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以评促“转”:计算机基础课程的数字化转型
——基于个性化学习的视角

2024-01-05曾翰颖

韶关学院学报 2023年11期
关键词:个性化转型数字化

曾翰颖

(韶关学院 信息工程学院,广东 韶关 512005)

在历经蒸汽化、电气化、自动化时代之后,人类社会迎来了智能化时代。智能化时代以信息技术为基础,通过网络与传感器收集各种数据,借助人工智能与数据分析等技术将其转化为生产力。智能化技术带来了全球大规模的社会及经济结构的改变与调整,在教育领域,其形式与目标也在发生变化,批判性思维、创新能力、人文素养等受到越来越多的重视,其中个性化学习成为未来教育的重要发展方向[1]。

一、问题提出

计算机基础教育是通识教育的重要组成,对培养适应时代发展需要的高层次复合型创新人才具有重要意义。在信息技术发展初期,计算机基础教育以传授各种文化知识和应用操作为主;随着2006 年计算思维的提出,计算机基础教育开始向实操技能与思维能力并重的方向发展,强调借助信息技术来理解现实和问题求解的能力。

进入智能化时代,教育不再以某个具体的学习系统或计算机程序为核心,而是以人的需求为中心,多种形态智能的联通,教学环境智能化、教师教学精准化、教育评价多元化等成为未来教育的重要特征,计算机基础课程的内涵也在发生变化[2]。“教育是社会对你做的事情,学习是你为自己做的事情”,个性化学习越来越受到重视[1]。

个性化学习是教育最大化个别方式的极限,是一种更以人为本、公平和全面发展的教育[3]。个性化学习在学习的价值、风格、过程等方面具有多重性、独特性和终身性的特征,让每个人都有可能自由地发展自己的才能和爱好,其中涉及学习的多个方面。首先是学习内容,不再是预设、脱离学习者而先于学习的过程,学习者自身的禀赋、喜好和需要成为学习内容选择的主导力量。其次是学习进程,在智能化技术的加持下,学习者可摆脱整齐划一的“流水线”的教育模式,转而寻求适合自身行为特点的数字化学习模式,量身制订自己的学习方案与计划。第三是学习成果,传统的教学模式共享同一套知识体系,学生需要给出“正确的”而非“自己的”答案,学习成果不仅是相似和相同的,与学习者之间也多是分离而非合一的。随着人工智能等技术的发展,以收敛性结果为主的教育受到挑战,在学习成果中更多地融入了学习者的情感、价值和期待,将成为未来教学的重要取向。

作为通识教育的重要组成部分,计算机基础课程的内容庞杂、受众面广,既有计算机课程方面的技能知识,也有学生自己专业领域与信息技术相关的内容;既有人才培养方案中制订的标准化规格指标,也有学生个体的不同爱好与发展需要。计算机基础课程的学情复杂,教学活动设计通常以学情下限为参考,导致了压力过大和动力不足同时存在,基础差的学生疲于应付,基础好的学生则又体验不到学习的成就感。在课时不足、统一授课安排的情况下,针对差异化的学习特点和需要,组织开展个性化的教学活动,成为课程进行数字化转型工作的重点问题。

二、教育数字化转型概述

(一)数字化转型的内涵

数字化转型是一项渐进和持续的工作,会伴随教育目标、技术革新、学情状况等因素的变化而不断发展。2021 年联合国教科文组织提出将数字技术应用于教育过程的关键阶段,由原来的“起步、应用、融合、创新”明确调整为“起步、应用、融合、转型”,正式确立了教育数字化转型的主张,意味着教育机构的办学空间、运营方式、战略方向和价值主张,都需从工业时代向数字时代转变,物网空间融合、整合性、开放性、多元化、个性化等成为未来教育的重要特征[4]。

教育数字化转型是以提质增效为目标、以教育新基建为支撑、以教育数据为要素、以数智融合为方向、以系统化变革为表征,是教育高质量发展的新引擎[5]。数字化转型不只是技术的简单应用,它建立在数字化转换和数字化升级基础之上,通过将数字技术整合到教育的各层面,推动教育组织全方位的变革,实现将教育从供给驱动变为需求驱动,形成具有开放性、适应性、柔韧性、永续性的良好教育生态[6]。随着数字化转型的深入,学生对学习的自主掌控程度与学校对社会资源调用范围都会逐步增加,其实质是以技术赋能教育改革,推动教育从学校的阶段性学习向适应社会发展的终身学习转变[4,7]。

1.教育的变革创新

随着全球化的不断发展,人类社会的联系日益紧密,教育目标也在发生变化,需要把人们团结起来,提供塑造以社会、经济和环境正义为基础的、全民共享的可持续未来必需的知识、科学与创新,其中跨时空的交流与合作、知识成果的共享、不平等的消除等,都有赖于教育的变革与创新[8]。同时,发生在学校外的非正式学习与终身学习日益成为了时代发展的需要,这一切都促使教育从目标、形式、产品、结构、服务、流程、组织等多方面做出变革和创新。教育数字化转型是一项系统性的变革,指向了教育的全要素、全过程和全领域,通过与数字技术的融合,最终实现教育生态的重构。

2.数字技术的融合

教育数字化转型不是数字技术在教育领域的局部应用和提升,而是教育全领域、全流程的数字化重塑。初期的教育信息化工作,只是完成了转型所需的数字化基建,教育的底层逻辑仍是传统的,而未来的教育数字化转型将逐步实现以数据为主导的新形态,教、学、管、考、评等,数字技术都会贯穿其中;此外,数字技术还将打破教学的物理边界,不仅是学校和课堂,还包括班级、课程,都会在数字技术的助力下,实现以学习者为中心的个性化学习,并逐步向物网相结合的方向发展,从而极大的延展教学活动的空间与场景,实现数字技术与教育深度而全面的融合。

(二)教学评价的数字化转型

教学评价在教学过程中发挥着指挥棒的重要作用。通过对评价标准的研判,教师和学生能够洞悉教学的意图,借助各种反馈信息调控学习行为,逼近并达成教学设计的目标。以往教师是该过程的主导者,而随着数字化转型的到来,学习的过程和结果逐渐数字化,教师不再是教学反馈数据的最主要来源。当学习者可自行获得更实时和全面的学习数据时,就能实现学习的自我管理,助推学习的个性化。

教学评价的数字化转型包含了多个阶段,最终实现由静态的、终结性评价,向动态、多元化、过程性、基于大数据的评价与反馈转变[9]。相比传统模式,数字化转型的教学评价主要存在3 个方面的差异,见表1。

(1)数据采集。借助互联网、IoT、云计算、大数据等信息技术,实现教学评价数据从静态获取到动态采集的转变。数据不再是人工和阶段性的,具有更多数字化和实时的特征;同时教学信息也从以往教师单向推送,转为师生之间的双向互动,更及时和有效地响应个性化学习与精准化教学的需要。

(2)考评因子。由于技术、成本、时间等方面的制约,教学评价以往只能选取教学过程中的部分离散数据。相比,数字化方式可面向教学的全域性行为,不仅包括直接的学习活动,还包括主体的生理信号等,能更全面地评估教学过程。

(3)判定主体。传统的教学评价主要由教师完成,效率和公平难以兼顾;数字化转型能同时带来减负、保质、增效的作用,实现从单一的人工判断到人机协作的聚合感知,能更精准、实时和全面地反映教学状况[5]。

教学评价数字化转型的目标,就是借助数字化的手段,获取更实时和全面的学情数据,通过对学习者的“数字画像”,为教师开展精准化教学提供依据,促成学习者逐渐形成个性化的自我认知、自我设计、自我激励、自我调控和自我评估的数字化素养,助推学习目标的达成,更好地适应未来社会发展的需要。

三、计算机基础课程的数字化转型

联合国教科文组织将教育数字化转型分为起步、应用、融合、转型等4 个阶段。其中起步和应用阶段的重点是基础设施建设、数字教育资源开发、数字化学习系统部署和教师数字技术教学应用能力普及;融合关注的是数字技术助推教师教学能力的发展及围绕数字化环境开展创新的教学活动;转型着力于融合新兴技术的教育生态重构[4]。计算机基础课程由于学科关系,数字化转型工作开展得较早,需结合前期已开展的转型工作,及未来数字化转型的目标,紧扣教学评价这个抓手,探索“以评促转”,推动课程的全面数字化转型,赋能学生,实现个性化学习。

(一)转型工作的开展及成效

与其他课程不同,计算机基础课程在教学内容、形式和目标等方面,与数字化存在着天然的学科关联。早期开发的网络实训平台、自测系统、案例库等,不可避免地融入了数字化元素,这些工作完善了前期的数字基建与部署,在此基础之上,围绕教学评价开展了一些探索,学习开始包含越来越多的个性化,为全面的数字化转型奠定基础。

1.从简单的数字呈现向综合性的信息反馈转变

尽管初期的教学活动已具备了数字化特征,但呈现的结果实质上还是传统的。学生无法洞察数字背后对学习更确切的指导含义,难以开展更有针对性的个性化学习活动,例如:一个包含10 道题的实验,当成绩是73 分时,学生是应该全部重做,还是将注意力转向其他得分更低的实验?而修改相关数字资源,在教学反馈中添加有关得分明细的内容后,这个简单举措就能带来巨大收益,学生可更有针对性地寻找自身短板与不足,也有效缓解了公共课中普遍存在的课时不足问题。这种逐步细化、深化和综合化的改进工作,是实现教学全面数字化转型必不可少的步骤。

2.从剥离的数字孤岛向嵌入群体的社会化信息转变

教学评价蕴含价值判断,具有社会化特征。当成绩中包含了群体信息后,学生就能更清楚自身的学习状况。表2 为成绩表,新增了最高分、完成比例等信息。当单项得分低于全班平均分时,成绩就会通过下划线来差异化显示,比如实验七,86 分看上去挺高,却低于全班平均分;与其形成对照的是实验五,虽然只有78 分,却超过全班平均分。通过这种社会化的信息反馈,学生就能更精准地找到自身差距,而不是依靠单纯的数字联想和结果推定,激发其对学习自我与持续的改进。

表2 嵌入了社会化信息的成绩表

3.从标准化评价向差异化评价转变

计算机基础课程由于受众面广,生源地、专业特性、经济条件等千差万别,使得学情分化进一步放大。以往一直采取相同的评价方式,无论学生基础如何,都按照考试结果评定成绩。目前一些学校会引入课程的入学考试,这个最初让学生了解学习内容并明确自身差距的考试,却在数字化转型过程中衍生出新的意义,如在课程成绩评定中尝试加入新的评价因子,即学习提升幅度,教学评价的计算办法就变成公式(1):

新的教学评价=(原教学评价结果)*权重1+(期末成绩-入学成绩)*权重2。 (1)

在这个计算办法中,同样的期末成绩80 分,但对入学成绩分别是10 分和70 分的学生来说,却有不同的含义与结果。成绩不再是各种测评分数的简单汇总,而是包含了更多个体差异化特征,学习者的初始状态受到重视,学习也不再是罔顾不同起点而对整齐划一终点的追求,转而变成每个个体从各自原点出发,不断寻求自我发展的过程。按照这个思路,还可在教学评价中加入其它考量因素,如重复练习次数、学习时长等,就可实现更精细化和精准化的过程管理与评价。

(二)未来的转型工作展望

起步和应用只是前期准备,重点是融合与转型。融合阶段的首要工作是教师转变自身的定位,不断让渡学习的主动权,为学生自主与终身的学习赋能,这是一个长期和动态的过程。教师角色应随着教学活动的不同类型、阶段和需要而发生变化,通过各种举措逐步提升与丰富教学的效果和内涵,实现教育生态重构的数字化转型。

对计算机基础课程而言,要继续围绕教学评价设计和开展各项教学活动,充分利用信息技术,提高教育评价的科学性、专业性、客观性,同时要针对不同主体,分类设计、稳步推进,增强改革的系统性、整体性、协同性,精准施教,助推个性化学习的发展[10]。

1.构建模块化的课程体系结构

根据教育部高等学校教学指导委员会的指导意见,计算机基础课程多采取“1+X”课程体系,实施分层、分类教育,满足不同阶段、专业的学习需要。与其他通识类课程不同,如英语、高等数学等,信息类课程由于非高考科目,各地中小学发展极不均衡,教学统一化设置与个性化学习之间存在矛盾,且难以调和,日趋严重。

与此同时,微证书得到了重视,相比传统认证,微证书的学时短,与自我导向及定制的、与职业相关的学习关联度更高[11]。这与当前计算机基础课程的发展与定位不谋而合。随着时代发展,信息技术在社会各领域发挥着越来越重要的作用,使得信息教育与学生自身的专业学习、职业规划等方面的联系日益紧密。构建能满足这种学习灵活性的课程体系,成为课程实施数字化转型的前提。对此可将课程模块化,并在此基础上通过主题式设置,给予学生更多的学习自主权,见图1。

图1 模块化与主题式的计算机基础课程体系结构

模块化是将课程细分为更小的授课单元,每个模块包含所属课程、前导模块、后续模块、课时、学分、考核方式等信息,学生可根据需要选择模块的组合,无需覆盖课程所有知识点,使得课程设置具有了更多的灵活性,同时也避免由于课时等资源不足,而在分配时“撒胡椒面”式的做法。进一步的,可实现跨课程组合,当学习的需要涉及多门课程时,可选取不同知识模块,并以主题的方式进行呈现,其中包含相关知识模块、学习安排、考核标准等信息。主题可以是教师预设,也可是受限制的学生自行设定,通常围绕专业、兴趣展开,满足不同情景下各种学习的需要。

课程被细分和重组成模块与主题后,学生可根据自身的学习基础、专业发展、兴趣爱好等不同需要选择相应内容,或者从模块库中自行组合,最后只需通过相关模块的考核,且总学分达到培养方案的规定即可,初步实现个性化学习,其中涉及的教学管理,如对理工科是否必修程序设计模块,学生自行组合是否需要审核等,则需要相应的教学管理平台作为支撑。

2.开发教学评价驱动的数字化平台

为支撑新课程体系下的数字化活动开展,实现教学目标、内容、活动等在物理和虚拟空间中的重新优化组合,将教学资源、过程向虚拟环境转移,赋予学习行为更多的时空灵活性,以模块化、差异化、精准化的供给方式,向学生提供经过定制的教育内容,协助其制订个性化的学习方案,需要一个新的教学平台,见图2。

图2 基于教学评价驱动的数字化教学平台

在这个平台中教学评价成为整个学习过程的驱动力,通过动态采集与交换各类数据呈现全域性的状态信息,并在人工智能、大数据等技术的加持下,构造更全面、实时的学习者“数字画像”,为个性化学习和精准施教提供依据,测评主体向人机协作方式进行转变,更好地维护教育公平,助推个性化学习的发展,在此过程中教师和学生的角色都发生了变化。

对教师而言,当教学工作更多地从物理空间向虚拟空间转移之后,教师将不再完全掌控学习的主导权,而向组织者、督促者和支持者转变,这种多重角色会在不同教学情境中往复切换。在初始阶段,通过组织采集学生的基本数据,如问卷调查、摸底测试等,完成对学生“数字画像”的描绘,并结合教学目标,协助其制订个性化学习方案;学习开始后直至结束,教师可根据平台提供的反馈数据,发现学生存在的问题,及时主动地介入,协助和督促学生按照预定计划完成各项学习任务。

数字化转型成功的重要标志之一,是学习者对于学习的掌控程度。对学生而言,依托数字化教学平台就可减轻对物理环境及教师的依赖,通过测评与学情分析模块,实现对自我的“数字画像”,及时了解自身与学习目标之间的差距,获得有针对性的教学指导与建议,学习不再是等待和被传授的过程,可按照自身的特点和需要来确定学习内容、计划,探索更具发展潜力的知识技能,培养自主学习的能力与习惯,为终身学习奠定基础。

借助数字化教学平台,学生就可更多地按照自身需求调集学习资源,打破现有壁垒,实现教育数字化转型的目标。首先被打破的是课程之间的壁垒,随着模块成为更为基本的教学单元,无论是教师指定,还是学生自选,课程间的界限不复存在;随之被打破的是班级壁垒,由实体转向虚拟,以往按专业、年级等进行分班的形式,将被由学生自主选择的主题式学习取代,选取相同主题的学生将构成虚拟班级,再参与统一组织的学习活动,实体教室的边界也因此受到挑战,教学将向混合学习模式转变。

3.探索面向数字化的教学模式和方法

教师借助数字化创新教学的实践能力薄弱,是当前教育数字化转型面临的主要挑战之一,包括将数字技术融入教学的意识和素养,通过数字技术创新教学的能力及未来与人工智能教师协同开展教学的能力等[4]。数字化转型不是简单地将教学活动从线下转移到线上,而是要从界限明显的O2O(Online To Offline)模式,向线上与线下并行的OAO(Online And Offline)模式过渡,最终实现线上线下无边界、功能一体化、时间和空间跨度缩小的OMO(Online Merge Offline)模式[12]。通过支持学生参与、驱动教学活动、联通技术与教学,来打破传统教育中以学校为主体的格局和以教师为中心的模式,将线上与线下、虚拟与现实中不同结构、层次、类型的数据贯通,形成融合的教学生态,助推个性化学习发展。对计算机基础课程而言,教师需要提升两个方面的能力。

首先,当教学逐步向虚拟空间迁移之后,将会产生大量的学习数据(见图2),其中既有各种成果数据,也有学习过程的状况数据,它们是构成终结评价和过程评价的主要来源,从中挖掘出对教学有指导意义的结果,成为数字化转型中教师需要着重提升的能力之一。一方面,当教学更多依赖学生的自主和自觉之后,教师要能及时发现需要帮助和督促的个体,提供有针对性的指导;另一方面,要从群体和历史的大数据发现整体性的学习规律,构建基于数字化的行为模型,为后续大规模教学活动的调整提供数据支撑。

其次,数字化转型有助于教师摆脱繁重的事务性工作,将重心转向更具创造力的教学活动。在智能化技术迅猛发展的今天,创新教育的价值日益凸显,人们越来越重视以问题为导向的教学,通过寻找共同关切的问题,在协作中探索更具发展性的解决方案。在此过程中,发现和解决问题的能力、创新能力、团队协作能力、人际交往能力、知识与技能的综合应用能力等,这些在智能化时代需要强化的知识技能都将得到发展。

4.强化物网融合的数字化课程思政

教育数字化转型的终极目标是推动教育从学校的阶段性学习向适应社会发展的终身学习转变,“人人皆学、处处能学、时时可学”,最终建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。在这个过程中学生被赋予更多调动学习资源的能力,如何合理地使用这种自主权,避免信息犯罪、知识侵权、学术不端、行为失范等情况的出现,培养学生正确的技术伦理观念,成为计算机基础课程进行数字化转型过程中重点的思政教育内容。

针对转型过程中思政教育存在学情不明、教学方法单一、评价欠精准等问题,可利用信息技术手段构建一个包含学校、专业、教师等3 层次的课程思政实施框架[13]。其中除了加强顶层设计、专业分类推进等措施之外,重点是增强教师数字化应用意识,提高教师数字化实施能力。通过数字化教学平台(见图2),全面采集学习者线上和线下的各类数据,构建多模态的数据集,完成对学习者的个体特征、认知学情、价值表征等方面“数字画像链”,塑造专业教育与思政教育高度融通的能力栈,最终实现“专思融通”的课程思政目标[5]。

不同于传统教学,数字化转型后的教学空间发生了变化,思政教育主阵地向物网融合的虚拟空间转移,传统课堂言传身教的复合式输出,被脱离具体情境的图文声像取代。思政教育是一种价值教育,不只是简单的概念传递,必须从情感出发,依赖于与具体的生命体验、感受相结合,是个体生命觉醒、心灵成长和情感精神世界充盈的过程[14]。当情感传输的管道变得单一而同质化时,教师必须充分利用OMO 模式中的多种教学空间,将真实课堂、在线直播和自主学习等形式结合起来,发挥各自特点,通过有针对性的教学设计,激发受众的强烈感受,在共情中实现对于价值观念的塑造。

计算机基础课程要依托数字化教学平台,坚持学校教育与自主学习共举、技术能力与价值塑造并重的实施原则,强化基于数据驱动的课程思政评价,充分利用智能化技术,更精准地掌握学生的学情基础、个性需求和价值取向,挖掘不同场景下行为数据与课程思政目标的关联,深化人机协同的全场景教学活动,通过全过程的数据分析与多元化的评价模型,持续引导学生的思想观念和价值取向转变,推动学生从认知到情感再到行为产生的发展。

四、结束语

党的二十大报告中提出了“推进教育数字化”,表明教育数字化转型对实现教育高质量发展的重要意义[15]。教育数字化转型不是局部的调整或改进,而是一项全局性工作,是多重原则共同作用下的结果,问题驱动、理念引领、系统进化、创新突破、价值评估、迭代优化等多个实践过程交织在一起,借助数字技术,最终实现校校、校企以及与其它利益相关方之间的互通,通过在专业、课程、师资、设施、服务等方面的资源共享,最大化地利用全社会的教育资源,谋求更高质量人才培养的目的[4,6]。

这项长期、持续和系统性的工程,涉及了教学活动的各方面,其中教育生态的重构需要教师实现理念的蜕变,从组织层面保持行动的一致,因此除了明确的战略规划、行动标准、管理制度和资源协调方式之外,还需制定相应的行动计划来指导实践,减少试错成本[16];同时教育数字化转型本身也是一项创新活动,教学团队的创新氛围、集体创新效能感、团队领导等都对转型工作有着重要的影响,要通过组织规范和实践活动,塑造支持创新的氛围,容忍创新尝试所产生的风险,为转型提供组织保障,打造更开放、更以人为本、更平等及更可持续的教育。

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