“微能力”在高中信息技術(shù)智慧課堂中的實踐研究

教育部發(fā)布的《關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》（以下簡稱“能力提升工程2.0”），推動教師主動適應(yīng)大數(shù)據(jù)、人工智能等重要的技術(shù)變革，關(guān)注“如何在教育教學(xué)實境有效應(yīng)用信息技術(shù)”。筆者所在的學(xué)校信息化基礎(chǔ)設(shè)施完善，早已實現(xiàn)智慧教學(xué)環(huán)境的全覆蓋，師生人手一臺平板，日常教學(xué)活動可做到全流程數(shù)據(jù)采集和后臺分析。同時，學(xué)校積極推進“能力提升工程2.0”的實施，使廣大教師的信息技術(shù)能力大幅度提升。為此，筆者以高中信息技術(shù)課程為例，構(gòu)建了相應(yīng)的智慧課堂“微能力”應(yīng)用模式，并在此基礎(chǔ)上通過《物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)實現(xiàn)》案例的設(shè)計與實施闡述了該模式的應(yīng)用過程，以期為微能力在實際教學(xué)中的落實提供參考。一、高中信息技術(shù)智慧課堂“微能力”應(yīng)用模式筆者通過對近兩年的高中信息技術(shù)課程必修1和必修2模塊共9個單元32節(jié)課的教學(xué)流程進行分析歸納，梳理了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的微能力點在不同教學(xué)環(huán)節(jié)的合理切入點與應(yīng)用的環(huán)節(jié)，并結(jié)合高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，構(gòu)建了如下高中信息技術(shù)智慧課堂微能力應(yīng)用模式（如圖1所示）。該模式可以概括為以下幾個環(huán)節(jié)：（一）智能學(xué)情診斷與教學(xué)活動設(shè)計。利用數(shù)據(jù)分析工具收集學(xué)生數(shù)據(jù)（如作業(yè)成績、測試結(jié)果、參與度），智能分析學(xué)習(xí)習(xí)慣、優(yōu)勢和不足，幫助教師制定個性化教學(xué)策略。（二）主題任務(wù)呈現(xiàn)與智慧資源推送。根據(jù)分析結(jié)果，教師設(shè)計主題活動，通過智慧平臺推送視頻、互動題等資源，促進學(xué)生理解和掌握知識。（三）智能學(xué)習(xí)互動與個性化活動指導(dǎo)。學(xué)生通過智慧課堂平臺參與在線討論、協(xié)作項目等互動學(xué)習(xí)，系統(tǒng)提供個性化反饋，促進學(xué)生進步。（四）自動測試評價與展示匯報分享。系統(tǒng)自動進行測試評價，可以實現(xiàn)機器評分、教師評分或?qū)W生互評，評價結(jié)果即時展示與分享，增強學(xué)生自信和動力。二、高中信息技術(shù)智慧課堂“微能力”教學(xué)案例（一）教學(xué)設(shè)計本研究以高一信息技術(shù)必修2模塊的《物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)實現(xiàn)》為例，基于上述的高中信息技術(shù)智慧課堂“微能力”應(yīng)用模式進行教學(xué)活動設(shè)計。1.智能分析診斷、課堂情境創(chuàng)設(shè)（應(yīng)用微能力C2、G5）。教師通過知新智慧課堂發(fā)出搶答問題，即時獲取并分析學(xué)生的答題情況，掌握學(xué)情數(shù)據(jù)，通過真實視頻案例引出本課主題：制作一個老人監(jiān)護報警系統(tǒng)。2.主題活動呈現(xiàn)、智慧資源推送（應(yīng)用微能力C1）。借助多媒體廣播平臺，學(xué)生回顧普通信息系統(tǒng)開發(fā)的基本流程，教師展分析物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)與掌控板各模塊功能的對應(yīng)關(guān)系，說明本節(jié)實驗可能使用到的模塊與要求，并通過智慧課堂平臺分發(fā)學(xué)習(xí)資源（包括導(dǎo)學(xué)案、操作手冊等）。整個實驗設(shè)計融合了信息技術(shù)、通用技術(shù)、物理、人體工程學(xué)等跨學(xué)科知識。3.智能學(xué)習(xí)互動、個性化活動指導(dǎo)（應(yīng)用微能力C3、C4、C5）。此環(huán)節(jié)設(shè)計了三個分組合作的分層任務(wù)：利用傳感設(shè)備獲取聲音值；對獲得的數(shù)據(jù)進行分析決策；通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時上傳顯示。借助簡單的硬軟件設(shè)備和智慧課堂下的自動反饋功能，師生能即時查看到實驗獲取的數(shù)據(jù)與各個小組的實驗結(jié)果，學(xué)生可以根據(jù)導(dǎo)學(xué)案自主探究，與組員或其他小組同學(xué)互動交流，而教師只需要適當(dāng)引導(dǎo)并對學(xué)生進行個別指導(dǎo)即可。拓展任務(wù)則是學(xué)生完成基本的實驗后，根據(jù)小組的設(shè)計方案開展創(chuàng)意制作。4.自動測試評價、展示匯報分享（應(yīng)用微能力G6）。學(xué)生借助平板拍照上傳分享，教師通過自動反饋數(shù)據(jù)展示各個小組的任務(wù)完成情況，點評并肯定實驗成果，同時邀請實現(xiàn)了創(chuàng)新設(shè)計的小組分享交流，鼓勵學(xué)生利用智慧課堂繼續(xù)討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對人類社會帶來的影響，升華主題。此外，整節(jié)課的設(shè)計綜合利用了知新智慧課堂、moodle學(xué)習(xí)網(wǎng)站、AI學(xué)習(xí)平板等智慧課堂的環(huán)境（微能力G7），并綜合了項目式學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等不同的模式，實現(xiàn)了高中信息技術(shù)課堂的教學(xué)模式創(chuàng)新（微能力G8）。（二）教學(xué)實施本研究選取了廣州市第六中學(xué)高一兩個平行班作為研究對象，且兩個班的前測成績相近。然后在其中一個班級（對照組）采用傳統(tǒng)的“講——演——練”教學(xué)模式，不借助智慧課堂環(huán)境下的各種工具和數(shù)據(jù)（也即教師基本不發(fā)揮對應(yīng)的信息技術(shù)應(yīng)用微能力）。而另一個班級（實驗組）則采用了上述的高中信息技術(shù)智慧課堂“微能力”應(yīng)用模式來開展教學(xué)，以保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性與效度。（三）教學(xué)效果1.學(xué)習(xí)成績分析。本研究通過分析對照班和實驗班學(xué)生在普通網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)環(huán)境和微能力支持的智慧教育環(huán)境下對同一個教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，發(fā)現(xiàn)不管是前期的模仿性實驗任務(wù)還是后面創(chuàng)新性的拓展任務(wù)，實驗班的同學(xué)表現(xiàn)都要明顯占優(yōu)。2.其他課堂表現(xiàn)數(shù)據(jù)分析。在本節(jié)課結(jié)束后，教師通過CSMS系統(tǒng)對課堂錄像和智慧課堂采集的大數(shù)據(jù)進行了部分不方便直接量化的指標(biāo)的分析，以檢驗在學(xué)生核心素養(yǎng)提升方面的情況。其中課程平均難易跨度為0.14，平均想象力激發(fā)程度為0.19?？梢姳竟?jié)課除了達成知識技能的學(xué)習(xí)外，課堂內(nèi)容呈現(xiàn)上做到了深入淺出，還能有效激發(fā)學(xué)生思維和想象力，促進學(xué)生認(rèn)識水平螺旋式上升發(fā)展。三、“微能力”應(yīng)用模式實施成效在2023-2024年間，筆者持續(xù)開展高中信息技術(shù)智慧課堂的“微能力”應(yīng)用模式研究，設(shè)計了若干個教學(xué)案例，并通過對該模式應(yīng)用前后的對比，進行了各種定量和定性分析。實踐表明，教師把能力提升工程2.0中的具體微能力點與高中信息技術(shù)課程的智慧教學(xué)環(huán)境有機結(jié)合，可以有效改進傳統(tǒng)的高中信息技術(shù)課堂教學(xué)模式，為學(xué)生提供個性化、精準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)路徑；可以做到實時反饋與智能評