基于AISM的项目化学习教学效果影响因素研究

王傲君,李菁昭

(湖北经济学院法商学院,湖北武汉,430205)

一、引言

21世纪以来,教育目标已逐步衍变为培养能适应全球化、信息化、数字化、智能化的新时代人才。2016年《中国学生发展核心素养》总体框架发布,明确以全面发展的人为核心,建立以学生核心素养为统领的课程体系和评价标准,引领课程改革和育人模式变革。[1]

项目化学习作为一种以在做中学解决实际问题为特征的学习方式,通过设计驱动性问题,让学生围绕项目任务开展学习探究活动,实施项目计划、展示项目成果。[2]项目化学习在学习全过程贯彻了核心素养培养的理念,彰显了其独特的优势。与“教师讲、学生听”或者“上课抄、下课背”等传统教学模式不同,项目化学习以真实性的项目场景为依托,以学习目标为起点,引导学生建立已有经验与知识点的联系,实现对核心概念、原理的深入理解和准确把握,不断提升独立认知和解决实际问题的能力,帮助学生学会学习、做人、做事。《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》强调素养导向,注重培育学生在真实情境中解决问题的能力,强调知行合一,倡导做中学、用中学、创中学,突出实践育人。[3]在此背景下,引入项目化学习以助推课堂转型和教学改革势在必行。

目前,国内外开展项目化学习教学有很多实践案例,但存在教学效果参差不齐等问题,因此,研究影响项目化学习教学效果的因素至关重要。然而,影响项目化学习教学效果的因素有很多,各因素之间还存在相互作用,形成了错综复杂的网络关系。本文基于对抗解释结构模型(adversarial interpretive structure modeling method,AISM),将各影响因素视为一个系统,分析系统中各因素之间的关联,建立直观的多级递阶结构图,以进一步厘清主次,阐释影响项目化学习教学效果的根本因素和重要条件,为高效实施项目化学习教学提供理论支撑。

二、影响因素识别及指标体系构建

关于项目化学习的研究主要包括定义及特征、教学模式与方法、教学设计原则、效果评价框架和实施策略等内容,研究思路一般是结合具体学科或课程引入项目化学习方式,分析学生在态度、效率、效果等方面的变化情况。美国巴克教育研究所认为,项目化学习旨在通过复杂、真实的问题探究以及精心设计的项目规划和项目任务实施,让学习者掌握所需知识和技能的一种系统化的教学方法。另外,其还提出了项目化学习的八大“黄金准则”。[4]冷淑君在计算机课程教学中引入项目式学习,创新了教学模式、教学设计和教学评价,并以项目任务为教学单元,通过示范、练习、实训三个层次,实现了课程教学质量和学生创新能力的有效提升。[5]胡红杏提出,要综合运用教学经验和专业能力,整合项目化学习与其他教学方法,为学生学习知识、掌握技能、提升素养和能力提供更多机会。[6]贺慧等人提出,为促进学生核心素养培养,确保在课堂中有效落实项目化学习,就要准确把握项目化学习的取向与方式、设计方法和操作过程。[7]曹新跃将项目学习应用于小学信息技术课程,按照六个步骤实施教学探索,有效提升了学生的综合能力和素质。[8]夏雪梅结合国外研究及国内实践探索提出了高质量项目化学习的四大要素,即素养目标、驱动性问题、持续探究和全程评估,并将项目化学习的设计分为核心知识、驱动性问题、高阶认知、学习实践、公开成果和学习评价六个维度。[9]Morales等人认为,项目式学习在虚拟现实这一信息技术环境支持下,能够最大程度地帮助教师培养学生学习的独立性和自主性。[10]

综上,项目化学习的全过程涉及素养导向、技术环境、沟通协作、成果展示和评价方式等内容。其中,素养导向要求教师不断提升个人综合素养,在教学实践中发挥好启发与引导作用。同时,要加强对教师的相关培训,使其在教学实践中应用项目化学习方法帮助学生更好地理解和掌握知识技能,并开展好学习探究、成果展示、过程评价等活动。项目化学习主要依托小组协作的方式,因此,项目化学习的小组运行,包括人员构成、运作机制等,都会直接影响项目化学习的实施效果。

本文针对项目化学习的核心要素,结合教学实践和关键环节,整理出25个影响项目化学习教学效果的因素。随后向高校骨干教师、教育专家等12位研究者发放调查问卷,最终确定了15个影响项目化学习教学效果的因素。其中,环境维度包括学校相关规章制度、教学设备设施、学习资源3个因素;教师维度包括个性及个人魅力、知识储备、素养目标的设定、项目驱动的案例设计、教学能力5个因素;学生维度包括知识基础、参与的态度及主动性、自主学习能力、团队协作与沟通表达能力4个因素;教学设计维度包括课堂活动组织、课堂氛围营造、评价与反馈3个因素。具体因素指标如表1所示。

表1 项目化学习的教学效果影响因素指标体系

三、项目化学习的教学效果影响因素ASIM建模

解释结构模型(interpretative structural modeling,ISM)是一种系统工程研究方法,主要用于分析复杂系统中组成元素间的关联关系,目的是对系统中的组成元素进行拓扑运算,得出单个层级图,再将层级图组合排列成多级递阶结构。[11]本文引入博弈对抗理念,在结果导向排列的基础之上建立一组对立的原因导向排列,横向比较两个有向拓扑图,综合分析影响项目化学习教学效果的因素,确定影响因素之间的相关性和层次性。[12]模型构建的基本过程如图1所示。

图1 模型构建的流程

(一)邻接矩阵

根据专家对表1的15个影响因素的打分,对所有影响因素进行两两比较。根据下式所示,因素间存在直接二元关系则赋值为1,不存在直接二元关系赋值为0,得到项目化学习教学效果影响因素的邻接矩阵,如表2所示。

表2 邻接矩阵

(二)可达矩阵

将原始邻接矩阵加上单位矩阵得到相乘矩阵。通过相乘矩阵一直连乘,最终可得到可达矩阵,如表3所示。

表3 可达矩阵

(三)层级抽取

对于可达矩阵,其要素Si对应的行值是1的所有要素集合即为可达集合R(Si);对应的列值是1的所有要素集合即为先行集合Q(Si);可达集合与先行集合的交集即T(Si)=R(Si)∩Q(Si)。抽取方法如下。

一是结果优先——UP型层级抽取,即T(Si)=R(Si),将结果要素抽出置于最上层,再依次逐级抽取。

二是原因优先——DOWN型层级抽取,即T(Si)=Q(Si),将原因要素抽出置于最下层,再依次逐级抽取。

具体过程如表4所示。

表4 具体抽取过程

根据抽取规则,结果优先和原因优先的最终抽取结果如表5所示。

表5 对抗层抽取过程

(四)一般性骨架矩阵

在可达矩阵中将回路视为一个点,得到缩点可达矩阵。删除缩点可达矩阵中的重复路径,得到骨架矩阵。将回路要素代替回骨架矩阵,可得到项目化学习教学效果影响因素的一般性骨架矩阵,如表6所示。

表6 一般性骨架矩阵

续表

(五)有向拓扑层级图

根据一般性骨架矩阵中要素之间的关系与对抗层级抽取的结果,可绘制出有向拓扑层级图。影响因素之间的可达关系用有向线段表示,图中的双向箭头表示一个回路,即相互可达关系。下层表示要素的原因,上层表示要素的结果。UP型和DOWN型层级拓扑图如图2所示。

图2 UP型、DOWN型层级拓扑图

四、结果分析及建议

(一)影响因素层级分析

根据UP型和DOWN型有向拓扑图,可得出其因果全系列表,如表7所示。

表7 因果全系列表

从因果全系列表来看,系统中各因素间的层级划分和指向基本一致。因此,可将全部影响因素划分为三大类:根本因素,位于最底层,对其他因素产生影响;直接因素,位于最顶层,其他因素对其产生影响从而作用于整个系统;间接因素,位于最底层和最顶层之间,最底层的根本因素通过其影响最顶层的直接因素。

根本因素集为主要包括S1学校相关规章制度、S4教师个性及个人魅力、S9学生知识基础、S11学生自主学习能力、S12学生团队协作与沟通表达能力。根本因素均位于最高层级,可直接或间接地影响其他因素但不受其他因素影响。其对项目化学习教学效果影响最为重要,在实施教学过程中需重点把控。

直接因素集主要包括学生S10参与的态度及主动性、S13课堂活动组织、S14课堂氛围营造。这三个因素是影响项目化学习教学效果的最直接制约因素,直接影响项目化学习教学效果,其他因素可通过这三个要素影响教学效果。

间接因素集为剩余的因素集合,主要包括S2教学设备设施、S3学习资源、S5教师知识储备、S6素养目标的设定、S7项目驱动的案例设计、S8教师教学能力和S15评价与反馈。这几个因素是实施项目化学习教学的核心,位于中间位置,既受根本因素影响,又对直接因素产生影响,发挥着承上启下、协调联动的“枢纽”作用,在实施教学过程中需要着重考虑。

(二)改进教学效果的建议

一是加大政策支持力度。项目化学习强调在做中学、在学中做,注重对核心知识的理解和掌握,重点聚焦创新性思维、思辨性思维等高阶思维的培养。这对教师和学生提出了更高要求,也对项目化学习的教学实践提出了新的挑战。学校要创造一系列有利条件,建立一系列规章制度和激励机制,支持教师围绕核心素养培养大胆创新教学改革,支持构建与项目化学习教学实践相适应的全过程教学评价体系,创造有利于项目化学习教学实践的软硬件环境。

二是提升综合能力素养。推进项目化学习教学实践,不仅要能准确把握所教知识的本质,更需要创设相应的案例或情境,以进行设计与实施。教师要积极参加项目化学习的相关主题培训,不断强化专业知识,开阔专业视野,促进专业能力的提升。学生作为参与项目化学习的主体,要夯实基础知识和技能,注重提升自主学习、自我管理、团队协作等能力,积极参与项目化学习的全过程教学活动,努力提高学习的效率和效能。

三是加强教学全过程管理。项目化学习教学实践中,要处理好目标、手段、评价之间的相互关系,实现教学目标、教学手段和教学评价的有机统一。教师要积极探索项目化学习多维度评价方式,注重项目化学习过程中育人价值的挖掘与转化,探索针对高阶思维和团队协作能力等重要学习素养的综合考评方式,摸索出一套科学有效的评价工具和模式。

四是强化资源整合利用。要持续建设和丰富资源库,及时学习项目化学习教学实践中的好项目或案例,梳理总结典型经验,构建独具特色的项目化学习案例库和专业资源。要强化资源共享和联动协作,积极对接国家机关、企业、科研院所、教育实践基地等机构,融入项目化学习核心理念和关键要素,不断完善项目化学习教学实践。

五、结语

将项目化学习等新方式、新理念引入教学实践,既是社会发展的迫切需要,又是个人全面发展的必然要求。与传统的解释结构模型相比,AISM模型进行了正反两次的规则抽取,并对两组层次化拓扑结构图进行比较分析最终得出结论,提高了结果的准确性、可靠性。为进一步推进项目化学习教学改革探索,本研究从环境、教师、学生、教学设计四个维度,提出了影响项目化学习教学效果的根本因素、直接因素、间接因素,可为实施项目化学习教学实践提供参考。