通用技术“实践教学”自助指导平台

黄志山　王新齐

(亳州市第一中学，安徽 亳州 236800)



学科教学

通用技术“实践教学”自助指导平台

黄志山王新齐

(亳州市第一中学，安徽 亳州 236800)

通用技术“实践教学”自助平台是利用网络技术实现微课在通用技术“实践教学”中的应用。指导平台的开发遵循设计的一般过程，主要包括实践教学自助指导模式的规划和确立、指导平台的逻辑方案分析、指导平台软件系统的开发、指导平台的应用测试、指导平台的改进规划几个阶段。指导平台作为一个信息交互查询系统，从功能分析到系统整体测试是一个相互关联的反复过程，模块设计分析和程序模块功能设计的优劣直接影响程序代码设计，功能测试和整体测试会影响或改变程序模块功能的设计，或者功能模块的设计分析在有些情况下要重新进行。

通用技术；实践教学；自助指导平台

通用技术“实践教学”过程中，学生对于教学资源的需求与教师指导能力之间的矛盾比较突出。实践活动中教师的单向指导在满足学生需求型的知识学习方面显得不足，学生通过纸质的教学活动手册能够获取的信息相对较少，内容固定；同时对于在实践活动中的突发问题缺乏动态预案。因而，开发一种基于现代微课模式下的自助信息平台，对提高高中学生通用技术实践活动能力非常必要。

通用技术“实践教学”自助平台是利用网络技术实现微课在通用技术“实践教学”中应用的平台。旨在建立一套高效、易用的高中通用技术“实践教学”自助指导系统，探索高中学生通用技术实践自助学习的模式方法，对当前新媒体教育技术在高中通用技术教学中的应用起着积极推进作用。

通过通用技术实践教学自助指导平台的开发与应用研究，探索微课程、在线学习、移动学习、动画和图片等，激发学生的学习动机和实践学习中的问题解决能力，提高学生的探究能力，培养技术素养；促进学生对通用技术实践操作内容的掌握，培养学生的自主学习能力、创新能力和协作能力，提高学生的实践操作技能。

一、研究现状

课堂教学的单向、一对多的传播体系在现代新媒体技术的冲击下，在逐渐向交互式、一对一的教学模式发展。目前欧美发达国家在交互式教学模式的实现和应用方面有了全新的突破，基于学生对于知识体系建构的需求，学生学习的方式逐渐由定制型向需求型转变。通过交互式教与学方式的实现，教学模式的探索发展，微课、翻转课堂、电子书包、教育大数据技术等新型教学理念应运而生；尤其是Moocs中的微课应用在学生自主性学习方面所体现出的有效性和积极性是非常明显的，电子书包实现了一对一数字化教学和移动、在线学习，学生个性化发展、差异性教学方式的效果较为明显。因此，在不同层面教学需求的满足与目标的实现方面不断出现形式各异的解决方案。

基于交互式白板深入应用的教学形式探索和基于电子书包的移动课堂的应用研究方兴未艾。在新型教学模式探索过程中，学生自主探究的辅助指导平台的开发与应用，作为新媒体技术应用和当前最新教育理念实用化的一个方面，国内还处于较低层次，常见的多是基于网络模式的动态网页和简单的查询系统，对于学生知识传递仍局限在定制化的教学氛围中，学生的需求性学习方式没有充分地体现和发展。基于微课程形式，让学生通过简短任务学习的方式实现知识体系建构的教学自助平台尚未有成熟的方案。同时，通用技术实践教学的表现形式也要求学生对信息的交互和实践指导的需求都是尽可能一对一的，但目前成熟的通用技术实践教学形式是以固定方案的活动指导手册和教师的现场辅导结合进行的。实践指导手册无法实现和学生的动态信息交互，教师无法通过单人完成有针对性地一对一的辅导。通过将电子书包的微课程设计应用和通用技术实践教学方案结合，实现实践教学辅导方式的一对一，充分发挥实践课程对学生技术思维发展的促进作用，目前尚未有应用案例。

二、前期准备工作

在平台开发的前期准备中，我们开展了以下工作。

1.平台资料收集

自助平台开发作为一项较为复杂的系统工作，在明确中心任务后，主要收集了以下四个方面资料。

(1) 进行用户需求调查。一共设计了3份调查问卷，涵盖了实践教学方式和方法的需求、教学内容的设置、资料展示教学的方式，自助指导平台的外观及使用方法的期望、指导平台资源管理方法调查和平台维护需求调查等方面。

(2) 搜集关于通用技术实践教学模式方法的资料。通过资料分析，明确当前通用技术实践教学成熟的方式方法、通用技术实践教学成熟的案例、实践教学活动实施的方案和具体的指导程序。确立实践教学进行的原则、策略及评价方法。

(3) 具体收集整理了网络软件开发的相关资料。确立软件开发的工具和具体计算机开发语言，相应的成熟的软件功能模块资料；网络应用的最新硬件设备，前沿的现代教育技术信息，较为成熟的相关应用解决方案。

(4) 实践教学活动及指导内容相对成熟的视频、音频、文字、图片资料的收集整理。

用户需求调查分别采用了调查问卷、学生座谈和专业刊物查阅等几种方法。通过严谨的用户需求调查发现和明确技术平台设计中的问题，确立设计的目标，以实现其具体功能。

2.系统架构

根据用户需求和客观技术条件，对技术平台进行系统分析的过程包含三个方面内容。

(1) 自助指导平台系统的规划。一是学生端的系统规划。根据系统逻辑架构研究的成果，系统应用的形式无论是客户端形式还是基于Web网页形式，在学生端都具备统一的应用界面，同时规划出学生端具体的功能、具体的形式和使用方法。这部分内容也是自助指导平台应用研究的中心内容，与通用技术自助指导平台的教学应用模式、流程及方法的确立有着直接关系。二是教师端的规划。与学生端一样，基于对前期逻辑方案的选择进行开发研究，界面功能和使用方法也依赖于自助指导平台应用的研究成果。三是服务端的规划。服务端的开发与系统的拓展应用研究关系十分密切。本文基于微课程应用的范例，实现自助指导形式的变化及自助指导内容的拓展和迁移。

(2) 确立指导平台的软件架构。确立自助指导平台的软件，其中软件架构有四个方面内容。

首先，确立自助指导平台的逻辑结构。平台运行是基于网络的方式，但网络的模型尚需进行选择和讨论，是基于Web模式、基于C/S模式，还是现阶段流行的云模式，是该阶段重点论证的问题。

其次，平台的联网方式及具体的实现方法。该阶段是研究网络的结构形式，即每一个节点之间的联结方式和实现方法。学生端、教师端及服务端的逻辑位置关系，在本阶段也要确立指导平台中的三个组成部分的功能分配，也是用户需求调查结果的应用场合。

第三，网络类型的选择与确立。基于指导平台的逻辑架构的选择，在本阶段要选择合适的网络类型，选择合适的服务平台，基于Windows Server、Linux或者Netware系统。

第四，网络应用的创建或开发，该部分是本系统的中心内容。在前期网络平台选择的基础上，根据系统设计的目标要求，开发具备完整功能的自助指导平台系统。如果系统是C/S模式，需要开发学生、教师客户端和服务程序；如是基于Web模式则需要开发有针对性的网站应用；对于移动设备，还需开发相应版本系统的移动客户端程序。

(3) 确立指导平台的硬件架构。在软件架构完备的情况下，需要有针对性地完成硬件架构。

首先，指导平台的物理结构。基于软件逻辑结构的确立，硬件架构的确立相对容易。选择合适的硬件物理结构对于降低成本、提高系统维护水平和使用效率都有重要作用；同时要参照网络技术发展的方向，使系统硬件的方案向可迁移、可扩展、易于升级方面倾斜。

其次，具体的硬件设备类型的选择。在前期软件开发过程中可以尽可能地使用学校机房原有的设备，待系统完善，通用技术课堂进行实际应用时，再选择合适的设备和具体的型号参数。

学生使用场所和硬件设备的安置方案应根据实际需要选择合适的设备配置方案，学生在实践教学中自助指导学习时选择合适的具体硬件设备的呈现方式(或安装形式)，会直接影响学生学习时的方便性、易用性。这也是自助指导平台应用研究的一个方面内容。

三、指导平台的开发过程

作为技术项目开发，指导平台的开发应遵循设计的一般过程，主要有以下几个阶段：实践教学自助指导模式的规划和确立；指导平台的逻辑方案分析；指导平台软件系统的开发；指导平台的应用测试；指导平台的改进规划。

1.实践教学自助指导模式的规划和确立

根据学生实践教学的特点和学生的认知规律，我们把学生技术素养的培养划分为技术认知、技术理解、技术思维和技术能力四个层次。结合实际教学条件，实践教学可分为体验性实践教学、游戏性实践教学、试验性实践教学、探究性实践教学和设计性实践教学五种类型。具体分析这五种常见的实践教学活动的流程，总结出了实践教学的流程模式(如图1)。在实践教学流程中，提供信息交流的环节即是指导平台设计的目标，可以为指导平台的工作模式的确立和具体功能方案的分析提供参考依据。

图1　通用技术“实践教学”流程

在平台设计规划中，把具体环节模块化，在学生客户端实现具体功能。在实践教学活动开始时，学生通过教学终端登录到系统中，登录系统内部可以对学生进行小组划分。教学开始后，教学活动由教师端进行有效控制，学生端根据所在班级和教师设置为两种状态：一是统一教学模式，学生只能查看教师指定的资源信息；二是自助指导模式，该模式下，学生可以自由地浏览系统中所设置的所有实践活动指导资料。指导平台中所有的教学资源均放置在服务端，有专门的数据库负责提供数据查询服务。

2.指导平台逻辑方案的确立

根据实践教学模式规划分析，我们把指导平台的逻辑结构分为服务端、教师端和学生端三个部分。服务端提供数据服务，指导平台中的相关教学资源和信息均存储在服务端，在指导平台应用过程中，服务端为学生端和教师端提供信息查询、存储服务。教师端对指导平台进行系统设置、教学控制、资源上传、信息交流和数据库管理等操作。学生端是教学中学生使用的信息终端，在实践教学中每一小组使用一台，学生端提供教学活动安排、教学信息浏览、教学资源查询、实践活动作品评价、学习成绩分析比较等功能，具体逻辑结构如图2。

图2　自助指导平台逻辑结构

3.指导平台的功能模块

在确立了指导平台的功能逻辑结构后，软件的具体功能模块就可以进行比较详细的规划了，结合最初的用户需求调查我们设计了教师端功能模块和学生端功能模块。

教师登录后进入教师端。教师端呈现的信息有：教师信息、班级信息和学生分组情况的课堂信息；重点是“教学控制”“资源上传”“信息交流”“系统设置”和“数据库管理”五个功能模块。

学生登录后进入学生端。学生端呈现的信息有：教学模式(统一教学或自助学习)、教学内容和指导教师姓名，最关键的是“教学活动”“教学信息”“作品评价”和“功能设置”五个功能模块。

4.开发工具的选择

平台系统开发首先是选择合适的开发工具。指导平台的软件架构是基于网络的可控交互式信息查询系统，系统对于可复用、可维护的代码需求较多，由于指导平台进行的是实践活动的自助指导，对信息查询并发响应的效率有较高要求，因而要求代码的运行效率较高。在常见的几种网络系统开发工具中，asp.net是编译运行的，执行效率较高，系统可维护性高，而且代码运行与客户端系统无关，有非常好的跨平台特性。经过比较，最终系统开发工具确定为Visual Studio.NET。

具体的软件开发过程包括功能模块(子程序)分析、程序模块功能设计、程序代码设计、功能测试和系统整体测试几个方面内容。

指导平台作为一个信息交互查询系统，它的开发完全遵循软件工程相关要求和技术设计的一般性过程要求。从功能分析到系统整体测试是一个相互关联的反复过程。模块设计分析和程序模块功能设计的优劣直接影响程序代码设计，功能测试和整体测试会影响或改变程序模块功能的设计，或者功能模块的设计分析在有些情况下要重新进行。

[责任编辑：黄晓娜]

10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.10.012

2016-04-16

全国教育信息技术研究“十二五”规划课题(142931822)。

黄志山(1973-)，男，安徽泗县人，中学高级教师，全国优秀科技辅导教师，安徽省特级教师、安徽省教坛新星，亳州市“学术和技术带头人”、市“学科带头人”；王新齐(1974-)，男，安徽萧县人，中学一级教师，亳州市“教坛新星”。

G633.67

A

1002-1477(2016)10-0046-04