智慧课堂中学习任务的构成要素及设计过程模型研究*

2019-04-19马勋雕解月光庞敬文

中国电化教育 2019年4期

马勋雕，解月光，庞敬文

(东北师范大学信息科学与技术学院，吉林长春 130117)

一、引言

智慧课堂是指在建构主义学习理论的指导下，以物联网、大数据、学习分析、人工智能等新一代信息技术为支撑，将技术融入课堂教学中，通过构建多元交互的课堂环境，从而有效提升学习者高阶能力的新型课堂。目前，关于智慧课堂的研究包括教学模式设计[1]、教学策略设计[2][3]、智慧课堂的构建与应用[4-6]等。基于以上文献分析，学术界对智慧课堂从技术层面的研究较为丰富，但对其教学设计本质特征的理解和认识不足。构建旨在提升学习者高阶能力的智慧课堂，需要通过精细化的教学设计来实现，而教学设计的核心是学习任务设计。因此，设计让学习者经历发现、构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程的学习任务是构建智慧课堂的关键。该研究在对智慧课堂中学习任务的内涵、特征以及构成要素进行深入剖析后，结合智慧学习过程的特征以及教学设计过程模型，建构了一个智慧课堂中学习任务设计过程模型，该设计过程模型能够为一线中小学教师构建智慧课堂提供方法指导，帮助其改善课堂教学效果，进而提升教学质量。

二、智慧课堂中学习任务的内涵及特征

在教学设计研究中，对学习任务理解众多。例如，Long认为，学习任务是人们日常生活中所做的事[7]。J.Willis认为学习任务是学习者为达到既定目标而采取一定努力的过程[8]。Skehan认为学习任务是一种有意义的活动，它必须要能够解决某个实际问题[9]。钟志贤等人认为，学习任务是镶嵌学习目标和学习内容的活动情境[10]。综合以上观点，学习任务是生活中的事务，达到既定目标的过程，解决问题的活动，镶嵌目标和内容的活动情境等。借鉴学者们的观点，笔者认为学习任务是指学习者为完成特定学习活动成果而经历的学习过程，智慧学习倡导通过让学习者经历发现、构想、抉择、归纳、评价等学习过程[11]。因此，智慧课堂中学习任务是指学习者为完成特定学习活动成果而经历发现、构想、抉择、归纳、评价等学习过程。

精细化学习任务设计是实现智慧学习目标的关键，深刻理解智慧学习目标有助于抓住智慧学习任务的本质。智慧学习目标是面向提升学习者创新、决策、批判性思维、信息素养等高阶能力，而创新、决策、批判性思维、信息素养等是复杂的，需要学习者付出心智努力。智慧学习目标的设计还应该考虑到学习者具有个体差异性，针对不同的学生群体设计不同的学习目标。随着学习进程的不断推进，学习者准备状态也会发生相应改变，需要学习者不断调整学习状态。因此，智慧课堂中学习任务具有复杂性、序列性、选择性、动态性等特征。

(一)复杂性

复杂性是智慧课堂中学习任务最显著的特征。智慧课堂中学习任务是为解决劣构问题而设计的，劣构问题界定是不明确的，问题构成存在未知或某种程度的不可知部分，没有原型案例可供参考。因此，在问题解决过程中需要学习者运用分析、评价、创新等高阶思维。

(二)序列性

序列性是智慧课堂中学习任务又一显著特征。智慧课堂中学习任务具有复杂性，学习者要想顺利完成任务目标，则需要对学习任务做进一步分解，即分解成一系列存在递进关系的子任务。学习者之间具有个体差异性，要想做到个性尊重，则需要设计不同难度任务序列供不同的学习者选择。因此，智慧课堂中学习任务的序列性体现在依据任务难度而产生的渐进型任务序列和依据学习者特征而产生的选择型任务序列。

(三)选择性

由于学习者的社会背景、心理因素、文化环境、学习风格以及学习准备状态等不同，学习者之间存在个体差异性。智慧课堂中学习任务的设计要做到个性尊重，应该设计不同难度的多个学习任务序列供不同的学习者选择。

(四)动态性

随着学习进程的不断推进，学习者的准备状态也会相应发生改变，因此，就学习者而言，学习任务序列并非一成不变，也需要随着学习情况的改变相应作出动态调整，以适应新的学习需求。

三、智慧课堂中学习任务的构成要素

理解智慧课堂中学习任务的内涵和本质特征之后，还需要对其构成要素进行深入研究，因为明确智慧课堂中学习任务的构成要素是设计学习任务过程模型的基础。关于学习任务的构成要素，观点众多，例如，Shavelson等人认为学习任务由内容、材料、活动、目标、学生和社会六个要素构成[12]。Cardlin认为学习任务包括输入、角色、背景、活动、监督、结果、评价七要素[13]。Nunan认为学习任务由目标、输入、活动、教师角色、学生角色和学习环境六要素构成[14]。Conole等人认为学习任务由类型、技术、交互、角色、资源、工具、评价七大要素构成[15]。陈楠等人认为学习任务由目标、类型和序列三大要素构成[16]。从以上文献可以看出，早期的研究者认为，学习活动是学习任务的关键要素，随着活动理论的丰富和不断完善，学者们更倾向于认为学习活动包含学习任务，学习任务是学习活动的核心要素。基于以上分析，该研究认为学习活动包含学习任务，学习任务由目标、类型、交互、角色、资源与工具、序列、评价七大核心要素构成。基于对学习任务构成要素的理解和分析，结合智慧课堂中学习任务的内涵及特征，确定了智慧课堂中学习任务的构成要素及每个要素的具体内容，如图1所示。

图1 智慧课堂中学习任务设计过程模型

(一)类型

智慧学习要求学习者经历发现、构想、归纳、抉择、评价等学习过程。因此，智慧课堂中的学习任务可分为四类，即发现类、构想—抉择类、评价类和归纳类(如下表所示)。

智慧课堂中学习任务的构成要素及描述表

(二)目标

任务目标是学习任务设计的灵魂，它指引着课堂教学发展的方向。任务目标直接来源于教学设计的学习目标，智慧课堂中学习目标是以新课程三维目标为依据。同时，又要根据智慧课堂的特征有所侧重。基于此，智慧课堂致力于落实学习目标，包括知识、思维、态度三个维度。因此，任务目标也应该包括知识、思维、态度三维目标。

(三)序列

智慧课堂中学习活动是由一系列学习任务驱动进行，学习活动结果需要多个渐进的学习任务来实现。学习者具有个体差异性，学习任务要能够为学习者提供选择的机会。因此，学习任务有两种类型的序列，一种是依据任务难度而产生的渐进型任务序列；另一种是依据学习者特征而产生的选择性任务序列，两种学习任务类型的序列可能共存于同一学习任务活动中。

(四)交互

智慧课堂中学习任务的交互具有多元性。多元性是指交互主体多样性和交互方式的多元化，交互主体包括教师、学生、小组、班级、资源、工具等。交互方式包括个体之间、师生之间、生生之间、小组或班级之间、教师与资源之间、学生与资源之间、教师与工具之间和学生与工具之间的交互。

(五)角色

智慧课堂中学习任务角色是指在完成学习任务时，学习者在学习任务中扮演什么角色或以什么身份参与到学习任务活动当中，包括个人学习者、小组参与者和主持人等角色。

(六)资源与工具

智慧课堂中学习任务具有复杂性，不仅需要丰富的学习资源，而且需要多样化学习工具的支持。学习资源与工具一般包括搜索引擎、电子表格、思维导图、几何画板、个人学习空间、电子书包、交互白板、各种音视频资源以及智能终端设备等。

(七)评价

为了保证学习任务的有效达成，要对学习任务成果进行评价。评价包括生成性成果评价和全面性成果评价。生成性成果评价是指在学习任务完成过程中教师为了指导和纠正学习行为而进行的学习评价，重点评价学生是否经历发现、构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程。全面性成果评价是指在学习任务完成之后进行的评价，目的是评定学生是否达成了包括知识、思维、态度三维领域的全部任务目标。

四、智慧课堂中学习任务设计过程模型

基于对智慧课堂中学习任务内涵、特征、构成要素的分析，结合智慧学习过程特征以及教学设计过程模型，该研究设计了一个智慧课堂的学习任务设计过程模型。该设计过程模型由三阶段、七步骤构成，三阶段分别为分析阶段、设计阶段和评价阶段。七步骤分别为活动成果分析、任务目标设计、任务类型选择、任务序列设计、拟定角色分配、学习支持设计和学习任务成果评价。

(一)分析阶段

智慧课堂中学习任务设计过程分析阶段是对学习活动成果的分析。学习活动必须有一个或多个与之相关的学习成果，为了完成学习成果，需要设计一个或多个学习任务[17]。因此，智慧课堂中学习任务设计首要工作是对学习活动成果及表现形式的分析，即分析学习活动成果属于哪种类型。关于学习结果的分析与研究，教育心理学家罗伯特・加涅将学习结果分为智慧技能、认知策略、言语信息、动作技能和态度。基于加涅的学习结果分类，可以将给定的学习活动成果进行划分，即学习活动成果具体属于言语信息、智慧技能、动作技能、认知策略和态度中的哪一类。因此，根据学习结果的不同类型，可以设计出符合学习者实际需求的学习任务。

(二)设计阶段

智慧课堂中学习任务设计阶段包括任务目标设计、任务类型选择、任务序列设计、拟定角色分配、学习支持设计。

1.任务目标设计

未完成学习活动成果，需要设计一个或多个学习任务，任务目标设计是学习任务设计的首要工作。任务目标设计应该包括知识、思维、态度三个不同层次的目标设计，知识目标设计应能体现对知识理解层次和梯度；思维目标设计应体现思维经验积累和训练的显著度层次及梯度；态度目标设计应体现对学习投入的强度和持久度的梯度；三方面的目标设计突出关注高阶思维发展和学习的全情投入。

2.任务类型选择

选择恰当学习任务类型是完成学习任务的关键。智慧课堂中学习任务包括发现类、构想—抉择类、归纳类和评价类。基于不同的学科，选择不同的任务类型，发现类任务适用于物理、化学、生物等重实验的学科；构想—抉择类任务适用于美术、音乐、通用技术、语文等重写作、设计、创作的学科；归纳类任务适用于重归纳推理的数学学科；评价类任务没有学科限制。

3.任务序列设计

任务序列是指多个任务之间的逻辑关系，任务序列设计是任务设计的核心。任务序列可分为两种，一种是依据任务难度而产生的渐进型任务序列；另一种是依据学习者特征而产生的选择型任务序列。在智慧课堂的学习任务活动中，两种任务序列可能同时存在。由于篇幅所限，该文只对渐进型任务序列设计进行研究。智慧课堂中学习任务包括发现类、构想—抉择类、归纳类和评价类。因此，渐进型任务序列设计包括发现类渐进型任务序列设计、构想—抉择类渐进型任务序列设计、评价类渐进型任务序列设计和归纳类渐进型任务序列设计四类。

(1)发现类任务序列设计

发现类任务设计的目的是让学习者像科学家一样经历科学发现过程。科学发现学习是让学习者通过科学实验来发现背后的基本关系，经历理解问题、提出假设、设计实验、验证假设和得出结论五个阶段[18]。因此，发现类任务序列包括理解问题、提出假设、设计实验、验证假设和得出结论五个任务。其流程如图2所示。

图2 发现类学习任务序列流程

任务一：理解问题。要求学习者阅读与当前问题相关的各种背景材料，识别材料中的所有已知变量，寻找变量之间关系，从而确定目标。

任务二：提出假设。要求学习者从中选择一个因变量和一个自变量，分析两者之间的关系，从而提出假设。

任务三：设计实验。基于以上假设，要求学习者确定实验的自变量、因变量和控制变量，推理实验运行后可能得出的实验数据，开展实验，获得相关实验数据，用于检验假设。

任务四：验证假设。要求学习者将实验数据与假设推理数据可视化，进行对比分析从而检验假设是否成立。如果假设不成立，检查前面两个阶段和步骤，重新设计当前假设，如果假设成立，回到提出假设阶段，提出其它自变量和因变量的假设。

任务五：得出结论。要求学习者对学习成果进行总结，对学习过程进行反思和评价。

教师在发现类任务序列设计时，要考虑每个学习任务、任务中的具体实施步骤以及任务之间逻辑关系。重点详细设计提出假设、设计实验、验证假设三个学习任务，因为在学习过程中，学习者可能难以提出假设和针对事实证据修改假设，难以设计恰当科学实验，难以正确理解和解释实验数据[19]，从而导致学习者不能顺利完成学习任务。产生上述困难的原因是学习者领域知识、策略技能和内部目标等不足[20]。因此，教师应该在学习者需要时通过讲授或图文形式为其提供领域知识的支持，可以通过导航图、指导语、认知工具、规定性的学习过程等方式为学习者提供策略技能支持，还可以通过指导语、鼓励等方式帮助学习者调整内部目标[21]。

(2)构想—抉择类任务序列设计

构想—抉择类任务侧重于学习者在设计、创作、写作等方面的学习。构想—抉择类任务包括构想和抉择两个阶段。构想是指作家、艺术家在孕育作品过程中的思维活动，例如，构想一个方案。抉择是指挑选、选择，即选择一个方案并实施。因此，构想—抉择类任务序列包括问题分析、猜想方法、构想方案、选择方案和方案实施五个学习任务。其流程如图3所示。

图3 构想—抉择类学习任务序列流程

任务一：问题分析。要求学习者用清晰、明了的语言陈述问题，以确保对问题的正确理解。问题具有复杂性，需要学习者将复杂问题分解成多个子问题，以便进一步分析和理解，之后，便可设定预期目标。

任务二：猜想方法。为了实现预期目标，要求学习者猜想各种解决方法，例如，草图法、模仿法、联想法、奇特构思法等，学习者在综合考虑各因素后确定一种或多种解决方法。

任务三：构想方案。要求学习者调用各预设方法编制与之相匹配的解决方案，针对同一问题，可能有多个预设解决方案。

任务四：选择方案。要求学习者对多个问题预设解决方案进行评判和比较，同时要从问题解决的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，之后选出最佳解决方案。

任务五：方案实施。要求学习者将该方案付诸实践，并对其进行效果评价、总结反思等。

教师在构想—抉择类任务序列设计时，要考虑每个学习任务，任务中的具体实施步骤以及任务之间逻辑关系。重点详细设计猜想方法、构想方案和选择方案三个学习任务，在学习过程中，学习者可能难以选择恰当的方法、难以编制完整的解决方案、难以选择恰当的方案等。因此，在“猜想方法”的任务设计中，应为学习者提供几种方法供其选择，以降低选择难度。在“构想方案”的任务设计中，应为学习者讲解方案编制的步骤和方法。在“选择方案”的任务设计中，应组织学习者讨论和交流，鼓励学习者陈述选择该方案的理由。

(3)评价类任务序列设计

评价类任务设计的目的是通过让学生对学习内容的评价，以发展其高阶思维能力。它与学生自我评价有许多共同特征，评价主体都是学生，评价过程大体一致。学生自我评价的过程包括：确定目标与内容、设计各种评价方式方法及操作程序、设计自我评价标准与评价工具、实施自我评价、处理评价结果[22]。因此，评价类任务序列包括明确目标、制定标准、设计方案、实施评价、结果处理五个学习任务，其流程如图4所示。

图4 评价类学习任务序列流程

任务一：明确目标。要求学生分析评价目标，理解评价内容，包括需要发现和解决哪些问题、具体评价哪几个方面的内容。

任务二：制定标准。要求学生将评价目标分解成多个可以被具体量化的子目标，依据各子目标重要程度设定权重，最后，制定明确的指标体系。

任务三：设计方案。要求学生依据明确的评价目标和清晰的评价指标体系，设计评价方案，包括选择评价方法、设计评价工具、设计具体操作程序和步骤。

任务四：实施评价。要求学生依据设计方案中具体操作程序对学习内容实施评价。对学习内容实施评价，评价过程包括信息收集、信息整理、信息分析与评价。首先，要根据操作程序，选择恰当的评价方法和工具收集所需要的评价信息；其次，要对收集到的评价信息审核和归类，目的是对信息有效性进行判断和减少信息杂乱和无序；最后，要对信息进行分析与评价，得出综合评分结果。

任务五：结果处理。结果处理是最后环节，包括结果检验和反思总结，评价结果的检验一方面要检查评价程序的每个步骤，看其是否全面、准确地实施了评价方案；另一方面要运用统计检验方法，对评价结果进行统计检验。反思总结要求学生对评价过程进行反思和总结，可以写成总结报告的形式呈现给老师。

教师在发现类任务序列设计时，要考虑每个学习任务，任务中的具体实施步骤以及任务之间逻辑关系。在“明确目标”的任务设计时，设置的目标要清晰、明确，且具有挑战性。在“制定标准”的任务设计时，要为学生提供必要指导和帮助，必要时参与到制定标准的过程中。在“设计方案”的任务设计时，为了降低选择难度，提供几种评价方法供学习者选择，以讲授方式告知学习者评价工具和操作程序设计的方法和步骤。

(4)归纳类任务序列设计

归纳又称归纳推理，是由个别事物或现象推出该类事物或现象的普遍性规律的推理[23]。史亮博士将归纳过程的一般形态概括为多个案例的分析、归纳出一个规律、猜测共性规律、证明猜测、得出一般结论[24]。因此，归纳类任务序列由个案观察、归纳识别、形成猜测、猜测检验和得出结论五个任务构成。其流程如图5所示。

图5 归纳类任务序列流程

任务一：个案观察。个案观察包括设定目标、确定内容、选择方法三个实施步骤。首先，要求学习者将案例本身特征以及案例中各要素之间的关系作为观察目标和内容，以此获得对案例本身规律性的认识；其次，选择恰当的观察方法，观察方法通常情况下可按照先后顺序观察，也可以按照方向顺序观察，还可以按照先整体后局部观察，在选择观察方法时，具体情况具体分析。

任务二：归纳识别。归纳识别通常需要经过分析与比较两个学习阶段。要求学习者将案例分解成各组成部分、要素、层次等，并对其进行研究和考察，通过对案例各组成部分以及它们之间关系的分析，可以获得对案例的整体把握。在对案例分析的基础上，针对案例中一个事物的各组成部分、要素进行对比或者对各事物之间的组成部分、要素进行比较，识别出事物的共性、相似性和差异性。

任务三：形成猜测。形成猜测需要经历抽象与概括两个学习阶段。在对事物分析、综合、比较之后，学习者使用抽象思维方法去除事物的次要标志，非本质属性，进而抽取出事物的本质属性，形成科学的概念。使用概括的思维方法将事物本质属性扩大到具有这些相同属性的一切事物，从而形成关于这类事物的普遍概念。

任务四：猜测检验。要求学习者通过带入特例方式检验猜测是否成立。如果不成立，猜测被推翻，则回到归纳识别或形成猜测阶段；如果成立，扩大检验范围，寻找反例继续检验，如果寻找到反例，猜测被推翻，则回到归纳识别或形成猜测阶段，寻找不到反例，则猜测成立。

任务五：得出结论。要求学习者对学习成果进行总结，对学习过程进行反思和评价。

4.拟定角色分配

拟定角色分配是为学习者设定在学习任务中的职能和权限。该环节是顺利完成学习任务的必要阶段，以任务类型为角色设定的根本依据，同时参照学习者的特征分析结果和各约束条件，在现有的条件下，尽可能设定满足不同学习者需求的角色。

5.学习支持设计

智慧课堂中学习任务需要多元交互、学习资源和学习工具的支持。多元交互体现在师生之间、学生之间、师生与学习资源、师生与学习工具等的交互。基于拟定的角色分配结果，设计相应的交互方式以支持学习任务序列的顺利完成。资源和工具的选择与设计是多元交互设计的核心和基础性工作，选择和设计恰当的资源和工具以支持多元交互的顺利进行，是顺利完成学习任务序列的关键。