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凌云諾亞舟互動學習系統環境構建及其教學創新應用模式研究

一、課題組主要成員
  總課題組顧問
  余勝泉  北京師范大學教育技術學院院長、教授、博導
  單從凱  中央廣播電視大學現代遠程教育資源中心主任、教授
  陳紹榮  諾亞舟教育研究院院長、中學語文教學研究會理事
  總課題組組長
  鄭煒  成都凌云諾亞舟教育科技有限公司總經理 教育部四川省電子書包標準重要起草人
  總課題組副組長
  歐陽明 成都凌云諾亞舟教育科技有限公司副總經理
  劉軍 首都師范大學教育技術系碩士生導師、博士
  楊承云 成都凌云諾亞舟教育科技有限公司經理


二、研究目標
 
  通過對教育實際需求的調研,不斷改進、完善凌云諾亞舟互動學習系統,構建一套具有實踐操作意義的教育信息化模式整合的方法與策略,探索其在提升課堂教學效率、培養學生自學學習能力,促進教師教學模式與學生學習方式轉變方面的積極效果。
 
三、課題研究內容
 
  凌云諾亞舟互動學習系統具有以下幾方面功能特色:
  (1)基于強大知識庫的課件在線編輯功能支持資源共建共享
  以諾亞舟知識庫為支撐,教師使用凌云諾亞舟學習資源專用開發工具可以很方便的按照教材的體系架構找到同步素材資源。同時,這些工具都是基于云端的,在資源 的制作過程中,可以很方便的直接引用網絡素材,在資源制作完成后,將會自動保存于云端,方便資源的共建共享。
  (2)基于組件化互動學習資源及互動課堂實現課堂高效互動
  學習內容與學習方式的轉變將大大提升課堂效率。系統提供了基于組件化的互動學習資源,這類資源不僅可以按照需求任意調用組合,而且支持學生觸摸、探究,能幫助孩子實現人與知識的高效互動。互動課堂使教師能夠在課上與每一位學生互動、收發作業、實時獲取答題統計結果,從而實現了教師與學生人與人之間的高效互動。
圖1 組件化的互動學習資源-互動視頻《建黨偉業》
 
  (3)基于學科專業化的學習工具提升自主學習的效果
  針對學科特性,系統設計了不同的專業化學習工具,如針對數學,設計了圖形計算器。圖形計算器資源支持學生觸摸、操作,通過操作后數學圖象動態變化與參數變 化的關系,直觀反映數學原理,可提升學生自主學習效果。如圖形計算器—任意四邊形的中點連線是平行四邊形,就用直觀的方式展示了這一定理。
圖2 支持拖動探究的圖形計算器《任意四邊形的中點連線是平行四邊形》
 
  (4)基于強大的數據采集與分析功能隨時提供教育教學決策
  利用本系統,學生的學習記錄可以完整保留,教師可以查看到學生在哪個時間段用了多少時間完成了學習任務,并且系統支持對答題結果的批改與統計分析,方便教師根據統計分析結果確定教學方案。
  (5)基于個性化班級空間能提供個性化的數字化學習服務
  運用凌云諾亞舟互動學習系統中的學習平臺、家校互通平臺,構建個性化年級空間,為教師、學生提供個性化的數字化學習服務。

 
四、研究結論

  本課題研究自2013年7月立項以來,經歷兩年9個月的研究歷程,課題研究中通過研究與推動優學派電子書包與教學的深度整合中,發現因為優學派電子書包這一新型學習技術的介入與合理化的教學應用,對教師觀念轉變與信息化教學能力提升、教學內容變革、認知工具與學習環境發展、優質教育資源均衡發展、教學評價與教學管理改革方面都有非常積極的影響作用:
  (1)促進教師觀念及信息化教學能力提升
  當前,優學派電子書包集電子備課、資源共享、教學互動、統計評測、網絡空間等核心功能,貫穿于教師的整個教學過程,教師要在此環境下開展自如的教學,必須具備基本的網絡教學平臺的使用、互動云課件的開發、教學資源共建共享、教學任務發布與反饋、教學的數據化評測等能力,更重要的是信息化教學設計與實施的能力。這在很大程度上推動教師的信息化教學能力的提升。
  (2)促進學習內容及學習方式變革
  優學派電子書包提供了豐富的數字化學習資源和便捷的資源獲取方式,學習者可以根據自己的情況,自主選擇學習內容,自由安排自己的學習進度,這為學習者的自主學習、協作學習、探究學習等創造了良好的條件。數字化的資源改變了傳統資源單一文本化的呈現形式,它可以以文本、圖像、動畫、視頻、音頻、虛擬現實等多種形式呈現,可以化靜為動、化虛為實。學習者可以根據自己的興趣愛好和認知風格適當地選取資源的類型,這種多樣化的外部刺激有利于學習者對知識的感知、理解和記憶,這為學習者的個性化學習創造了條件。
  (3)促進學習技術的發展
  隨著優學派電子書包教學應用逐漸深入,在技術與教學多元整合中教學對技術的新需求也不斷迸發,特別是促進學生深度學習的認知工具、交互學習空間、虛擬技術等技術獲得了關注和發展。優學派電子書包為學習者提供多種認知工具,如圖形計算器、互動題板、互動視頻、仿真實驗等,學生可以利用這些認知工具,達到對外界信息的理解和生成,幫助他們自主完成認知活動,使學習者能夠參與高水平、深層次的認知處理任務。優學派互動學習系統中的班級空間為學習者進行交互式學習與共享提供了良好的空間,支持語音、視頻會議、文字等多種媒體手段,能夠支持網絡協作式學習、探究式學習等多種學習模式。優學派互動學習系統中嵌入了理科虛擬仿真實驗室,可為學習者創造一個基于客觀現實的仿真學習環境,使學習者進入仿真的學習場景中,在虛擬現實的學習環境中,學習者不僅是情景的觀察者,而且也是情景的參與者,事件的具體操作者,學習者可以通過觸摸屏對事物進行操作,使事物向著類似于現實的方向發展,讓學習者有身臨其境的感覺,給學習者以直接的經驗,這樣更有利于學習者加速知識的內化和外化的進程并鞏固所學的知識。
  (4)促進優質教育資源均衡發展
  優學派互動學習系統架構在云平臺之上,優學派互動學習系統與教學的深度整合更是構建在一個開放與共享的系統之上,隨著應用的深入,這一平臺將凝聚更多試驗教師的教學智慧、教學資源、教學成果與教學數據,通過網絡共享機制也將在更大范圍內傳播,這對于優質教育資源的傳遞與均衡發展無疑起到了推動作用,向落后地區提供優質教學資源,建立優質資源共享機制。
  (5)促進教學評價與管理改革
  優學派電子書包可以記錄學生學習的時間、學習的內容、提交的作業、提出的疑問、做的記錄等信息,通過對這些信息可以了解學習者的學習進度、學習風格、認知水平、興趣愛好等,教師可以及時有針對性地進行指導,也可以對教學策略進行及時的調整。這些技術的優勢對教學評價與管理產生了深刻的影響,促進“結果性評價”向“發展性評價”轉變,多元化評價得以實現,電子書包促進評價面向全體學生,提升教學管理水平。

 
五、研究成果

  (一)優學派互動學習系統教學整體解決方案
  優學派互動學習系統以提供Web化資源高效開發工具和共建共享機制為突破,利用成體系的或教師自主開發的教學資源滿足課前、課中、課后教學需要,對學生的學習效果進行評價并能提供個性化服務。通過下圖你可以了解優學派電子書包系統整體架構:
圖3 優學派互動學習系統架構圖
 
  優學派互動學習系統以優學派電子書包軟件為核心、配以適當的計算機及網絡硬件環境、豐富互動資源、諾亞舟研究院教研力量、貼身支持服務,實現教師快速備課、師生實時互動、即時評測、資源共享、實時表揚、家校互通等功能,可輕松構建具有互動、探究特性的全新智慧課堂,是一流的信息化教與學解決方案。
  (二)發表文章數量
  在“十二五”課題研究中,我們定期開展論文/文章征集活動,各實驗校的教師在日常教學過程中不斷的摸索、實驗、總結,收獲了很多在教學過程中產生的創新應用模式、多樣的互動形式及使用電子書包得到的心得體會,截止2015年底,我們一共舉辦了三次成果征集大賽,并擇優推薦發表到省級、國家級雜志中進行交流分享。截止課題結束為止,已有20余名教師在國家級雜志上分享了自己的文章。
  (三)教學案例文集
  各實驗校的老師們利用優學派電子書包進行教學研究,通過不斷的思索、鉆研,總結了大量的教學案例。例如:
  1.《口語訓練課例》——課上課下相結合的創新式口語教學
  2.自主交互“1123”教學模式
  3.“導學—互動”教學模式
  4. 優學派電子書包數學口算競賽
  5. 電子書包環境下的高效閱讀
  6.電子書包在小學低年級數學課堂中的應用
  (四)優質課例
  自2013年“優學天下”獨立承擔全國教育信息技術“十二五”規劃重點課題至今,全國項目學校的教師們積極踴躍地嘗試,在日常實踐教學中不斷鉆研、創新應用模式,大批的優秀教師涌入到國家級的競賽平臺中,取得了相當不錯的成績。2014年、2015年新媒體新技術教學應用研討會暨全國中小學互動課堂教學實踐觀摩活動中獲得了優異成績,現已有60余人次獲得該活動獎項,其中成都市玉林小學袁春梅老師執教數學《認識人民幣》,成都市泡桐樹小學西區分校珂藝滔老師執教語文《丁丁冬冬學識字二》,新疆焉耆縣第一小學逄增文老師執教科學《光的行進》均獲得小學組第一名;山東膠州市第十中學王明秀老師執教地理《中國的海洋資源》獲得初中組一等獎。此外,多所實驗校的優秀教師利用教學之便制作了百余堂精品課例,涵蓋了一至九年級的九大學科,這些精品課例被掛入當地教育局資源網站、各項目學校官網或是主流媒體平臺中進行交流展示。
  (五)成果手冊匯編
  2013年8月始,“優學天下”成功舉辦了三屆全國性的課題研討會,地區級研討會達120余場,參會者超過5000人次,匯集了各級教育部門、教育界專家、各實驗學校領導及教師,大家在會上總結課題研究成果,分享教育改革心得,傳遞電子書包項目開展經驗,拓展教師信息化水平。我們定期開展了課題成果征集活動,將教師在教學過程中摸索出的創新應用模式、使用電子書包的心得體會、心路歷程進行展示,匯編成冊后的專刊提供至各地區各實驗校,為大家提供最新的信息化教學的理念,分享最具價值的成果借鑒。
  《課題研究成果匯編》共征集到超300余名教師撰寫的高質量優秀文章,經過專家審評,最后兩百余篇優秀文章被收錄到專刊中,并給予了獲獎教師相應表彰。
  第四期的《課題研究成果匯編》已征集到全國各地教師百余篇文章,視頻課例超百余例。評審專家正在緊鑼密鼓中展開評審工作,結果將會盡快公示。
  (六)課題成效
  《優學派互動學習系統環境構建及其教學創新應用模式研究》被國家教育部中央電化教育館立為全國教育信息技術研究”十二五“規劃重點課題以來,始終本著對教育教學負責的態度,由具有一定教學科研基礎的學校開展互動學習系統教學應用研究,通過教師及其他教育工作者的使用及教研摸索,不斷改進、完善互動學習系統,構建出一套具有實踐操作意義的教育信息化模式整合的方案與策略,探索其在提升課堂教學效率、培養學生自主學習能力,促進教師教學模式與學生學習方式轉變等方面的積極效果。各實驗學校積極踴躍參與,現已有10余所學校通過中央電教館的審核,成為子課題學校并結合本校實際確定了相應子課題的研究方向。
  1、推廣學校數量
  “優學派電子書包”在依托2006年研發的“云學習系統”的基礎上于2012年正式啟動研發,并于2013年開始,在全國范圍內開展相關學校試點工作,正式拉開了在互聯網教育模式下的互動學習系統教學應用的大幕。經過3年的努力,截止至2016年3月7日,全國共落地432所項目學校,使用人數達129181人次;教師備課138555節次;使用優學派電子書包上課課時數達84820次;教師發布的作業累積數為53735次。在各實驗校反復驗證及實踐中,優學派電子書包逐漸成為了支持互聯網教育模式下的最具代表性的產品之一,由我們研發出的互動探究式學習資源的個性化學習系統,得到了教育各界人士的廣泛認可。
  2、學校日常使用情況
  優學派電子書包在全國各地落地后,經過各實驗校、教師的不斷探索、研究、磨合,優學派電子書包已能實現有效地、靈活地支持不同學科教師的教學需求。優學派電子書包除用于語文、數學、英語這些學科外,在需要動手操作很強的學科中如物理、化學、生物、科學等也得到了廣泛使用,除此以外,地理、歷史、音樂、美術等學科的教師也發現了軟件特色,將產品用于這些學科教學中。優學派智慧教育平臺大大豐富了教師的課堂教學形式、在一定程度上提高了教學效率、培養了學生的學生興趣,真正做到了實現多學科的常態化教學目標。其中部分區域學校,如新疆建設兵團第二師華山中學、山西省萬榮縣南街小學、山東省膠州十中及河南省濮陽三種等學校還積極推進電子書包學校項目,引導教師在教學中逐步滲透翻轉課堂、智慧課堂、智慧教學的理念,逐步形成了獨具特色的教育新模式,提升了當地教育信息化水平,成為該區域信息化教學樣板學校。地方教育主管部門對產品高度認可,都已經計劃進行全市范圍內項目推廣,將地區打造成為省級乃至全國具有示范性的信息化項目。
  3、學校發展、教師獲獎、學生能力發展等
  近三年來,陸續有使用優學派電子書包學校、老師、學生頻頻傳來可喜成績。山東膠州十一中學,自2008年以來,在全市二十余所學校期末平均成績排名中長期位列末尾。自2015年9月起,七年級四個班全部使用電子書包教學,同年11月期中考試,七年級平均成績上升到全市第十五名。江蘇泰州張甸初中學2015年9月引進優學派電子書包進行教學,期中考試時三個電子書包班平均成績比非電子書包班學生平均高37分,比入學時提高了22分。河南省濮陽三中,在2014-2015學年下學期期終考試中,優學派電子書包實驗班平均成績比常規班高出4%,三門主科都高于其他班級……除了成績,學生們的整體能力都得到了一定程度的提高。有實驗校的老師反饋說學生們的學習積極性高了不少,上課時認真多了,連平時不主動回答問題的孩子們都變得非常主動了,這是一種非常好的現象。學生還可以利用課外時間與教師進行一對一的交流溝通,解決了很多傳統教學無法解決的問題……興趣是學習的基礎,當孩子用一種熱愛學習的勢頭進入學習狀態,這將為他們的學習之路奠定良好的基礎。

 

 

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