基于智慧学习平台的混合协作学习设计与实践*——以《移动开发技术与教育应用》为例

彭小云，罗 凌，张 晶，冯 丹

（重庆师范大学计算机与信息科学学院，重庆 401331）

一、引言

为响应国家“停课不停教、停课不停学”的号召[1]，2020年，各种网络学习平台纷纷出现在教育教学领域，线上线下混合教学成为学校保证教学工作正常开展的关键。由于线上线下混合教学耗时较长，难度较大，因此大多数情况下教师会选择协作学习的形式展开教学。目前大多数关于协作学习的研究都是针对传统的面对面课堂，对于混合学习环境下协作学习的研究相对较少。彭绍东认为：“混合协作学习是指恰当选择与综合运用各种学习理论、学习资源、学习环境、学习策略中的有利因素，使学习者形成学习共同体，并在现实时空与网络虚拟时空的小组学习活动整合和社会交互、操作交互以及自我反思交互中，进行协同认知，培养协作技能与互助情感，以促进学习绩效最优化的理论与实践。”[2]

本研究选择智慧学习平台“课堂派”为混合式教学支撑平台，基于该平台设计了混合协作学习模式并应用于《移动开发技术与教育应用》课程。该课程以实践教学为主，主要学习内容是用可视化组件设计开发手机App，需要学生通过大量的实践练习以吸收知识和提升技能。

二、基于智慧学习平台的混合协作学习设计

（一）混合协作学习设计的平台选择

课堂派是当前大学生比较常用的智慧学习平台之一。它融合教学场景，有效连接各项教学元素，帮助教师打造多元化的互动创新教学模式。利用课堂派，教师可以进行互动课堂教学，如考勤签到、实时测评、表现奖励，让知识传递更高效；还可以进行混合教学全过程的管理，如在线发布与批阅作业、成绩个性化管理、可视化实时监测教学质量，通过教学数据分析把控教学进度，真正提升教育教学效果。课堂派也帮助学生高效学习。除了网页版，学生通过微信公众号就可以及时登录，节省了大量繁琐的时间。

（二）混合协作学习设计的理念基础

建构主义论者认为，知识不是对现实的纯粹客观的反映，而是人们对客观世界的一种解释、假设或假说。知识具有情境性[3]。它本身没有被赋予什么实际属性和意义，只有当学生去运用知识时，知识才有了属于它的情境和属性。杜威的“做中学”理论蕴含着教育中知识与行为关系的认识[4]。从行为的角度看，知识是为了解决实际生活中的问题而把意向转化为行动的举措，在这个过程中知识会因为人与环境的相互作用进行不断修正，最终达到行为预期的效果。也就是说，将知识和理论转化为行为与实践，赋予知识情境性，在具体过程中实现知行合一，做到真正的“做中学”，才能够激发出学生自身的巨大潜能，促进其发展和进步。混合协作学习过程中的协作与实践正是将知识转为行为的具体举措，有利于学生的技能习得和发展。

（三）基于智慧学习平台的混合协作学习模式

混合协作学习主要是将线上线下的学习相结合以促进学习绩效不断优化，主要包含两种环境下发生的学习行为，因此本研究将教学环境分为线上（网络环境）和线下（传统课堂环境），教学环节包括课前、课中和课后。由于《移动开发技术与教育应用》以实践为主，涉及大量的案例练习和实践，为提高教学效果，本研究构建了基于智慧学习平台的混合协作学习模式，围绕协作学习活动以两周为一轮进行教学实践。具体模式如下图所示。

基于智慧学习平台的混合协作学习模式

该模式将具体教学活动分为两周，第一周的侧重点是知识的吸收和案例的练习，第二周重点在于知识的运用和案例的提升。

1.第一周：知识吸收和案例练习

课前：线上自主学习。教师线上推送学习资源，根据学生已学基础布置合适的任务，包括案例练习和实践App1.0开发。学生在自学基础上根据视频案例进行练习，将重难点知识整理成笔记，同时设计并开发App1.0。除了自学，生生之间可以彼此协作，共享学习资源，在同伴互助下解决自学时遇到的困难。

课中：线下协作学习。教师首先讲解本节课所涉及的重难点知识，学生边听教师讲解边巩固知识。接着，协作小组内推选一位实践App1.0做得较好的同学上台展示，教师根据协作小组展示情况给出修改建议；协作小组针对教师给出的建议讨论如何修改和优化。最后，针对学生已经完成的功能，教师给出App2.0可以思考和提升的方向，协作小组共同讨论如何进行App2.0的设计和开发。

课后：线上协作和线下协作。有需要的学生可以和教师面对面交流解决课堂上还遗留的困惑，巩固本节课所学内容。协作方面，学生以协作小组为单位线下深入探讨如何对App2.0进行设计和完善，并通过线上协作在开发环境中做具体开发。同时，协作小组在线下共同录制本节课中展示的App1.0演示视频，提交至课堂派中。教师在课堂派发布评价细则，完成教师评价，并要求学生完成小组评价和个人评价。

2.第二周：知识运用和能力提升

课前：线上协作学习。教师发布协作学习任务，要求学生完成App2.0的开发，学生以协作小组为单位在开发环境中针对讨论的内容做提升和开发。课前通过自主学习培养学生的自主学习能力和知识掌握能力，通过协作学习培养其同伴互助能力。

课中：线下协作学习。协作小组先展示本小组开发的App2.0，师生共同讨论如何进行进一步修改和优化。课堂上的学习活动以协作学习活动为主，主要培养学生的团队协作能力、交流沟通能力；而对于App1.0的讨论和提升则主要培养的是学生的探索创新能力和问题解决能力。

课后：线上协作和线下协作。教师为学生答疑解惑，协作小组在线下继续针对App2.0进行修改优化并录制演示视频，线上将视频提交至课堂派。最后，师生完成教师评价和小组评价。课后学生的主要任务是设计和开发App，旨在通过这样的操作练习培养学生的团队协作能力和问题解决能力，并通过评价各自及小组的学习表现培养学生的评价反思能力。

三、基于智慧学习平台的混合协作学习实践

下面以《移动开发技术与教育应用》课程为例开展具体的混合协作学习实践。该课程所用到的软件开发环境为App Inventor2.0。App Inventor是一个基于网络、图形化积木式的Android App开发环境，通过拼装一个个预设好的图形化积木块来实现App的开发。采用App Inventor进行App开发降低了技术门槛，学生无须编写传统枯燥的代码，避免了复杂的语法错误，从而可以专注于创意的实现，在寓教于乐中培养其计算思维。

本研究选取重庆市某高校现代教育技术33名研一学生为研究对象进行具体的教学实践。该班级学生已学Python、C语言等程序设计语言，具备程序设计基础，拥有逻辑判断能力，能够进行App的设计和开发。在具体的教学实践中以案例教学法为主推动整个教学活动的进行。通过知识学习和小组协作，培养学生的自主学习能力、知识掌握能力、团队协作能力、交流沟通能力和问题解决能力。同时在学习过程中通过培养学生对开发和设计一款App的创新思维，延伸为培养学生看待事物和问题的创新思维、问题意识，最终促使其“智慧”的生成。

（一）实践过程

本课程以案例《安安抓蝴蝶》和与其对应的实践案例《打地鼠》为例进行具体的教学实践。《安安抓蝴蝶》案例主要通过触碰屏幕中的蝴蝶以实现成功抓取的方式进行设计和开发，若未触碰蝴蝶屏幕会提示生命力减少一次。《打地鼠》案例是在此基础上进行设计和开发的，主要目的是锻炼和巩固学生所学知识和技能。

1.第一周：知识吸收和案例练习

（1）课前：资源学习与案例开发

教师首先分析学生之前的学习情况和表现，诊断学生学情，确定本周学习任务，在课堂派推送相关学习资源，布置课前练习。学生学习教师推送的资源，完成课程案例安安抓蝴蝶的练习和实践案例打地鼠1.0版本的设计和开发。

（2）课中：知识讲授与协作讨论

教师针对安安抓蝴蝶案例讲解本节重难点知识，并针对协作小组推选的打地鼠1.0版给出修改建议和意见，要求学生以协作小组单位线下协作讨论，最终提升为打地鼠2.0版本。协作小组推选一位打地鼠1.0版本做得较好的同学的作品在班上展示，其余小组记录该小组作品的优缺点，结合其他小组作品的优点讨论如何优化提升自己小组的作品，设计开发打地鼠2.0版本。

（3）课后：答疑解惑与作品提升

教师在课后为学生答疑解惑，同时在课堂派发布任务，要求学生提交打地鼠1.0版本演示视频、2.0版本.aia文件及功能介绍的文档。学生则以协作小组为单位继续讨论如何优化提升打地鼠1.0版本，结合课堂所学所记探讨打地鼠2.0版本的设计和开发，并将最终作品提交至课堂派。

2.第二周：知识运用和能力提升

（1）课前：作品优化

教师在课堂派中发布作业，提示打地鼠2.0版本要实现的功能，学生以协作小组为单位进行交流讨论、设计开发。

（2）课中：作品演示

协作小组展示经过优化改善的打地鼠2.0版本，教师针对协作小组的作品进一步给出合理的修改建议，同时协作小组在观看了其他小组的作品演示后，针对本小组的作品作进一步修改和完善。

（3）课后：作品评价

教师和学生面对面交流，帮助学生答疑解惑，同时在课堂派发布任务，要求学生提交打地鼠2.0版本演示视频，并对学生学习表现进行评价。学生以协作小组为单位完善打地鼠2.0版本并录制演示视频，在课堂派提交该视频。

在第一周的作品演示中，协作小组围绕打地鼠App要求设计出来的作品虽然大体相同，但在细节上有所差别，表1列出了每个协作小组相较于其他小组在打地鼠App上体现的改进之处。

表1 打地鼠游戏的改进之处

每个协作小组观察了其他小组在设计上具有的趣味性特点和独特功能，经过教师提示和小组协作交流，综合发现可以从界面设计、工具处理和时间控制三个方面进行改进和提升，具体提升内容如表2所示。

表2 打地鼠1.0版本修改建议讨论

改进后的作品丰富了游戏背景，将草坪更换为有洞的地面，使游戏更具情境性。同时系统时间和地鼠的运动时间分别用两个计时器进行控制，增强游戏趣味性和难度，有利于用户真实体验打地鼠游戏。

以作品打地鼠为例，可以看出1.0版本实现的是基础功能，包括移动、计时、积分、提示等，缺乏游戏的趣味性和丰富性。和1.0版本相比，2.0版本在游戏趣味性方面做了很大提升，具体表现在鼠洞替换草坪、锤子碰撞地鼠、时间分开控制三个方面，以此实现地鼠在指定位置移动，且可以随时设置移动速度而不影响总体系统时间。

（二）教学效果分析

1.期末作品分析

通过前面十四个案例的教学，学生具备了设计、开发、创新App的基础知识和技能，并在过程中良好地培养了协作学习能力、问题解决能力、探索创新能力等，这为实践最后阶段即期末大作品的完成打下了坚实的基础。期末大作品要求学生以协作小组为单位围绕整学期所学内容设计学习类App，形式由协作小组自行商量确定。每个协作小组完成的期末大作品及简单介绍如表3所示。

表3 期末大作品及介绍

由于没有限制作品范围，协作小组集思广益，从不同角度出发设计了各类不一样的App，体现了学生创新的多面性和可能性。从期末大作品的整体效果来看，学生根据所学内容创造性地赋予App新的元素和功能，以全新的角度共同发现问题、解决问题，体现了杜威“做中学”的思想，在App的设计和开发中内化了知识内容、实现了意义建构。

2.学习成绩分析

在每一轮实践学习结束后学生均以小组为单位提交了本小组完成的实践案例作品，教师针对小组完成的作品情况给出了相应的成绩。包括最后的期末大作品在内共八个实践案例，以两个案例为一次成绩求平均分统计得出八个小组四次成绩，具体数据如表4所示。

表4 小组实践案例成绩

在开展实践教学前，教师通过问卷调查的形式了解学生在是否具有编程基础以及编程能力如何，结果显示学生基本具备Python、C语言等编程语言，但掌握程度不高，从表4的第一次成绩也能看出小组成绩均在90分以下，表明学生当时的编程知识还需要进一步掌握和吸收，编程能力还有待提升。随着实践教学的深入开展，学生通过混合协作学习不断吸收知识、加强协作练习和交流讨论，学习能力得到了大幅度提升，提交的实践作品也有了明显的改善和进步，和第一次成绩相比第四次成绩均提高了10分左右。仔细观察每个小组的四次成绩不难看出，第1组、第2组和第7组相较于其他几组在编程方面的能力比较强，三个小组第二次成绩均达到了90以上，第三次和第四次成绩也为最高的三个小组。通过和学生沟通了解到他们在学习本门课程前已经具备较为熟练的编程基础和能力，通过本门课程的学习进一步强化了对编程的认知，知识运用能力和问题解决能力得到了较好的培养和提升。

四、结语

混合协作学习作为一种新的学习方式，已经开始被教师以各种形式运用到课堂教学中。本研究在智慧学习平台支持下通过设计混合协作学习模式并进行为期一学期的教学实践，提升了学生的学习成绩，改善了教育教学效果，验证了该模式在教学实践中的作用。具体来说，通过一学期的混合式教学，学生利用线上线下掌握的知识已经能够进行App的设计与开发，并赋予其创意，而不再局限于教师给出的任务和要求。除此之外，在具体设计和开发App的过程中，学生以协作小组的形式共同探讨如何开发App，有效提升了他们的团队协作能力、交流沟通能力、知识运用能力、问题解决能力以及评价反思能力等，并以能力培养为契机，最终促进了学生智慧的生成。