旨在促进学生内化和迁移所学的知识[10]。其中，知识维度划分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识四个类别；认知过程维度分为记忆、了解、应用、分析、评价和创造六个类别。

3.1.4分析学习者特征 准确分析学习者特征，有助于设计紧密契合学生的教学活动。学习者特征包括智力因素和非智力因素两方面，智力因素涉及认知结构、认知能力、基础知识、信息素养等；非智力因素涉及学习态度、学习动机、学习风格等。教师在开展教学活动之前，要对学生特征进行详细分析，确保活动设计的合理性。

3.1.5设计学习共同体 教师可以根据学生认知水平差异设计学习小组，以小组为单位进行教学活动，小组内可以进行沟通交流，教师对小组活动进行指导和帮助，实现师生、生生之间的沟通交流、资源分享，形成学习共同体。

3.2 精准教学活动设计

3.2.1设计活动任务 精准教学活动的关键环节在于活动任务，他描述了活动的教学目标、学习内容、活动序列以及活动环境等。教学活动中的后续部分，如选择活动类型、创设活动环境、组织活动评价和设置活动规则等环节，都要围绕活动任务来实施。

活动任务设计的作用在于在教学目标和问题之间建立起解决问题的具体路径，让学生按照规定的步骤完成知识和技能的学习。为了防止学生在教学活动中产生“迷航”现象，设计活动任务时，应详细罗列出清晰的活动序列，特别是解决问题的具体策略和操作方法。在智慧学习空间中，可以用清晰、醒目的文字来提示活动任务设计信息，也可以通过配以视频、声音、动画的方式来加深学生活动任务的理解。

3.2.2选择活动类型 活动是学生为完成教学目标的具体行为实施。在智慧教学环境中，活动类型包括阅读、检索、记录、解释、举例、比较、概括、总结、分工、执行、实施、组织、整合、反思、核查、案例分析、实验、修改、干预、咨询、讨论、学习分享、问题解决和学习评价等[11]。

活动受到目标驱使，因此依据布卢姆在认知领域的教育目标分类划分，对教学内容进行建模，汇总生成活动行为。表1给出了在智慧教学环境中知识内容对应不同认知维度可以选择的活动类型。

表1 智慧教学环境下学习活动类型的选择

3.2.3创设活动环境 活动环境由活动工具和活动资源构成，是支持教学活动开展的有机组合。活动资源即教学活动开展所需要的数字资源，如文本、动画、视频、音频、虚拟仿真、习题集、试题库等。学习工具是为学习活动提供的辅助工具，帮助学生检索、收藏、存储和发布信息以及进行讨论、反思和评价等活动。智慧学习空间中提供了多种学习工具，用于支持学习活动，如图4所示。

3.2.4组织活动评价 评价是获取学生学习表现的数据，进行数据决策和教学干预的环节。在精准教学活动中，采用诊断性评价、形成性评价和终结性评价相结合的方式组织评价。其中，诊断性评价用于调查学生的知识基础、学习兴趣、学习风格和学习能力等，以便掌握学生的知识准备情况，定位短板知识和技能。形成性评价用于分析学生的学习表现，通过电子档案袋、作业、数据统计等工具监控记录学生在线活动，通过数据的可视化分析，帮助教师掌握学生的学习过程。终结性评价发生在教学活动结束后，由在线测试工具提供对学生进行的总结性测试，判断学生知识掌握的总体情况。

图4 基于智慧教学环境的精准教学活动模式

3.3 精准教学活动规则设置

精准教学活动的开展需要遵守一定的活动规则。活动规则包括活动监管规则、角色权限规则、资源开发规则等。其中，活动监管规则用于规范教师和学生学习活动行为。课题组着重对活动监管规则中的规定活动进度和规定活动分工进行阐述。

3.3.1规定活动进度 由于智慧教学环境下的精准教学具有非面对面性，为了能有效控制整个教学活动，教师需要对活动进度做出严格安排，包括活动的起止时间和各分时间段的具体安排等。在活动设计之初，教师需将活动进度信息拟定好，并以公告的方式告知学生，确保每位参与教学活动的学生都能知道。对于各分时间段应要完成的子任务，在学生接受该任务时应以醒目的标签将截止时间告知学生，并在活动截止之前，以消息的形式再次提醒学生。

3.3.2规定活动分工 由精准活动设计理念可知，精准教学活动需要构建学习共同体，学习共同体由学习伙伴、学习小组、师生等共同构成。其中，学习伙伴由学生自行寻找，借助聊天工具、讨论平台互助互学。学习小组由教师根据学生认知水平差异进行构建，学习小组的小组规模、人员构成、组长人选、任务分配以及进度安排等可以根据学生的兴趣、能力和基础等因素综合考虑。另外，教师要参与到各小组中，指导学生学习，回答学生疑问，对学习过程进行监控。

4 基于智慧教学环境的精准教学案例设计及效果分析

课题组以常州机电职业技术学院计算机网络技术专业二年级的必修课程“Web应用开发系统”为例，阐述基于智慧教学环境的精准教学活动设计。

4.1 教学分析

“Web应用系统开发”作为一门实践性较强的课程，不仅要求学生记忆和理解基础知识，还要培养学生根据基础知识、灵活开发Web系统的综合能力。通过调查发现，由于课程各单元知识间耦合度比较低，但实际应用中又常要综合应用多个单元中的知识，同时跟随情境变化，各单元知识应用的结构和方式又不相同。因此，学生对知识难以理解，综合应用能力不强，加之缺少有效的课余辅导，所以教学效果不好。所以,在精准教学活动设计中，需要针对学生的短板知识，组织合理的教学活动。

在构建“Web应用系统开发”课程教学内容时，教师应以典型的任务为驱动，通过为学生提供微视频、课件等多样化学习资源，促进学生知识学习。以“ASP.NET内置对象——Cookie” 教学单元为例，教学内容可用任务形式表征为“利用Cookie对象实现记住登录密码的功能”，并以故事性图示的方式引导学生在头脑中形成与任务准确对应的情境，激发学生的学习兴趣，如图5所示。

在设计好任务后，教师根据布卢姆教育目标分类对教学内容的知识点进行建模，并明确单元的教学目标，见表2。

课程的教学对象为计算机网络技术专业二年级(第四学期)的38名学生。经过三学期的学习，学生已经掌握了HTML、JAVASCRIPT和SQL SERVER等网站开发的相关知识，具备了一定的网页设计能力，但是，学生程序设计水平良莠不齐。针对这些特征，研究者按照学生基础知识、认知能力、信息素养等进行分组，每小组6～8人，共6个小组，由组长负责小组成员的沟通交流，教师加入小组中进行指导，保证学习共同体的良性运行。

表2 知识内容与认知目标分析

4.2 精准教学活动设计

教师利用智慧教学环境,全方位支持教学内容和教学活动的开展，使用智慧学习空间建设课程资源，并推送至每一位学生。学生既可以通过资源推送获取学习资源，也可以通过搜索引擎查找需要的学习资源。智慧学习空间提供各种交互方式，并实时记录学生的学习表现数据，教师在分析数据的基础上进行教学评价。

4.2.1发布活动任务，规定活动分工 教师登录智慧学习空间，发布本次课程的教学活动任务，发布内容为:“今天的学习内容为：ASP.NET内置对象——Cookie，活动任务是：利用Cookie对象实现记住密码的功能。请登录课程平台并学习有关Cookie的推送内容，学习完毕后，登录考点分析进行测试，然后由小组讨论任务解决方案，形成文稿上传到作业空间，小组内解决不了的问题，放到讨论区公开讨论。”教师发布活动任务时，应将活动步骤、成果形式以及奖惩机制一并告知学生，各小组接受任务后，由组长根据活动任务清单，分解任务并分配给小组成员，成员通过聊天室等工具讨论并生成方案，最后由组长汇总形成文稿，上传到作业空间。

4.2.2设计教学资源，整合活动环境 教师进入课程管理后台，在资源管理中心上传与“Cookie”内容相关的文本、演示动画、微视频和源码文件，并通过内容发布功能，将资源推送给每一位学生。学生可以通过点击“Cookie”内容节点打开资源学习，也可以通过搜索工具，以“Cookie”为关键字搜索查询获得资源。在发布教学资源的同时，教师开放课程中心、资源收藏、测试中心以及讨论区等工具权限，让学生可以通过学习工具辅助自己的学习。

4.2.3设置互动方式，组织教学评价 学生进入课程学习中心，在公告中看到任务后，点击相应菜单进入单元内容的学习。对于需要小组协作完成的任务，各学习小组在接收到任务后，在各自组间进行任务分工，通过协作工具讨论、设计并实验，小组组长对成员的成果进行汇总和总结，最后将总结报告发送给教师。教师对各小组的报告进行批阅，并将其放到课程讨论区中进行展示和讨论，结合智慧学习空间对学生的学习表现进行可视化数据分析,针对教学活动总结报告以及教学活动完成后的测试成绩对学生进行评价，为后续的数据决策和学习干预提供依据。

4.3 教学效果分析

在2018年春季学期，笔者单位共有38名计算机网络技术专业大二的学生参与了基于智慧教学环境的精准教学活动。课程结束后，研究团队通过对统计数据进行处理后发现，38位学生中，有35位学生回答的方案结构整齐，内容较准确。从学习过程的角度来看，由于学习问题定位精准，干预及时，所以学生在接受任务后，能积极自主学习Cookie对象的相关内容并完成案例，相较于传统讲授方式，更能有效地促进学生对Cookie对象的深度理解和意义建构。而且，在智慧学习空间支持下，学生的学习兴趣和学习信念得到很大的提升。通过发放问卷和客观数据分析，95%以上的同学喜欢该课程的教学模式，认为通过平台的帮助，自己能方便、快速地获取教师推送的资源，并能和同学、教师之间建立快速、有效的沟通，过去看起来无法独立完成的任务，现在都可以独立完成。最为可喜的是，在实施精准教学后，课程通过率达到了92%，相较于2017年提高了20%，在2018年秋季学期的顶岗实习中，又有1/3的学生从事了Web系统开发的相关岗位。

5 结语

精准教学作为一种高效的教学方法，在高职教育中表现出蓬勃的活力。课题组以活动理论为指导，设计了基于智慧教学环境的精准教学活动模式。在为期半年的应用实践中，通过分析学习成果和学习行为表明,精准教学对刺激学生学习兴趣、提高学习质量和坚定学习信念具有良好的效果。在后续的研究中，课题组将进一步对精准教学评价的指标维度和量化方法开展更为系统、细致的研究。