教育技术本科生创新思维培养研究

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摘要：本文基于ATDE创新教育理论，以程序设计类课程为教学阵地，对教育技术本科生创新思维培养做出了相关探索与实践。创新思维是高级的问题解决活动。培养学生的创新思维更多体现在对学生解决问题的策略应用方面。对此，本文通过给出的案例，从不同角度详细介绍了程序设计类课程对培养教育技术本科生创新思维的实施对策，以期对提高本专业建设做出有益的探索。

关键词：程序设计；课程；教育技术；本科生；创新思维；研究；实践

一、引言

随着社会对新型复合人才需求的不断提高和教育信息化建设的不断推进，培养学生的创造性思维能力，目前已成为一个全球性的问题。创新教育是我国高等教育的核心目标，是先进的教育理念的代表，创新思维能力培养是创新教育的关键所在。[1]所谓创新思维，从心理学的角度一般认为是一种高级的问题解决活动。这种问题解决的活动在学习者认知能力方面则更多地体现在对解决问题的策略应用上。因此，努力培养学生的创新思维就是发展学生的问题解决能力、并让学生在解决问题的过程中学习知识、获得各种思维技能，是教学的一个重要目标。普通高校师范类教育技术学专业作为新时期教育教学信息化改革的主力军，对于未来教育理念革新、教学方法升级肩负着重要的任务。何克抗认为，教育技术学的逻辑起点应当定义为“借助技术的教育”。[2]显然，这一专业定位对专业人才的要求就更加明确：学生必须掌握优化的问题解决策略，具备创新思维。目前，在现有的教育技术本科生培养体系中，程序设计类课程在引导学生思维、启发学生灵感方面具有独特的作用。因为程序设计本身就是运用特定的计算机编程语言，根据设计者构思搭建的逻辑来实现既定目标的思维过程，是一种问题求解过程。即人们通过使用问题领域知识来理解和定义问题，并凭借自身的经验和知识去选择和使用适当的问题求解策略、技术和工具，将一个问题描述转换成问题解的过程。从本质上讲，就是算法的综合体现。如图1所示。图1教育技术程序设计类课程创新思维培养模式美国计算机科学家克努特（D.E.Knuth）指出，“一个受过良好的计算机科学知识训练的人知道如何处理算法。算法知识是一种具有一般意义的智能工具，必定有助于对其他学科的理解，不论化学、语言学或者音乐。”[3]显然，对于教育技术学这一多学科交叉专业，引导学生学习算法并以此培养他们问题解决的创新思维是必要的。必须指出的是，在教育技术本科人才培养体系中，多媒体教学软件设计与开发是一门以ActionScript3.0为主体内容，培养学生开发交互型教学软件的专业主干课。对于引导学生的创新思维方法，提升问题解决能力具有重要作用。[4]笔者从事多年该课程的教学，也不断探索其对学生创新思维培养的经验和实践模式。本文将基于此，对教育技术本科生创新思维的培养做探讨。

二、培养创新思维的理论基础及要素分析

1.陈龙安的ATDE理论模型。关于创新思维的培养，学界有很多不同的理论视角。对于学科课堂教学角度的创新思维培养，陈龙安先生提出的ATDE理论对于学生的创新思维教育做出了更多详尽的阐述，对于教学中的实践也给出了强有力的理论指导。台北实践大学教授陈龙安先生认为，所谓创造性是学生在原有知识及经验的基础上，在宽松的环境下，通过创造性思维而产生“不同而更好的想法”的一种能力，可以透过教学加以提升与培养。[5]他认为创造性教学是教师在支持性的环境下，运用启发创造思考的“问（asking）、想（thinking）、做（doing）和评（evaluation）”四组教学策略增进学生创造性一种教学模式。简称ATDE，谐音“爱的”，所以又称为“爱的”教学模式。其基本内涵如下：问———问题，教师设计或安排问题的情境，提出创造性问题，以供学生思考。当然，问也是双向的。即学生也可以向教师提出自己的疑问或猜想；想———思考，有效的思考决定于思而有所得。也就是学生自由联想，并给予学生思考的实践，以寻求创意；做———活动，教师利用各种活动方式，让学生做中学，从实际活动中寻求解决问题的方法；评———评价，师生共同拟定评价标准，选取最适当的答案，使创造思考由萌芽进入实用的阶段。陈龙安先生从学校教育的实践出发，综合了多种创造性教育理论，所提出的ATDE模式具有很好的启发性和实用性。尤其是他倡导要构建和谐开放的学习环境，通过问、想、做、评四个环节，为学生多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用，有利于促进学生形成自主学习的习惯和良好的学习策略，培养创新精神和实践能力。2.程序设计类课程中ATDE模型的教学要素分析。结合对陈龙安先生的创新思维培养模型各要素内涵，我们对在教学实际中应用该模型的各部分要素作出进一步阐述。首先，“问”在ATDE模型中被安排在首位，究其本质，问题是给定信息与要实现的目标之间有某些障碍需要加以克服的情境。它是创新思维培养的导向，也是学习在认知层面的终极目标。问题是在对学生开展创新思维培养过程中的引擎。一方面，由教师提出的问题，不仅需要向学生阐明必要的给定信息，问题结果的状态描述，而且还要明确在解决过程中种种需要解决的因素。教师通过向学生提问，特别是提出创造性的问题，就是在激发学生开启创新的灵感；另一方面，学生提出的问题则可以是个人的疑惑，也可以是对问题的进一步猜想；同时，学生也被鼓励向教师提出个人的疑问，这不仅期待教师给予解答，而且在全班也会引起思维共鸣。在师生问答互动过程中，学生的创新思维逐步得到启迪。其次，在这个模型中，“想”发挥着重要的作用。这是训练学生形成创新思维的助推器。在实际教学中初始阶段，教师通过安排合适的案例，给学生预留足够的思维空间，已经是对创新思维的引导。同时，在课程进行到后一阶段，教师又根据既有解决方案向学生再度提出尝试其他解决办法的教学要求，无疑对学生的发散思维是一次强化。需要注意的是，这一环节需要教师既要充分体现教学主导性，又要把握好操作性的度的控制。对于教学中的结构不良的问题往往需要教师积极运用启发手段，及时给出必要的指导。而对于结构良好的问题，则要给学生留出充足的思维空间。再次，虽然“问”和“想”是整个模型的前导，但“做”则是具体的落实和检验。教师在课堂教学中根据学生的学习进度和表现安排各种活动，让学生把课堂所学的内容及时加以应用，寓教于乐。例如，教师可以根据学生分组，安排课内的“项目招标”，让提供最优解决方案的学生小组“中标”。这不仅锻炼了他们的小组合作意识，而且在整个活动中更能激发他们启动“头脑风暴”，竞相提出优秀的问题解决方案。同时，学生也应积极参与，让他们对问题的整体构思与解决方案进行大胆尝试。树立不怕失败的信心和百折不挠的意志。通过不断地实践训练逐步形成创新思维。在教学中，我们充分利用课堂实践环节，组织学生积极参与课堂活动，努力让每位学生获得做中学的综合体验。最后，“评”作为该模型的最后一个要素，也是一般教学设计的末期工作，对于培养学生创新思维也不可忽视。在ATDE模型中，评价不是教师单方面的操作，而是由学生积极参与的共同工作。师生双方对于学生完成的项目作品共同评价，让学生的创新思维得到训练和培养。例如，让学生找出个人作品在整个设计中的思维过程和整个作品的设计缺陷。同时，组织其他同学提出更加优化的解决方案。当然，在这个环节，教师也可以积极发表意见，供学生参考。把“评”变成激发学生生成创新思维的转折点，促使他们在发散思维与聚合思维的灵活转换。总之，ATDE中的四个要素相互关联，相互依存，对培养学生创新思维意识和能力具有重要意义。在此四要素中，“问”是创新思维产生的催化剂，对随之展开的“想”起到了激励和引导的作用；而对于学生业已产生的好办法、新主意予以实施的，则体现在“做”的环节。这不仅为学生实施个人创新思维提供了实践平台，也同时获得了检验创新思维可行性、正确性和高效性的机会。一旦他们的创新思维获得实践肯定，将得到教师和同学们的好“评”，从而进一步得到强化。同时，这种强化也为后续的创新思维成长酝酿着新的力量。

三、培养创新思维的教学实践

根据我校教育技术学本科专业2019版人才培养方案，程序设计类课程主要以面向对象程序设计、多媒体教学软件设计与开发为代表。这两门课程对于训练学生逻辑思维、激发创新思维具有难以替代的作用。为进一步探讨ATDE创新思维培养模型，我们以开设近十年的多媒体教学软件设计与开发为例。通过教学案例的方式予以论证。这门课程计划开设在第五学期，是个性教育模块中教学资源开发方向的重点课程。根据既定的教学大纲，本课程在于培养学生综合运用教学系统设计思想与方法的基础上，熟练运用AS3.0开发交互型教学软件。通过本课程的学习，学生不仅应具备独立设计、开发交互型教学软件的能力，而且还应初步具备创新思维解决问题的学科素养。本文列举两个整合ATDE创新教育思想的课程实例，用以简要说明ATDE的具体教学应用过程。案例一：图片浏览器[6]1）问题简介：图片浏览器是常用的图片浏览工具，但是如何通过程序将其实现，对学生既有兴趣又有挑战。2）问题分析：在教学中，我们已经给学生讲解过显示对象类（DisplayObject）对显示对象各种控制方法。但是，图片浏览器从程序实现的机理上则是对于不同层次显示对象的显示优先级别的控制。需要注意的是，显示对象类采用了一种层次化的结构，该结构更易于创建显示对象子类、方便深度管理。3）ATDE创新训练：鉴于显示对象类的工作特点，本例中教师向学生提问本例需要解决的关键问题。即如何控制不同深度下子类对象的显示。这是ATDE模型中“问”的重要体现之一。除此之外，还要向学生提出如何处理显示对象和舞台（Stage）的关系。这两个问题是学生必须面对的，同时也是ATDE模型中执行“想”的重要环节，即通过何种方法可以解决各图层显示对象的优先级自由调用。当然，学生的思考并非是孤立的学习环节，而是与教师已经设定的教学活动共同展开的。学生按照分配好的学习小组，积极考虑解决问题的方案。同时，为配合这种创新教学训练，教师在教学管理方面也给予学生较大力度的奖励性加分。这样可以较好地鼓励他们积极投入到学习和思考中来。本例中，只有关联好“问”和“想”，才能帮助学生真正落实“做”。毕竟，将形成的思维落实到程序代码中才是关键。经过学生小组间展开的“头脑风暴”明确了通过语句实现各层次图片元件显示优先级的控制与调用；在随后的教学环节中，学生在机房环境中，每人一机，独立构思，在前期一系列的创新思维训练后完成最终的程序设计。这让他们的效能感和自信心得到极大提高，进一步增强了他们运用创新思维的意识。必须指出的，教师与各小组代表对给出的解决方案共同予以评价，并由教师做统一总结。这些教学环节对于学生灵活运用课堂所学具有积极意义，有助于帮助他们学会举一反三。例如，在教育游戏开发中，智力拼图、华容道等任务的实现都离不开对图形显示对象的运用。4）案例小结：本案例在实施ATDE创新模型时，充分衔接了ATDE的四个要素，加强了各自之间的关联。学生的创新思维由“问”而起，由“想”而生，由“做”而验，由“评”而固。充分考虑了学生的认知水平，拓展了他们的思维。这里要注意三方面内容：第一，推陈出新，即在学生原有的知识基础上实施各个教学环节的活动安排；第二，必要的宽容与鼓励，即教师要能在最大程度上接受学生为解决问题提出的各种思路。即便有些思路“不切实际”，也要给学生大胆思考的空间和自由。同时，要提供轻松和谐的教学氛围。第三，灵活掌握，即在问、想、做、评四个环节中依据学生的实际情况及时作出调整。具体的，可以“问-想-做-评”，亦可以“问-想-做-问-想-做”等。案例二：形状绘制的创新应用[7]在课程教学内容中，绘制形状是一个重要且颇有实践价值的知识模块。虽然在AS3.0的语言体系中具备预定义功能模块函数，但是能够灵活运用这部分知识也是教学中创新思维培养的重要模块。1）知识描述：在AS3.0中，使用drawRect()方法可以绘制矩形，其语法结构表示为：drawRect(x:Number,y:Number,width:Number,height:Numer)2）问题分析：实际上，drawRect()方法的功能就是绘制矩形，该模块在主流操作系统Windows和相关绘图软件中最为普遍。但是，现实世界中呈现矩形的事物却有很多。如何应用该方法实现程序效果，这对学生而言就是一个结构不良的问题，更适合为学生打开想象的空间。我们在教学中更重要的任务就是让学生展开联想，扩充他们的思维空间储备。3）ATDE创新训练：与案例一的实践方法类似，这里如何应用drawRect()方法激发学生的创新思维空间，我们在教学中设定了一个让他们感兴趣的案例———绘制国际象棋棋盘。本例的国际象棋棋盘是由8×8黑白相间的正方形格子组成，还要处理好黑色填充和每行（列）小正方形格子的绘制。这里，仍然需要学生遵循“问”和“想”的联动，即如何处理填充小方格的黑色填充以及小方格的绘制。学生通过回忆已经学过的beginFill()方法会比较轻松地完成黑色填充，但是对于小方格循环绘制，又该怎样处理？教师在课堂中再次发问，如何完成重复且有特定规律的任务的处理？学生经过讨论和思考，明确了使用循环控制语句是最佳选择。这样，在教师带有启发的引导教学中，学生很快确定了解决该问题的思维框架。而后，经过“做”与“评”的整合，学生互学互鉴，总结在实现最终效果后的心得与感受。不仅训练了个人的创新思维，而且还增进了同学间的合作意识。然而，在完成上述一系列教学安排之后，教师布置了课后作业：如何绘制中国象棋的棋盘？（中国象棋的棋盘包含楚河汉界，而非连续的棋盘线条）这对于已经掌握使用drawRect()方法的学生再次提出挑战，对学生的创新思维训练再次提出更高的要求。4）案例小结：本案例的创新教育在实施过程中，紧密联系学生的学习基础和兴趣爱好。通过引入易于激发他们学习兴趣的问题，调动他们的学习动机处于较高水平。而后，推波助澜，进一步引导他们开启创新思维。在整个教学过程中，教师因势利导，积极推进；学生紧密配合，大胆想象。最后，师生互动，再做设问。就此，把对学生的创新思维情志和创造水平推向更高的阶段。本例的教学节奏环环相扣，思维连绵不断。学生个人不但解决了教学问题，还获得了创新思维的再次训练。这也让他们通过本课学习再次体验开发创新思维过程中的快乐。

四、创新思维培养指导策略

参照给出的教学案例和分析，本文对基于程序设计类课程运用ATDE模型开展教育技术本科生创新思维培养提出相关的指导策略。一方面，在课堂教学中实施ATDE需要开展必要的热身、主题及结束三类活动。热身活动的目的在于集中学生的注意力，引起学生的学习兴趣，使学习氛围更加轻松友好。主题活动是课堂教学的基本内容，包括问、想、说、评四个部分。“问”就是要提出问题。教师充分运用提问的技巧，以激发学生的创造性。问题可以分为“开放性问题”和“封闭性问题”两种，前者奠定学生的知识基础，后者激发学生的想象空间和发散思维。对于“想”，教师要保持沉默，留给学生酝酿的时间，鼓励学生发散思维、自由想象。最后，“说”和“评”就是让学生运用个体或团队头脑风暴予以充分表达，并对他人的发言加以归纳整理，选择他们认为最好的方案进行实际的操作。另一方面，ATDE创新模型要求教师是知识的引导者，学生才是学习的主体。教师要善于发现学生的闪光点，置疑设问，并给学生留出更多思考的时间和空间。以此鼓励学生大胆提出不同的见解。教师应当“放”，即放开学生思考的桎梏，让学生去探究、去思考。同时，在适当的时候给予必要的建议。教师及时发现、挖掘学生的闪光点，不仅可以使课堂更加生动，而且有助于培养学生学习兴趣及信心，让师生间有更多的互动，有助于培养学生的想象力和发散思维，能更好地培养学生自主获取并应用知识的能力，达到更好的教学效果。

五、结束语

“如何培养核心素养”是教育变革中面临的重要问题。[8]创新思维的培养是对受教育人形成问题解决能力的系统工程，这就注定需要教育者更多的投入，更多的思考和更深的探索。“授人以鱼不如授人以渔”，正如加涅指出的，教育课程的最终目标就是教学生解决问题———数学和物理问题、健康问题、社会问题以及个人适应性问题。反观我们的学校教育，不论开设多少课程，其最终的指向还是聚焦教会学生如何运用多种手段解决问题。多媒体教学软件设计与开发作为专业内的一门程序设计类课程，为学生创设了学习灵活解决问题的内容平台。本文总结基于这门课程对学生展开创新思维培养的若干经验，以期对专业建设和人才培养做出有益的探索。

参考文献

[1]李禾.现代教育技术在大学生创新思维能力培养中的作用[J].黑龙江高教研究,2014,(06):127-129.

[2]何克抗，李文光.教育技术学[M].北京师范大学出版社,2009.

[3]陈慧南.算法设计与分析[M].电子工业出版社,2018.

[4]张鹏.课程资源视角下的“多媒体教学软件设计与开发”课程建设初探[J].兵团教育学院学报,2019,29(02):63-66.

[5]孙汉银.创造性心理学[M].北京师范大学出版社,2016.

[6][7]何红玉,夏文栋.ActionScript3.0编程基础与范例教程[M].清华大学出版社.2013.

[8]林琳,沈书生.设计思维与学科融合的作用路径研究———基础教育中核心素养的培养方法[J].电化教育研究,2018,39,(05):12-18.

作者:张鹏 红艳 单位:石河子大学师范学院/兵团教育学院