工作过程系统化的《水质检测技术》混合教学设计与实践

王玲玲

摘 要：“在互联网+”职业教育发展的大背景下，以培养学生职业能力为目标，基于工作过程系统化课程设计理念，利用ADDIE和4C/ID经典教学设计模型，开展了高职水产养殖技术专业课程《水质检测技术》混合教学设计，并进行了教学实践。通过《水质检测技术》线上线下混合教学，学生的学习效果、学习兴趣、自主学习能力、学习满意度较传统课堂教学均得到了较大程度的提升。

关键词：工作过程系统化;混合教学;教学设计与实践

中图分类号 G712文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）18-0178-05

Design and Practice of Mixed Mode Teaching of Water Quality Testing Technology Based on Systematized Work Process

WANG Lingling

（Weihai Ocean Vocational College，Weihai 264300，China）

Abstract：Under the background of the development of “Internet +” mode of vocational education and with the goal of cultivating students′ professional abilities，the professional aquaculture technology course，Water Quality Testing Technology in mixed teaching mode is designed and practiced based on the systematic work process by integrating ADDIE and 4C/ID classic teaching design model and taking advantage of modern information technology. The result proves that the online and offline mixed teaching of Water Quality Testing Technology greatly improves students′ learning effects，interests，independent learning ability，and their satisfaction with the learning.

Key words：Systematized work process;Water quality testing technology;Water quality testing technology;Design and practice

职业教育作为一种类型教育，经过探索实践，已形成了一套基于知识应用的工作过程系统化的课程开发的理论和方法[1]。伴随着现代信息技术深入到人类的生产生活中，基于“互聯网+”职业教育的改革势在必行。《国家职业教育改革实施方案》明确指出，职业教育要适应“互联网+”职业教育发展需求，运用现代信息技术改进教学方式方法;“双高计划”将“提升职业教育信息化水平作为重要任务之一”，要求“广泛应用线上线下混合教学，促进自主、泛在、个性化学习”。

混合教学是基于“建构主义”教学理论，融合传统教学与网络教学优势而建立起来的线上和线下相结合的一种新型教学模式[2]，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能体现学生易学、善学、乐学的主体地位。因此，职业院校教师对混合教学抱有很大的热情，也开展了一定数量的应用型研究，但由于开展过程中缺少系统的设计方法的指导，课程的设计步骤、单元设计的规范性和课程设计的混合性都存在一定的不足[3]。为此，本研究基于工作过程系统化课程设计方法，综合ADDIE和4C/ID教学设计模型，参照国内外专家研究成果，以高职专业课程《水质检测技术》为例进行了混合教学设计和实践，以期形成以工作过程为导向的职业教育课程的混合教学设计框架。

1 工作过程系统化《水质检测技术》混合教学设计和实施的思路

ADDIE模型是经典的教学设计模型，其教学设计过程分为分析（A-Analysis）、设计（D-Design）、开发（D-Development）、实施（I-Implementation）与评价（E-Evaluation）5个阶段，体现了教学设计的共性和基本特征[4]，但对复杂教学活动的具体设计缺少指导;4C/ID模型即四要素教学设计模型，面向复杂技能训练，对认知理论和信息加工理论进行基于技术的创新思考，为复杂技能训练设计提出了一整套实用性框架，该模型包含学习任务、支持性信息、程序性信息和分任务练习4个核心要素[5]，但缺少课程开发、实施和评价等关键环节，未形成教学设计的闭环。2种设计模型优势互补，本研究综合ADDIE模型和4C/ID模型优势，对接工作过程导向职教课程，开展基于工作过程系统化的混合教学设计和教学实施，具体教学设计和实施思路如图1所示。由图1可知，按照ADDIE模型将教学设计和实施过程为分析、设计、开发、实施和评价5个环节。

1.1 分析过程 基于工作过程系统化分析职业岗位的典型工作任务，进行行动领域和学习领域转换，设计教学情境;教学情境以具体的工作对象或工作过程等为载体，在传统教学中一般采用理实一体化教学，但有限的实验实训条件和教学课时制约了教学活动的设计，学生的技能训练不能充分展开。随着信息技术的发展，网络教学平台、虚拟仿真教学为解决教学的空间和时间问题提供了多元的选择，但面向复杂的职业技能培养，如何充分利用线上线下、课前课中课后这一系列教学空间和时间，教学内容应该在何时何地以什么形式呈现，成了进行混合教学的关键。4C/ID模型针对复杂性技能训练给予了我们进行教学分析的指导。参照4C/ID模型，可对每个学习情境下的复杂性技能进行分解，按照技能层级可将复杂性技能分解为一系列难度相当但具体问题不同的技能簇或任务组，这为下一步进行学习任务设计奠定了基础。按照技能构成性质，可将复杂性技能分解为非复用性技能与复用性技能，非复用性技能是指需要掌握的新技能，要求学习者进行理解、分析一般的、抽象的知识，进而利用概念模型或认知策略等寻求解决问题的方案;复用性技能是指在学习过程中反复或循环使用的常规或通用技能，要求学习者通过反复模仿和练习，持续的重复操作来促进具体知识嵌入到规则中，并达到很高的自动化水平[6]。非复用性技能与复用性技能的分解为我们进行技能训练的设计提供了新思路。技能的习得需要知识的嵌入与支撑，与非复用性技能相关的一般的、抽象的知识称为支持性信息，支持学习者进行知识组织、完成学习任务;与复用性技能相关的确保正确完成该种技能的规则和程序称为程序性信息，在学习者完成学习任务的过程中提供指导;根据支撑性信息和程序性信息支持学生进行技能训练的方式不同，可以引导我们在混合教学的不同时间和空间里进行科学的调配。分析阶段还应注意对学习者的分析，从学习需求、知识技能储备、学习动机、能力水平和学习风格偏好等多个方面进行分析。

1.2 设计过程 学习任务的设计是教学设计的重点，4C/ID模型倡导为学习者提供具体的、真实的、有意义的整体任务，将整体任务再分解为技能簇或任务组，由整体到部分的任务分解体现了4C/ID模型的理论精髓，背后隐藏着“整体大于部分之和”的逻辑假设，多出的部分即是协调和综合这些“部分”的能力，由“整体”到“部分”的任务分解将有助于学习者认知图式的构建，促进学习目标的达成[7]。由复杂性技能分解而来的技能簇或任务组，可作为学习任务的来源;同時，为了促进知识的迁移，以灵活多变的方式进行学习任务的排序，并在学习过程逐渐消减学习支持，直到最后学生可以独立完成学习任务;学习任务可以实践活动、项目或案例研究等多种形式存在。根据非复用性技能和复用性技能的习得原理，分任务练习是有效促进技能习得的措施。分任务练习一般嵌入到整体性学习任务中，同时某一项技能的分任务练习也可根据需要而分散在多个学习任务中。非复用性技能的习得基于认知图式建构或重构，其练习方法一般选择促进归纳的方法;复用性技能的练习强调规则自动化驱动，其练习方法多选择促进编汇或强化练习的方法。分任务练习过程中离不开支持性信息和程序性信息的支持，支持性信息鼓励学习者将新知与旧知联系，促进认知图式的建构、重构或修饰，多采用精制编码方法，一般在练习前预先提供利用;程序性信息强调在练习过程中可直接使用，一般采用促进限制性编码的方法，在需要的时间给予准确的呈现。分任务练习、支持性信息和程序性信息的内化依一定的赖教学环境而实现。现代信息技术提供了可进行空间和时间转换的新形态教学环境，如网络教学平台、虚拟仿真等，另外一体化教室、实验实训室、校内生产性实训基地、校外实习基地等，共同为教学设计提供了多元的教学环境选择。多元的教学环境解放了教师进行教学活动设计的局促性，教师可设计丰富多样的教学活动使支持性信息和程序性信息得以有效呈现，设计多样化的学习活动，使分任务练习得以充分进行，并合成针对复杂技能的训练策略，完成教学设计环节。

1.3 开发过程 主要任务是开发符合职业教育理念、适合线上线下调配的课程资源。

1.4 实施过程 主要是任务是在多元的教学环境中输出教学活动和学习活动，实现知识内化和技能迁移

1.5 评价过程 贯穿教学过程的始终，分为过程性评价和总结性评价两种，根据评价结果评估教学目标是否实现，评估分析、设计、开发和实施各阶段是否有效，指导进一步完善教学设计与实施方案，形成促进教学质量螺旋提升的闭环。

2 工作过程系统化《水质检测技术》混合教学设计和实施的过程

2.1 分析阶段

2.1.1 学习情境分析 水产养殖技术专业《水质检测技术》面向水产生产企业、水产技术服务企业及水质检验检测机构等，培养学生水质检测实用性技能，能够针对不同的养殖环境对各类养殖水质进行采样、检测、分析及调控，进而解决各类实际生产问题。参照工作过程系统化课程开发模式[8]，提炼出4个学习情境，依次是学习情境1：养殖水源水质检测、学习情境2：工厂化养殖水质检测、学习情境3：池塘养殖水质检验和学习情境4：养殖尾水水质检测。

2.1.2 学习者分析 以“学习情境3：池塘养殖水质检验”为例，学习者已经学习了无机及分析化学等课程，掌握了基本化学操作，但未接触实际养殖工作场景，不了解池塘养殖主要水质指标的基本概念、相互关系和检测方法等;学习者对真实情境下的实践学习有很高的兴趣，同时遇到问题善于通过网络寻找解决方法。

2.1.3 复杂性技能分解 基于工作过程系统化设计的《水质检测技术》4个学习情境来自实际工作场景，每一个学习情境可看作是一个整体的复杂性技能，根据技能层级将复杂性技能分解为技能簇或任务组，这里我们采用任务组的形式，如“学习情境1养殖水源水质检测”分解为“感官水质检测、农药类乐果检测和大肠菌群检测”任务组;“学习情境2工厂化养殖水质检测”分解为“水温检测、pH检测和盐度的检测”任务组;“学习情境3池塘养殖水质检测”分解为“溶解氧检测、亚硝酸盐检测、氨氮检测、透明度检测和浮游生物的检测”任务组;“学习情境4养殖尾水水质检测”分解为“悬浮物质检测、化学需氧量检测、总氮检测、活性磷酸盐检测、重金属铜检测”任务组。每个任务组内包含难度相当但具体问题不同的小任务，这是学习任务设计的基础。

2.1.4 复用性技能/非复用性技能及其相关知识分析 以“池塘养殖水质氨氮的检测”为例，分析其复用性技能、非复用性技能、程序性信息和支持性信息。池塘养殖水质氨氮的检测包含水样的采集与保存、水样预处理、氨氮含量检测、氨氮含量分析和池塘养殖水中氨氮的5个环节。其中，“水样的采集与保存、水样预处理”在每个水质指标检测过程中均需使用，属于复用性技能，其程序性信息有直立式采水器的使用、保存水样的冷藏方法和蒸馏法处理水样等;“水样氨氮含量检测、氨氮含量分析和池塘养殖水质氨氮调控”针对氨氮这一新水质指标使用，属于非复用技能，其支持性信息有水中氨氮的概念和性质、水中氨氮的来源和分布规律、次溴酸盐氧化法检测氨氮、水中氨氮的调控方法等。

2.2 设计阶段

2.2.1 学习任务设计 以“学习情境3：池塘养殖水质检测”为例，“池塘养殖水质检测”这一复杂性技能可分解为“溶解氧检测、亚硝酸盐检测、氨氮检测、透明度检测和浮游生物的检测”这一任务组，分析任务组中的每一任务，在水质检测领域都体现了一个完整且有意义的工作过程，根据4C/ID理论，可将任务组中的5个任务转化为5个学习任务;按照灵活序化、学习支撑逐渐消减的原则，可以将5个学习任务序化为透明度检测、浮游生物检测、溶解氧检测、亚硝酸盐检测和氨氮检测，但要注意给予的学习支撑逐渐消减，最终达到学习者可以独立完成学习任务的目标。

2.2.2 支持性信息和程序性信息呈现设计 根据4C/ID模型，以“池塘养殖水质氨氮的检测”为例，针对“池塘水样的采集和保存”这一复用性技能，其程序性信息可以视频的方式呈现在网络教学平台上，以教师的演示呈现在课堂上，确保在学习者需要时给予准确的支持;针对“次溴酸盐氧化法检测氨氮”这一非复用技能，其支持性信息可以任务单、微课、话题讨论等多种形式存在，多在练习前预先提供利用，如推送任务单帮助学习者明确学习任务，推送相关微课用于课前自主学习，参与线上话题讨论用于分析学习任务;课中还可以教师的答疑和演示进行呈现，促进学习者认知图式的建构、重建和修饰;课后推送微视频、企业案例等巩固学习成果，促进知识内化。

2.2.3 分任务练习和教学环境设计 分任务练习强调对复用性技能和非复用性技能的熟练掌握和技能的迁移，根据4C/ID模型理论，转化到实践领域，可采用学生实操、虚拟练习、参照演示等多种方式进行。分任务的练习应充分利用课前、课中和课后各个学习阶段，课前和课后学习的场景应主要以线上网络教学平台为主，课中场景对于校内可实现的，主要以线下的一体化教室、实验实训室或生产性实训基地为主，对于校内不易实现的，可通过远程连线校外实习基地或虚拟仿真的方式进行。以“池塘养殖水質氨氮的检测”为例，针对“水样的采集和保存”这一复用性技能，课前以网络教学平台回顾学习为主，课中以在校内生产性实训基地中进行实操为主;针对次溴酸盐氧化法检测池塘养殖水氨氮这一非复用技能，课前以网络教学平台自主学习为主，课中以在实验实训室中进行实操为主，课后以网络教学平台学习为主;针对“池塘养殖水质氨氮调控”这一非复用性技能，课前和课后同样以网络教学平台为主，但校内很难进行实操，因此利用虚拟实训室（机房）进行仿真练习和远程连线校外实习基地的方式完成。

2.2.4 合成混合教学策略 综合分任务练习设计、信息呈现设计，混搭线上、线下教学环境，以教师和企业教师为主导，以学习者为主体，采用任务驱动法构建教学和学习活动链，合成教学策略。以“池塘养殖水质氨氮的检测”为例合成混合教学策略，如图2所示，教学过程分为课前、课中和课后3段，课前依托网络教学平台，教师推送任务单、微课等形式的支持性信息和程序性信息，学生自主学习，完成相关的测定习题及任务单中有关“资讯-决策-计划”的部分;课中根据实际教学情况，依托生产性实训基地、实验实训室、虚拟实训室（机房），教师或企业教师进行答疑、演示，学生分组进行实操、虚拟操作、远程连线及课堂讨论等，完成分任务训练及任务单中有关“实施-检查-评价”的部分;课后依托网络教学平台，教师推送拓展学习资源并进行在线指导，学生自主学习，完成拓展任务及任务单中“总结”部分。

2.3 开发阶段 开发课程标准、授课计划、教案、课件、任务单等文本资源，开发针对课程技能点和知识点的、便于在网络教学平台上进行调用的微课、操作视频、动画、虚拟仿真和企业案例等数字化资源;选择交互性良好、学习痕迹可记录、学习数据能分析的网络教学平台，搭建结构化的网络课程，适应线上教学应用;线下整合实验实训室、生产性实训基地、校外实训基地和虚拟实训室（机房）等教学资源，配合网络课程，输出教学活动，实现混合教学策略。

2.4 实施阶段 水产养殖技术专业学生入学时随机分班，在第3学期开设《水质检测技术》课程，分别从2017级和2018级中选择平行班级水产1班为实验班，水产2班为对照班，在实验班实施工作过程系统化的《水质检测技术》混合教学，在对照班级实施全线下教学。

2.5 评价阶段 评价贯穿教学设计和实施的全过程，而学生的学习效果是最为直接的评价标准，设计科学的学习效果评价体系是完善教学设计和实施的关键，也是修正教学分析、设计、开发和实施等阶段的重要参照[9]。工作过程系统化的《水质检测技术》混合教学效果评价体系分为课程考核和问卷调查2个部分。

2.5.1 课程考核 制定“过程+终结”和“线上+线下”的量化考核方案。过程考核以学习任务进展情况为主线，包括线上的自主学习时长、习题测试成绩、话题讨论热度，线上线下混合的任务单的完成、教师评价和学生互评。每个学习情境下诸多学习任务成绩累加，取平均成绩，占总评成绩的60%;终结性考核包括线下重点考察知识技能综合应用的闭卷考试和重点考察技能的水质检测技能竞赛，取平均成绩，占总评成绩的40%。对比分析2017级、2018级水产养殖技术专业实验组和对照组学生终结性成绩的差异性。如表1所示，2017级实验组闭卷考试、技能比赛和总成绩平均分分别为79.92、84.92和82.42，对照组分别为72.64、76.84和74.74;2018级实验组学生闭卷考试、技能比赛和总评成绩平均分分别为82.27、85.44和83.86，对照组分别为74.65、78.79和76.72。连续2次教学实施，实验组与对照组学生相比各项平均成绩有明显的提升，且差异极显著（P<0.01）。由此说明，以工作过程为导向的《水质检测技术》混合式教学实施能够显著提升学生理论知识水平和技能操作能力。

2.5.2 问卷调查 针对学习兴趣（Interest）、自主学习习惯（Study habits）、解决问题能力（Progress）和学习满意度（Satisfaction）设计调查问卷，每一项由0～25分进行量化打分，调查问卷结尾设置开放性问题，收集学生学习反馈意见。课程结束后发放发放调查问卷112份，回收112份，进行数据分析，结果如图3所示。从图3可以看出，2017级和2018级实验组学生（T-G）的学习兴趣、自主学习习惯、解决问题能力和学习满意度均高于对照组（C-G）学生。

3 结论

本研究以工作过程为导向，综合ADDIE模型和4C/ID模型等经典教学设计模型，进行《水质检测技术》混合式教学设计，依托网络教学平台、校内实训室、生产性实训基地和虚拟实训室等开展混合式教学实施。实践验证，通过工作过程系统化的《水质检测技术》混合式教学设计和实施，学生的学习效果、学习兴趣、学习满意度等有较大的提高，适应了“互联网+”职业教育的职业教学发展方向，可以为同类职教课程教学设计和实践提供参考。

参考文献

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[2]谭永平，唐春生，刘逸.高职院校混合式课程教学设计的要素与策略[J].教育与职业，2019.（23）：82-86.

[3]王雯，韩锡斌.工作过程导向的职业教育课程混合教学设计[J].中国职业技术教育，2020.（5）：68-78.

[4]李向明.ADDIE教学设计模型在外语教学中的应用[J].现代教育技术，2008（11）：73-76.

[5]范梅里恩伯尔，基施纳.综合学习设计：四要素十步骤系统方法[M].福州：福建教育出版社，2012.

[6]赵健.面向复杂认知技能的训练：四要素教学设计模型（4C/ID）述评[J].全球教育展望，2005（5）：36-39.

[7]刘丽丽.面向复杂学习的整体任务设计研究[D].扬州：扬州大学，2010.

[8]姜大源.工作过程系统化：中国特色的现代职业教育课程开发[J].顺德职业技术学院学报，2014（3）：1-11.

[9]王杨.基于“雨课堂”项目化课程混合式教学的效果与评价[J].职教论坛，2020（2）：70-75. （责编：张宏民）