教育技術本科生創新思維培養研究

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摘要：本文基于ATDE創新教育理論，以程序設計類課程為教學陣地，對教育技術本科生創新思維培養做出了相關探索與實踐。創新思維是高級的問題解決活動。培養學生的創新思維更多體現在對學生解決問題的策略應用方面。對此，本文通過給出的案例，從不同角度詳細介紹了程序設計類課程對培養教育技術本科生創新思維的實施對策，以期對提高本專業建設做出有益的探索。

關鍵詞：程序設計；課程；教育技術；本科生；創新思維；研究；實踐

一、引言

隨著社會對新型復合人才需求的不斷提高和教育信息化建設的不斷推進，培養學生的創造性思維能力，目前已成為一個全球性的問題。創新教育是我國高等教育的核心目標，是先進的教育理念的代表，創新思維能力培養是創新教育的關鍵所在。[1]所謂創新思維，從心理學的角度一般認為是一種高級的問題解決活動。這種問題解決的活動在學習者認知能力方面則更多地體現在對解決問題的策略應用上。因此，努力培養學生的創新思維就是發展學生的問題解決能力、并讓學生在解決問題的過程中學習知識、獲得各種思維技能，是教學的一個重要目標。普通高校師范類教育技術學專業作為新時期教育教學信息化改革的主力軍，對于未來教育理念革新、教學方法升級肩負著重要的任務。何克抗認為，教育技術學的邏輯起點應當定義為“借助技術的教育”。[2]顯然，這一專業定位對專業人才的要求就更加明確：學生必須掌握優化的問題解決策略，具備創新思維。目前，在現有的教育技術本科生培養體系中，程序設計類課程在引導學生思維、啟發學生靈感方面具有獨特的作用。因為程序設計本身就是運用特定的計算機編程語言，根據設計者構思搭建的邏輯來實現既定目標的思維過程，是一種問題求解過程。即人們通過使用問題領域知識來理解和定義問題，并憑借自身的經驗和知識去選擇和使用適當的問題求解策略、技術和工具，將一個問題描述轉換成問題解的過程。從本質上講，就是算法的綜合體現。如圖1所示。圖1教育技術程序設計類課程創新思維培養模式美國計算機科學家克努特（D.E.Knuth）指出，“一個受過良好的計算機科學知識訓練的人知道如何處理算法。算法知識是一種具有一般意義的智能工具，必定有助于對其他學科的理解，不論化學、語言學或者音樂。”[3]顯然，對于教育技術學這一多學科交叉專業，引導學生學習算法并以此培養他們問題解決的創新思維是必要的。必須指出的是，在教育技術本科人才培養體系中，多媒體教學軟件設計與開發是一門以ActionScript3.0為主體內容，培養學生開發交互型教學軟件的專業主干課。對于引導學生的創新思維方法，提升問題解決能力具有重要作用。[4]筆者從事多年該課程的教學，也不斷探索其對學生創新思維培養的經驗和實踐模式。本文將基于此，對教育技術本科生創新思維的培養做探討。

二、培養創新思維的理論基礎及要素分析

1.陳龍安的ATDE理論模型。關于創新思維的培養，學界有很多不同的理論視角。對于學科課堂教學角度的創新思維培養，陳龍安先生提出的ATDE理論對于學生的創新思維教育做出了更多詳盡的闡述，對于教學中的實踐也給出了強有力的理論指導。臺北實踐大學教授陳龍安先生認為，所謂創造性是學生在原有知識及經驗的基礎上，在寬松的環境下，通過創造性思維而產生“不同而更好的想法”的一種能力，可以透過教學加以提升與培養。[5]他認為創造性教學是教師在支持性的環境下，運用啟發創造思考的“問（asking）、想（thinking）、做（doing）和評（evaluation）”四組教學策略增進學生創造性一種教學模式。簡稱ATDE，諧音“愛的”，所以又稱為“愛的”教學模式。其基本內涵如下：問———問題，教師設計或安排問題的情境，提出創造性問題，以供學生思考。當然，問也是雙向的。即學生也可以向教師提出自己的疑問或猜想；想———思考，有效的思考決定于思而有所得。也就是學生自由聯想，并給予學生思考的實踐，以尋求創意；做———活動，教師利用各種活動方式，讓學生做中學，從實際活動中尋求解決問題的方法；評———評價，師生共同擬定評價標準，選取最適當的答案，使創造思考由萌芽進入實用的階段。陳龍安先生從學校教育的實踐出發，綜合了多種創造性教育理論，所提出的ATDE模式具有很好的啟發性和實用性。尤其是他倡導要構建和諧開放的學習環境，通過問、想、做、評四個環節，為學生多渠道獲取知識、并將學到的知識加以綜合應用，有利于促進學生形成自主學習的習慣和良好的學習策略，培養創新精神和實踐能力。2.程序設計類課程中ATDE模型的教學要素分析。結合對陳龍安先生的創新思維培養模型各要素內涵，我們對在教學實際中應用該模型的各部分要素作出進一步闡述。首先，“問”在ATDE模型中被安排在首位，究其本質，問題是給定信息與要實現的目標之間有某些障礙需要加以克服的情境。它是創新思維培養的導向，也是學習在認知層面的終極目標。問題是在對學生開展創新思維培養過程中的引擎。一方面，由教師提出的問題，不僅需要向學生闡明必要的給定信息，問題結果的狀態描述，而且還要明確在解決過程中種種需要解決的因素。教師通過向學生提問，特別是提出創造性的問題，就是在激發學生開啟創新的靈感；另一方面，學生提出的問題則可以是個人的疑惑，也可以是對問題的進一步猜想；同時，學生也被鼓勵向教師提出個人的疑問，這不僅期待教師給予解答，而且在全班也會引起思維共鳴。在師生問答互動過程中，學生的創新思維逐步得到啟迪。其次，在這個模型中，“想”發揮著重要的作用。這是訓練學生形成創新思維的助推器。在實際教學中初始階段，教師通過安排合適的案例，給學生預留足夠的思維空間，已經是對創新思維的引導。同時，在課程進行到后一階段，教師又根據既有解決方案向學生再度提出嘗試其他解決辦法的教學要求，無疑對學生的發散思維是一次強化。需要注意的是，這一環節需要教師既要充分體現教學主導性，又要把握好操作性的度的控制。對于教學中的結構不良的問題往往需要教師積極運用啟發手段，及時給出必要的指導。而對于結構良好的問題，則要給學生留出充足的思維空間。再次，雖然“問”和“想”是整個模型的前導，但“做”則是具體的落實和檢驗。教師在課堂教學中根據學生的學習進度和表現安排各種活動，讓學生把課堂所學的內容及時加以應用，寓教于樂。例如，教師可以根據學生分組，安排課內的“項目招標”，讓提供最優解決方案的學生小組“中標”。這不僅鍛煉了他們的小組合作意識，而且在整個活動中更能激發他們啟動“頭腦風暴”，競相提出優秀的問題解決方案。同時，學生也應積極參與，讓他們對問題的整體構思與解決方案進行大膽嘗試。樹立不怕失敗的信心和百折不撓的意志。通過不斷地實踐訓練逐步形成創新思維。在教學中，我們充分利用課堂實踐環節，組織學生積極參與課堂活動，努力讓每位學生獲得做中學的綜合體驗。最后，“評”作為該模型的最后一個要素，也是一般教學設計的末期工作，對于培養學生創新思維也不可忽視。在ATDE模型中，評價不是教師單方面的操作，而是由學生積極參與的共同工作。師生雙方對于學生完成的項目作品共同評價，讓學生的創新思維得到訓練和培養。例如，讓學生找出個人作品在整個設計中的思維過程和整個作品的設計缺陷。同時，組織其他同學提出更加優化的解決方案。當然，在這個環節，教師也可以積極發表意見，供學生參考。把“評”變成激發學生生成創新思維的轉折點，促使他們在發散思維與聚合思維的靈活轉換?？傊?，ATDE中的四個要素相互關聯，相互依存，對培養學生創新思維意識和能力具有重要意義。在此四要素中，“問”是創新思維產生的催化劑，對隨之展開的“想”起到了激勵和引導的作用；而對于學生業已產生的好辦法、新主意予以實施的，則體現在“做”的環節。這不僅為學生實施個人創新思維提供了實踐平臺，也同時獲得了檢驗創新思維可行性、正確性和高效性的機會。一旦他們的創新思維獲得實踐肯定，將得到教師和同學們的好“評”，從而進一步得到強化。同時，這種強化也為后續的創新思維成長醞釀著新的力量。

三、培養創新思維的教學實踐

根據我校教育技術學本科專業2019版人才培養方案，程序設計類課程主要以面向對象程序設計、多媒體教學軟件設計與開發為代表。這兩門課程對于訓練學生邏輯思維、激發創新思維具有難以替代的作用。為進一步探討ATDE創新思維培養模型，我們以開設近十年的多媒體教學軟件設計與開發為例。通過教學案例的方式予以論證。這門課程計劃開設在第五學期，是個性教育模塊中教學資源開發方向的重點課程。根據既定的教學大綱，本課程在于培養學生綜合運用教學系統設計思想與方法的基礎上，熟練運用AS3.0開發交互型教學軟件。通過本課程的學習，學生不僅應具備獨立設計、開發交互型教學軟件的能力，而且還應初步具備創新思維解決問題的學科素養。本文列舉兩個整合ATDE創新教育思想的課程實例，用以簡要說明ATDE的具體教學應用過程。案例一：圖片瀏覽器[6]1）問題簡介：圖片瀏覽器是常用的圖片瀏覽工具，但是如何通過程序將其實現，對學生既有興趣又有挑戰。2）問題分析：在教學中，我們已經給學生講解過顯示對象類（DisplayObject）對顯示對象各種控制方法。但是，圖片瀏覽器從程序實現的機理上則是對于不同層次顯示對象的顯示優先級別的控制。需要注意的是，顯示對象類采用了一種層次化的結構，該結構更易于創建顯示對象子類、方便深度管理。3）ATDE創新訓練：鑒于顯示對象類的工作特點，本例中教師向學生提問本例需要解決的關鍵問題。即如何控制不同深度下子類對象的顯示。這是ATDE模型中“問”的重要體現之一。除此之外，還要向學生提出如何處理顯示對象和舞臺（Stage）的關系。這兩個問題是學生必須面對的，同時也是ATDE模型中執行“想”的重要環節，即通過何種方法可以解決各圖層顯示對象的優先級自由調用。當然，學生的思考并非是孤立的學習環節，而是與教師已經設定的教學活動共同展開的。學生按照分配好的學習小組，積極考慮解決問題的方案。同時，為配合這種創新教學訓練，教師在教學管理方面也給予學生較大力度的獎勵性加分。這樣可以較好地鼓勵他們積極投入到學習和思考中來。本例中，只有關聯好“問”和“想”，才能幫助學生真正落實“做”。畢竟，將形成的思維落實到程序代碼中才是關鍵。經過學生小組間展開的“頭腦風暴”明確了通過語句實現各層次圖片元件顯示優先級的控制與調用；在隨后的教學環節中，學生在機房環境中，每人一機，獨立構思，在前期一系列的創新思維訓練后完成最終的程序設計。這讓他們的效能感和自信心得到極大提高，進一步增強了他們運用創新思維的意識。必須指出的，教師與各小組代表對給出的解決方案共同予以評價，并由教師做統一總結。這些教學環節對于學生靈活運用課堂所學具有積極意義，有助于幫助他們學會舉一反三。例如，在教育游戲開發中，智力拼圖、華容道等任務的實現都離不開對圖形顯示對象的運用。4）案例小結：本案例在實施ATDE創新模型時，充分銜接了ATDE的四個要素，加強了各自之間的關聯。學生的創新思維由“問”而起，由“想”而生，由“做”而驗，由“評”而固。充分考慮了學生的認知水平，拓展了他們的思維。這里要注意三方面內容：第一，推陳出新，即在學生原有的知識基礎上實施各個教學環節的活動安排；第二，必要的寬容與鼓勵，即教師要能在最大程度上接受學生為解決問題提出的各種思路。即便有些思路“不切實際”，也要給學生大膽思考的空間和自由。同時，要提供輕松和諧的教學氛圍。第三，靈活掌握，即在問、想、做、評四個環節中依據學生的實際情況及時作出調整。具體的，可以“問-想-做-評”，亦可以“問-想-做-問-想-做”等。案例二：形狀繪制的創新應用[7]在課程教學內容中，繪制形狀是一個重要且頗有實踐價值的知識模塊。雖然在AS3.0的語言體系中具備預定義功能模塊函數，但是能夠靈活運用這部分知識也是教學中創新思維培養的重要模塊。1）知識描述：在AS3.0中，使用drawRect()方法可以繪制矩形，其語法結構表示為：drawRect(x:Number,y:Number,width:Number,height:Numer)2）問題分析：實際上，drawRect()方法的功能就是繪制矩形，該模塊在主流操作系統Windows和相關繪圖軟件中最為普遍。但是，現實世界中呈現矩形的事物卻有很多。如何應用該方法實現程序效果，這對學生而言就是一個結構不良的問題，更適合為學生打開想象的空間。我們在教學中更重要的任務就是讓學生展開聯想，擴充他們的思維空間儲備。3）ATDE創新訓練：與案例一的實踐方法類似，這里如何應用drawRect()方法激發學生的創新思維空間，我們在教學中設定了一個讓他們感興趣的案例———繪制國際象棋棋盤。本例的國際象棋棋盤是由8×8黑白相間的正方形格子組成，還要處理好黑色填充和每行（列）小正方形格子的繪制。這里，仍然需要學生遵循“問”和“想”的聯動，即如何處理填充小方格的黑色填充以及小方格的繪制。學生通過回憶已經學過的beginFill()方法會比較輕松地完成黑色填充，但是對于小方格循環繪制，又該怎樣處理？教師在課堂中再次發問，如何完成重復且有特定規律的任務的處理？學生經過討論和思考，明確了使用循環控制語句是最佳選擇。這樣，在教師帶有啟發的引導教學中，學生很快確定了解決該問題的思維框架。而后，經過“做”與“評”的整合，學生互學互鑒，總結在實現最終效果后的心得與感受。不僅訓練了個人的創新思維，而且還增進了同學間的合作意識。然而，在完成上述一系列教學安排之后，教師布置了課后作業：如何繪制中國象棋的棋盤？（中國象棋的棋盤包含楚河漢界，而非連續的棋盤線條）這對于已經掌握使用drawRect()方法的學生再次提出挑戰，對學生的創新思維訓練再次提出更高的要求。4）案例小結：本案例的創新教育在實施過程中，緊密聯系學生的學習基礎和興趣愛好。通過引入易于激發他們學習興趣的問題，調動他們的學習動機處于較高水平。而后，推波助瀾，進一步引導他們開啟創新思維。在整個教學過程中，教師因勢利導，積極推進；學生緊密配合，大膽想象。最后，師生互動，再做設問。就此，把對學生的創新思維情志和創造水平推向更高的階段。本例的教學節奏環環相扣，思維連綿不斷。學生個人不但解決了教學問題，還獲得了創新思維的再次訓練。這也讓他們通過本課學習再次體驗開發創新思維過程中的快樂。

四、創新思維培養指導策略

參照給出的教學案例和分析，本文對基于程序設計類課程運用ATDE模型開展教育技術本科生創新思維培養提出相關的指導策略。一方面，在課堂教學中實施ATDE需要開展必要的熱身、主題及結束三類活動。熱身活動的目的在于集中學生的注意力，引起學生的學習興趣，使學習氛圍更加輕松友好。主題活動是課堂教學的基本內容，包括問、想、說、評四個部分?！皢枴本褪且岢鰡栴}。教師充分運用提問的技巧，以激發學生的創造性。問題可以分為“開放性問題”和“封閉性問題”兩種，前者奠定學生的知識基礎，后者激發學生的想象空間和發散思維。對于“想”，教師要保持沉默，留給學生醞釀的時間，鼓勵學生發散思維、自由想象。最后，“說”和“評”就是讓學生運用個體或團隊頭腦風暴予以充分表達，并對他人的發言加以歸納整理，選擇他們認為最好的方案進行實際的操作。另一方面，ATDE創新模型要求教師是知識的引導者，學生才是學習的主體。教師要善于發現學生的閃光點，置疑設問，并給學生留出更多思考的時間和空間。以此鼓勵學生大膽提出不同的見解。教師應當“放”，即放開學生思考的桎梏，讓學生去探究、去思考。同時，在適當的時候給予必要的建議。教師及時發現、挖掘學生的閃光點，不僅可以使課堂更加生動，而且有助于培養學生學習興趣及信心，讓師生間有更多的互動，有助于培養學生的想象力和發散思維，能更好地培養學生自主獲取并應用知識的能力，達到更好的教學效果。

五、結束語

“如何培養核心素養”是教育變革中面臨的重要問題。[8]創新思維的培養是對受教育人形成問題解決能力的系統工程，這就注定需要教育者更多的投入，更多的思考和更深的探索?！笆谌艘贼~不如授人以漁”，正如加涅指出的，教育課程的最終目標就是教學生解決問題———數學和物理問題、健康問題、社會問題以及個人適應性問題。反觀我們的學校教育，不論開設多少課程，其最終的指向還是聚焦教會學生如何運用多種手段解決問題。多媒體教學軟件設計與開發作為專業內的一門程序設計類課程，為學生創設了學習靈活解決問題的內容平臺。本文總結基于這門課程對學生展開創新思維培養的若干經驗，以期對專業建設和人才培養做出有益的探索。

參考文獻

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作者:張鵬 紅艷 單位:石河子大學師范學院/兵團教育學院