建设区域性教学技术创新与课程研发协同中心的实践探究

黄强

◆摘  要：在积极肯定教育现代化有效刷新了学校教育的软硬件面貌，为培养具备核心素养的人才打下了坚实基础的同时，我们也要客观认识到，不少地区与学校因需求分析缺失、定位不明、“建管配用”水平不高，造成了教育资源的浪费或错位。鼓励区域依托优势学校建设资源协调共享中心，有利于增强需求分析意识、提升协同发展水平，有效解决两个“错配”。义乌市树人中学以学院体制建设区域教学技术创新中心与课程研发协同中心，在技术、设备、师资、课程等重要资源的区域协同发展上做了有效实践。

◆关键词：教学技术创新;课程共享;协同发展

一、从两个“错配”由来的思考与实践

两个“错配”指的是“好课堂”错过了“好技术”“好师资”错过了“好课程”。随着教育信息化工程的有序推进，各类学科教室、实验室、创新实验室陆续在学校中落地，极大的改善了学校办学条件。同时，我们也要务实的看到，鉴于资金、场地、配套师资的限制，学校在选择配备学科教室与创新实验室的种类与规模上多以小而精的原则为主，这也符合单个学校做强优势学科、实现特色发展的发展理念。

客观上，我们也要认识到，小而精的学科教室资源所支撑的学科较少、所服务的师生群体较少，事实上造成了在单个学校办学体中教育资源的不均衡分配。为此，树人中学作为区域STEAM教育领航学校，着手实践探索建设一个能够为区域教学技术创新和精品课程研发提供服务并解决资源错配问题的协同中心。

二、雙向发展，四维支撑，强化协同，以服务解决“错配”

义乌市树人中学创新管理机制，采用学院体制导师制工作坊模式管理体系组建“鼎新学苑”，致力于实现两个方向的发展：方向一：建设“区域性的教学技术创新中心”，从四个维度去支持课堂改革;方向二：建设“区域性的覆盖K12的课程中心”，常态化的开发课程，打磨配套的教学资源，推进课程群建设，加强共享，实现对区域内STEM课程资源的有效补充。

三、聚焦技术理念运用的层次问题

教学技术创新的应用对象是学科教学，依靠的主要途径是技术的创新应用，而我们认识到技术对学习的作用层次从低到高可分为：平行移动、提质增效、增加纵深、互联互通、学科融合，为此，我们需要认真探究技术的参与形式、时机等因素，避免盲目的堆砌技术元素。

典型问题一：在一次全市性的生物学科教研活动中，教师开设了一堂《肌肉电信号的获取与分析》知识探究课，课堂教学理念高超，环节紧凑，教学氛围良好。美中不足的是学生的学习动机在一个环节中受到了极大的削弱，这就是实验探究环节。该课教学中，教师选择了传统的实验方式，如图1：

从当堂课的实际效果来看，该实验有几方面不足：①对实验材料要求较高，实验要求必备若干一定活性的肌肉组织，该因素较难保障，导致实验成功率较低;②现场卫生环境等因素对课堂实验连贯性影响较大，该实验用品还涉及到一些药剂，对课堂卫生、安全也造成一定压力;③实验数据不稳定不可信，对学生开展科学探究活动支撑不足。总体来看，粗劣的实验体验对学生理解生物学课价值产生了消极影响。

典型问题二：在一次校内公开课中，物理学科教师展示了《光的偏振》示范课，同期，通用技术学科教师开设了《人机交互关系》示范课，两节课的教学设计均优质精巧，课堂教学高效。稍显欠缺的是两个方面：①学生的实践体验不佳，学生对于光的偏振的理解是建立在教师的板书作图，对于人机关系的感受来自于视频素材，可见，课堂中人与知识资源的关系是僵化的，对知识的外延探究支持力度是不足的。②知识边界固化。两节独立的课程，所讲授的内容都属于当前同一热门技术应用的基础知识部分，学生缺少项目式视角统整知识的体验。

四、开展教学技术创新和课程项目式整合的实践探究

案例《肌肉电信号的获取与分析》与《简易3D眼镜的设计制作》，是义乌市树人中学鼎新学苑“建设区域性的教学技术创新中心和课程研发中心”的实践代表作。案例中，多学科就围绕如何改善“生物电信号”的知识呈现形式的教学难点开展了研究实验;通用技术、物理学科与信息技术学科就“光的偏振”“人机交互关系”的知识探究开展了融合教学。

（一）教学技术创新案例——《肌肉电信号的获取与分析》

1.项目分析

本案例将着力点放在“创新学科知识呈现形式”上，创新“生物电信号”的呈现形式，以互动化、数字化的图形形式帮助学生探究理解。

2.教学目标

（1）知识与技能：学生应能理解、掌握生物学科神经兴奋信号产生与传递原理;应能通过实验探究深度理解肌肉运动与电信号之间的关系。

（2）过程与方法：通过生物学科知识讲授，落实生物神经信号生成原理的学习;通过了解开源电子产品与互动实验探究，视觉化呈现肌肉电信号，提高学生建构知识的水平。

（3）情感态度与价值观：通过多学科融合教学，帮助学生从理论与实验探究角度思考问题，帮助学生形成积极向上、创新发展的情感意志。

3.教学准备与课时安排

教研准备：由生物学科、信息技术学科开展STEM混合教研活动。课时安排：课时1：《生物电信号的生成原理》课时2：《肌电传感器工作原理与实验实操》。

4.案例实施过程

课时1《生物电信号的生成原理》

（1）情境建立，导入新课：教师展现当前医学界对于生物电信号的应用研究以及产业化现状。

（2）问题引导：教师邀请学生代表谈谈对生物电的现有了解，并发散性的想象人类如何更好的利用电信号。

（3）重点教学：教师完整规范的展现生物神经兴奋与电信号的关系、从理论角度展现兴奋电信号的传导全程。

（4）难点知识：依托于探究学习形式，教师提出探究问题：电信号的强弱、周期等属性与人体肌肉运动的关系。

课时2《肌电传感器工作原理与实验实操》

（1）问题引入：信息技术学科教师展现当前领先的传感科技成果，介绍本课时中DF肌电传感器的属性特点。

（2）重点知识讲解：由信息技术学科教师展现完整的开源电子设备搭建过程、简易编程过程以及数据往返过程。

（3）学科融合探究：信息技术学科与生物学科融合，开展实验，依托于编程与开源电子优势，将肌肉电信号以图形的形式呈现。

（二）课程融合项目案例——《简易3D眼镜的设计制作》

1.项目分析

本课程是基于“信息技术+”模式的项目式学习案例，是将物理学科教学与通用技术学科教学做有效统整融合教学的成功实践，将两个学科中属于同一热门技术应用的基础知识部分通过项目的形式整合

2.教学目标

（1）知识与技能：学生应能理解光的偏振原理;应能从理论出发解释3D眼镜成像原理;应对人机交互设计原则有一定程度认知。

（2）过程与方法：通过物理学科知识讲授，落实光偏振原理的学习;通过了解典型产品优缺点，使学生养成批评性思维，进而指导自身有关人机交互设计原则的知识建构;通过3D设计与打印实践，达到学以致用的效果。

（3）情感态度与价值观：通过多学科项目式教学，帮助学生从产品角度思考问题，帮助学生形成社会性、全人性的情感意志。

3.教学准备与课时安排

教研准备：由物理学科、通用技术学科、信息技术学科开展STEM混合智慧教育教研活动。课时安排：课时1：《光的偏振原理》课时2：《人机交互设计原则》课时3、4：《3D眼镜设计建模与成型》

4.案例实施过程

课时1《光的偏振原理》

（1）情境建立，导入新课：教师展示热门科技产品3D眼镜，并邀请若干学生现场体验，各自畅谈使用感受。

（2）问题引导：通过邀请学生谈谈使用感受，引出探究点，即“左眼内容与右眼内容不一致”，催生教学活动。

（3）重点教学：教师借助多媒体素材，从抽象角度完整演示光的偏振过程。

（4）难点知识：依托于探究学习形式，教师提出探究问题，帮助学生识别偏振类型。

课时2《人机交互设计的原则》

（1）问题引入：通用技术学科教师明确3D眼镜主题，展现当前主流产品，邀请学生对分别予以点评。

（2）重点知识讲解：由通用技术学科教师讲授如何从材质、稳定性、安全性、艺术造型、附加值等角度去解读人机交互设计层次。

（3）学科融合探究：信息技术与物理、通用技术学科融合，开展项目式学习，依托快速成型技术，将产品创意以实物的形式呈现。

课时3《3D眼镜的设计制作》

（1）问题引入：总结物理学科中对偏振光仓的要求与通用技术学科对眼镜人机交互设计的要求，向学生明确项目目标。

（2）重点知识讲解：solidworks软件拉伸技巧与建立光仓、薄壁技巧与安放偏振片、软件填充密度设置与产品重量。

（3）学科融合探究：信息技术学科与物理、通用技术学科融合，开展项目式学习，依托于3D建模与激光切割等快速成型技术，将产品创意以实物的形式呈现。

五、成效和经验

目前，树人鼎新学苑以“两个中心”为建设目标，在队伍建设、理论研究与实践积累上取得了一定的成绩。学苑现培育有地市級教育信息化专家、133创新人才、市STEAM导师、中国人工智能学会中小学专业委员会高级会员等;出版专著《人工智能—智能硬件与编程》ISBN 978-7-213-08084-5、设计开发省市级精品课程5门、金华市普高推广课程1门;服务省级优质课2课时，地市级公开课7课时，6项创新实验获地市级一、二等奖，学校入选浙江省首批50例STEAM经典实践样态，学苑获评市首批STEAM教育基地。

六、进一步发展的思考

随着软硬件建设投入的加大与实践经验的积累，学校将把研究重心放在如何服务多学科融合智慧教育及支撑核心素养课堂的问题上，进一步研讨如何优化机制，提高站位，将自身的发展优势转化为区域优势，积极承担区域内各级各类教学技术创新的协同需求，支持范围更广、融合程度更深的多学科融合实践活动，以丰富差异的需求促使自身深度发展。