基于OBE 理念的聋校人工智能课程“以赛促学”教学模式

基于OBE 理念的聋校人工智能课程“以赛促学”教学模式

南京市聋人学校  董媛

【摘要】“以赛促学”是以OBE理念为基础的一种教学模式。为了更好地开展人工智能课程教学，聋校信息技术教师可采用“以赛促学”教学模式，重构学生学习方式，搭建以学生为主体的教学框架、探究教学策略，形成高效率的教学体系，培养适应信息社会的、具有综合信息技术能力的听障学生。

【关键词】聋校；OBE 理念；人工智能课程；以赛促学

成果导向教育（Outcomes-Based Education,以下简称OBE），强调课程体系和教学实施所指向的目标必须是学生最终所取得的学习成果，是一种用结果来反向推导学习目标，进而设置教学模式的一种方法。“以赛促学”是以OBE成果导向理念为基础的一种教学模式。它是指在日常教学中，以学生参与比赛并获奖为目的，反向设计并开展课程，针对性的、高强度的辅助学生进行能力演练、探究开发、以达到促进学生核心素养快速提升的目的。

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》提出将“人工智能初步” 作为高中课程选择性必修模块内容，明确制定了课程内容和学业标准。根据新课标的要求，江苏省南京市聋人学校（以下简称学校）开设《初识人工智能》活动课，在开展常规教学活动的同时，为参加南京市中小学信息素养活动人工智能（智能博物）比赛（以下简称“智能博物”比赛）做准备，该比赛要求学生能够运用人工智能技术，完成如物品分类、情绪分类等多个智能文本分类任务，并在此基础上，运用多种人工智能技术，完成场景化的创新设计，丰富产品智能。

学校基于OBE理念，采用“以赛促学”教学模式，通过备赛学习，有效促进了听障学生信息技术核心素养发展。

一、以赛促学教学模式的整体框架

听障学生由于听力缺失，获取信息以视觉为主，具体形象思维能力强，抽象逻辑思维和沟通表达能力相对薄弱。如果采用传统的教师讲授灌输——学生强化训练的模式准备比赛，学生对解决问题的过程体验不充分且对机械认知的原理难以融会贯通、灵活运用，因此，无法根据赛事的动态变化灵活应变地解决问题，难以达成有效提升听障学生信息技术核心素养的目标。因此，结合听障学生的认知特点和比赛要求，遵照OBE理念中的“反向设计，正向实施”原则，构建聋校以赛促学教学框架。如图1所示。

二、“反向设计”的过程与方法

（一）分解学习目标

学习成果是基于OBE理念的“以赛促学”教学模式的起点。“智能博物”比赛的最终学习成果包括：1.依据比赛规则，完成具备物品分类、情绪分类及其他创意拓展功能的硬件作品制作。2.硬件作品在比赛规定时间（150秒）内，完成至少6个物品分类和至少3个情绪分类任务。3.在创意拓展环节，讲述并展示至少一项情境化的创意功能。要达成最终学习成果，首先我们将学习成果转化为学习目标，学习目标是项目下一步有序推进的方向和指南。

我们将学习目标分解并细化为：1.掌握参赛所需的文字识别技术、图像分类技术、语音转写技术等相关人工智能技术的原理（培养计算思维）。2.能够自主寻求恰当的方式，形成完成赛项的方案（培养信息意识、计算思维）。3.能够据赛事要求，利用开源硬件及生活中的物料搭建参赛场景化作品，体现实用性和创新性（培养计算思维、数字化学习与创新）。4.能够使用人工智能平台,编程实现作品的基础性性和创新性功能（培养计算思维）。明确的项目成果和目标驱动指明备赛方向，后继的课程方案、教育教学都要为最终成果服务。

（二）制定学习方案

方案是有效推进基于项目成果的学习目标落实从而支持成果目标高效实现的支持和保障。方案中的每一步都对完成项目成果有明确的贡献。1.遴选参赛队员。遴选具有主动投入的意识、积极探究的能力的学生参与比赛，不以学生的听力情况作为选拔标准。2.规划计划进度。根据比赛时间及现有课时数，考虑参赛队员的学习能力制定教学计划及教学进度（见表1）。3.选择教学策略。强调学生自主探究、能力驱动，教师依据每只队伍的目标和基础，制定不同的学习策略，提供不同的学习支架。4.统筹学习资源。梳理学校的相关资源和支持，让学生以灵活的方式使用各项学习资源，随时进行学习，教师随时提供指导。

（三）实施“以赛促学”教学模式

学习方案制定后，便可实施“以赛促学”教学模式，教师依据学生需求和赛事要求，结合既定的学习目标从掌握知识、培养能力、提升素养3个方面出发，灵活选择并恰当运用策略，引导学生开展自主探究、小组合作，推进学习内容和项目成果的实现。

三、“正向实施”的路径与手段

（一）以项目成果为导向，聚焦学习内容

赛前，老师和学生明确了解要取得的学习成果。围绕分解的学习目标，教师聚焦比赛要求，依据比赛任务遴选学习内容，提升备赛效率。高中人工智能课程中有声纹识别、文字识别、人脸识别等多个知识点，而“智能博物”比赛涉及的知识点只有语音转写、文字识别、机器翻译、图像识别等，教师将这些部分知识作为教学重点，引导学生深入并掌握相关的技能。除遴选学习内容外，教师还进一步整合其他知识，“智能博物”比赛涉及搭建、编程知识，教师在备赛初期梳理教学内容，整合相关知识，在学生自主探究时高效指导，促进学习目标的达成。

（二）以自主探究为中心，指向能力发展

OBE理念改变原有的教师为主体、以结构化内容为范本的灌输式学习模式，形成以学生为中心、以解决实际问题为核心的自主探究学习方式，教师必须转变观念和角色，辅助和引导学生进行非结构化的探究式学习。在备赛过程中，教师采用多元手段辅助学生自主探究，帮助学生达成学习目标，获得学习成果。

1.搭建多种支架，辅助自主学习

依据维果斯基的建构主义理论，学生在从实际水平自主发展到更高水平的过程中，需要教师为学生提供支架，帮助学生穿越“最近发展区”，获得更高水平的发展。支架的形式有范例支架、问题支架、建议支架等。在备赛过程中，教师根据实际需要，搭建适当的支架帮助学生习得新知，提升能力。例如，根据比赛要求给出学习任务单，帮助学生梳理解决问题的思路；带领学生进行图像识别技术等实验探究，帮助学生形象直观地理解理论知识；提供搭建视频范例，启发学生的搭建思路；引导学生绘制流程图，理清编程思路；等等。支架的有效运用能够帮助学生更加深入的理解和内化知识，切实的提高学生解决问题的能力。

2.一对一指导，鼓励大胆创新

在备赛过程中，教师关注和尊重每位学生的想法，鼓励学生将想法转化为作品，例如，在投放物品时，有的同学选择先抓举物品再投放，有的同学选择搭建传送带投放。在学生完成基础任务的同时，鼓励学生进行创新设计，教师根据学生的基础搭建形态，为学生提供一对一指导，引导学生从实际生活情境出发进行创新设计，捕捉学生思维亮点，指导学生用人工智能技术实现创意。例如，某同学设计了产品测评系统，通过人脸识别技术识别人脸表情，从而判断人的情绪，以记录该产品的好评数和差评数。通过师生不断的沟通，学生能够有意识地将技术与实际生活结合起来，创造性地解决问题。

3.及时点拨，化解编程难题

在备赛过程中，学生要通过任务分解、抽象建模、调用人工智能模块、编程与调试等步骤完成赛项任务。这些内容对抽象逻辑思维要求高，对听障学生而言难度大。教师及时关注学生的编程方法和进度，除了引导学生绘制流程图外，教师及时关注学生编程中的难点，及时为学生提供点拨。例如，在编写程序时提升物品分类识别的正确率是赢得比赛的关键，教师提出可以从程序的结构和文本分类模型数据多样性问题入手进行改进和调试，经学生改进后，程序运行正确率和效率得到了提高。当学生遇到难题时，教师及时进行点拨，不仅可以帮助学生顺利开展探究活动，也能建立学生的编程信心。

4.模拟演练，提高答辩水平

由于听力受损，听障学生在语言表达方面存在语序颠倒等问题，因此需要更多的时间进行演示答辩环节的演练。教师指导学生围绕作品的主要功能、亮点和实际应用，自主设计答辩内容。教师组织学生多次进行模拟演练，找出并修正学生语言表达中存在的问题，提升语言表达的熟练度，帮助学生克服紧张情绪。

（三）以多元评价为手段，实现持续改进。

教师基于“成果导向、过程实践”的评价改进思路，采用多元方式进行学习评价。

过程性评价包括自我评价和他人评价。自我评价是指从学生最初的作品设计方案、问题解决方案等方面进行自主评价,以促进自我反思和行为改进。他人评价是指采用教师评价、组内互评、组间互评的多元评价方式，对比实际备赛情况与阶段目标的差距，及时调整备赛方案，帮助学生更全面深入地了解对整体学习情况，汲取他人的优点，激发良性竞争。教师通过开展过程性评价，建立了一种有效的持续改进机制，包括持续改进阶段目标、教学进度、教学方式等，使学习更契合学生的实际需求，达成比赛要求。

成果评价以比赛作品作为最终成果，以比赛的成绩作为成果评价指标。最终的评价考核和竞赛结果相结合，形成课程评价和竞赛评价相互印证的持续改进模式，为教师后续教学的改进提供依据。

四、教学反思

（一）以成果达成为目标，提升学生核心素养。

具体明确的成果是指引学生努力的目标，能够激发学生的学习动力，实现其自我挑战和自我发展，提高学生自主探究的投入度。学生置于自主学习和探究的环境中，通过参与比赛解决问题、展示成果，拓展知识面，了解学科前沿，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新等核心素养，同时提升沟通合作、创新思维等综合能力。

（二）以OBE理念为指导，提升教师教学能力。

基于OBE理念的“以赛促学”教学模式转变了传统的教师主导地位。在备赛过程中，教师由课堂主角转变成学生学习探究的助手和智囊团。教师一直关注学生的进展，在关键点和难点问题上及时给予支持和鼓励，同时通过学习反馈和评价动态调整备赛计划和方案，对后续教学进行改进。在此过程中，教师的教学能力提到提升。

在2023年“智能博物”比赛的备赛过程中，学校采用基于OBE 理念“以赛促学”教学模式促进学生核心素养发展，多名同学在比赛中取得二、三等奖的好成绩。在此模式下，听障学生形成了运用计算机科学领域的思想方法解决问题的意识和思维，逐步养成了自主探究、协同合作、勇于表达的能力。

参考文献：

[1] 姜波.以结果为基础的教育[J].外国教育研究,2003(3):35-37.

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[4]郑成阳.基于 OBE 教学理念——“以赛促学”教学模式的探索与研究[J].才智.2019(12).17.

[5]王建虎，张 惠,龚诗琴 ,张丹玲,童名文.从 PBL 到 OBE：中高职衔接导向的人才培养模式构建[J].教育理论与实践.2022(33).24-28.