O2O迭代式项目学习的设计与应用 ——基于首要教学原理视角
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【刊载信息】熊邦忠,张希明.2020.O2O迭代式项目学习的设计与应用——基于首要教学原理视角[J].中国远程教育（4）：36-42+57.
【摘要】针对传统项目学习存在周期长、自由度大等问题，O2O迭代式项目学习引入了“O2O迭代”为新型学习脚手架。它将复杂项目分解成前后知识相关的多个功能小项目，串接起线上线下的迭代学习和知识运用，螺旋式发展学习者融合知识解决复杂项目问题的能力。以首要教学原理为处方科学指导，它聚焦复杂项目增量式的解决，在O2O空间环境和协同机制的配合下，通过“结构、指导、辅导和反思”的过程，衔接“教与学”成为统一整体，服务于学习者在线上“需要知道”和线下“需要做”之间反复迭代的学习。在以开放教育“信息技术应用”课程为应用案例的实证研究中，样本统计显示，它能尽早发现和控制项目学习的过程变异，促进学习最终成果的绩效交付，一定程度上解决了传统项目学习容易遭遇过程障碍的难题。
【关键词】项目学习；项目迭代；O2O；首要教学原理；学习设计；绩效交付；开放教育
一、
问题的提出
项目学习（Project-based learning, PBL）因其强调对真实复杂的情境问题进行探究式解决，利于发展学习者的高阶思维而广受推崇（高媛, 等, 2017; Baser, Ozden, & Karaarslan , 2017）。然而，它也存在项目周期长、学习自由度大等问题，使得学习过程的掌控和评价变得困难。近年来，人们已经认识到，为PBL提供适当的脚手架是其有效学习的保证。梳理相关研究发现，研究者最初关注项目本身脚手架的探索，比如提出微项目、迭代式项目学习（侯肖, 等, 2016; 王晓敏, 等, 2015; Gil, 2017; Manda, 2013）等，此后关注以信息技术为脚手架的应用，特别是利用在线工具支持和开展PBL混合式学习（张文兰, 等, 2016; 周贤波, 等, 2016; Jong, Krumeich, & Verstegen, 2017）。
PBL混合式学习拓展了教学的时空和形式，使教学资源得以融合应用。但也有研究发现，它受制于学习者自主学习的能力和动机，以及碎片化学习的干扰，容易造成在线学习的不足，线上线下学习难以有效衔接（罗拥军, 等, 2016; 王晶心, 等, 2018）。鉴于此，本研究提出以“O2O迭代”为PBL的新型学习脚手架，并以首要教学原理为分析和设计的策略，探讨和优化它的活动模型。研究期望在促进PBL学习绩效交付的同时，也为PBL可控进程的教学研究和实践提供有价值的参考。
二、
O2O迭代式项目学习
本研究中，O2O迭代式项目学习（Iterative project-based O2O-learning, O2O-IPBL）即将“O2O迭代”引入为PBL的新型学习脚手架，旨在帮助学习者学习进程，促进学习成果绩效交付。它是一种以线上线下一体化（O2O）环境为迭代教学的依托，实施复杂项目增量式解决的学习模式。其基本思想如图1所示。
图1 O2O-IPBL基本思想示意图
1. 项目学习的O2O脚手架
O2O-IPBL的线上和线下活动分别指示“需要知道”和“需要做”。它们分别对应于PBL的项目导入、制定计划、项目实施、分享评价四个阶段流程（瞿少成, 等, 2012）。学习者在明确“需要做”所需掌握的新知识后，主动进入“需要知道”学习；当学习目标达成后，活动转至挑战“需要做”的决策实施。线上“需要知道”与线下“需要做”之间密切相关，互为脚手架。学习者在求解复杂项目中，会反复在它们间展开行动。
2. 项目学习的迭代脚手架
O2O-IPBL将复杂项目依据知识单元进行分解，重新排序，形成前后知识相关的多个功能迭代小项目。前面的迭代小项目为后续的迭代小项目提供脚手架，串接起知识的学习和运用，螺旋增量地发展学习者融合知识解决项目问题的能力，渐进式逼近最终学习成果。
3. 项目学习的O2O协同机制
O2O-IPBL的O2O协同机制，一是用于指示当前的学习进程，帮助学习者提升自我感知；二是协同线上线下的学习激励，并做出学习提醒服务。它包括线上、线下的学习机制以及两者融合的部分。
三、
基于首要教学原理设计O2O-IPBL教学
围绕复杂项目增量式解决的O2O-IPBL，指示了一个由线上“需要知道”和线下“需要做”反复迭代的学习过程，却没有指示如何去“教”的过程。在O2O-IPBL中，如何实现“以学定教、以教促学、教学相长”，首要教学原理可以提供处方性的科学指导。首要教学原理，是国际著名教育技术专家梅里尔在分析各种教学设计理论之后，所概括和提炼的一组相互关联的原理（盛群力, 2007）。以首要教学原理模式结构（见图2）为输入指南，设计O2O-IPBL的教学活动模型，如图3所示。
图2 首要教学原理的模式结构图
图3 O2O-IPBL的教学活动模型
1. 聚焦“复杂项目增量式的解决”
首要教学原理的主要宗旨是强调面向“完整问题”的解决。梅里尔（Merrill, 2002）指出，他使用“问题”一词，既表示需要解决的复杂问题，也表示需要完成的复杂任务，尽管它们两者的结果产出有所差异（转引自盛群力, 2007）。为了掌握某个复杂的问题，首要教学原理认为学习者必须先从较简单的问题着手，逐步深入，循序渐进。
针对复杂项目的求解，首要教学原理提供了“渐进式”的方法思路。在O2O-IPBL中，复杂项目被拆解为前后知识相关的多个功能小项目，以迭代序列的方式进行层层递进，增量式地逼近最终学习成果，其教学过程也呈螺旋式循环展开。
2. “教与学”的衔接统一
首要教学原理指示了一个四阶段“教”的循环圈——“激活旧知、示证新知、尝试应用和融会贯通”。梅里尔（Merrill, 2002）指出，四阶段“教”的循环圈，只是表层的循环圈，更深层的循环圈是由“结构、指导、辅导和反思”所构成，它指示了一个如何用“教”促进“学”的过程（转引自盛群力, 等, 译, 2014）。
围绕“以学定教、以教促学、教学相长”，首要教学原理提供了发展学习者“认知图式”的结构。在O2O-IPBL中，将“学”的阶段与首要教学原理“教”的阶段相对应，它们之间通过“结构、指导、辅导和反思”的过程衔接统一，循序渐进式地将项目学习的领域知识内化到学习者的认知图式当中。这包括从“激活旧知结构”到“指导形成新知结构”，再到“辅导新知结构的应用”，最后是“反思整合新知结构”。
3. O2O空间环境的有机配合
在首要教学原理的模式结构中，要实施四阶段教学循环圈，还需辅以“指引方向、动机激发、协同合作和多向互动”四个教学环境因素的配合（Merrill, 2002）。显然，由“动机激发”到“指引方向”，先是强调富媒体表征，而后逐渐过渡到强调人工辅导，它适合从线上转向线下；由“多向互动”到“协同合作”，先是强调人际交往，而后逐渐过渡到需要合作实践，它也适合从线上转向线下（Lo & Hew, 2017）。由此，可以为O2O-IPBL的各阶段划分所处的象限，如图4所示。
图4 O2O-IPBL各阶段的象限示意图
图4不仅指示了O2O-IPBL如何配置O2O空间的环境要素，还具体指示了各学习阶段所需配置的个性空间环境。比如，在“新迭代项目的导入”阶段，它需要配置可供学习者在线交互的富媒体学习环境。
四、
O2O-IPBL的教学应用：
以“信息技术应用”课程为例
“信息技术应用”是国家开放大学开放教育的一门必修基础课。课程遵循培养新农村领军型应用人才的目标，重在促使他们提升信息技术水平及应用能力。教学对象大多数为农村干部或农村实用人才。他们的基本情况是：农村工作经验丰富，学习注重实用；有学习热情，但工学矛盾突出；信息技术非零基础，但缺乏系统性且个体差异较大。
（一）O2O-IPBL的脚手架准备
1. 项目学习的迭代脚手架准备
它是为O2O-IPBL制定和分解复杂项目，并做出合理的教学安排。依照“信息技术应用”的课程定位和学情分析，研究组制订O2O-IPBL的迭代脚手架，如表1所示。
在表1中，复杂项目“农家乐筹划书”依据知识单元得到了分解，并重新排序为迭代系列。这些迭代系列在功能逻辑上呈现出独立性和连贯性，在难度上呈现阶梯性，前面迭代为后续迭代提供脚手架，串接起项目整体知识的学习和运用。
表1 “信息技术应用”O2O-IPBL的迭代脚手架安排表
2. 项目学习的O2O脚手架准备
它是为O2O-IPBL配置O2O空间环境和资源。结合“信息技术应用”的项目规划和迭代教学安排，研究组设计的O2O空间环境和资源如图5
图5 “信息技术应用”线上学习的空间环境和资源
图6 “信息技术应用”线上线下学习的空间环境融合
根据图5、6所指示的“信息技术应用”O2O空间环境模块及关系，O2O-IPBL的各具体学习阶段可以自由组合以满足不同个性特征的空间环境。比如，在“新迭代项目的导入”阶段，学习者可以搭配“任务单引领”和“讨论区”模块，构建在线交互的富媒体学习环境。再比如，在“迭代项目实施”阶段，学习者可以搭配“生成性资源”“案例素材”“Offline学习工具”模块，构建线下实体课堂环境。
（二）O2O-IPBL的教学实施
以“Iteration 3”为例描述教学实施过程，如表2所示。
表2 “信息技术应用”一次项目迭代的实施过程
注：雨课堂是清华大学研制的一款辅助线下教学的工具。
（三）O2O-IPBL的O2O协同机制
“信息技术应用”课程的O2O协同采取积分的机制。图7指示的是某迭代小项目的O2O-IPBL学习仪表盘。它由Online积分、Offline积分和O2O-IPBL总积分仪表盘组成。O2O-IPBL总积分指示总体的学习进程，它由Online积分和Offline积分加权计算得出。Online积分指示Online学习的状态并据此做出学习提醒服务，它由在线学习行为数据根据预设规则换算得出。Offline积分指示线下学习的状态，它由线下学习表现和作品评审数据导入平台换算得出。各积分换算规则见表3。
图7 “信息技术应用”某迭代小项目的O2O-IPBL学习仪表盘
表3 “信息技术应用”的形成性过程评价（以一次迭代过程为例）
（四）O2O-IPBL的形成性过程评价
“信息技术应用”课程的形成性过程评价，采用学习仪表盘展现结果。Online学习仪表盘重在回顾和分析个人线上学习历史，帮助学习者提升自我感知（张琪, 等, 2018）。它包括采集和展现学习者个体登录信息（学习时间与频次）、内容使用（学习资源和材料等，发帖与回复次数）以及学习结果（自测、实验成绩）等。Offline学习仪表盘重在采集和展现项目问题线下实施的能力。它包括项目高阶能力，小组协作能力，个体真实表现等（熊邦忠, 2007）。
五、
应用效果分析与讨论
为认证O2O-IPBL活动模型的应用效果，本研究于2017年3月至6月，按设计案例的课时安排进行了教改实验
实验结束后，研究组为A班和B班学员分别考评了形成性成绩（简称“形考”）。其中：A班形考按照表3进行，6次项目迭代的考评取均值；B班形考按开放教育的传统方法进行，即网上自主学习、平时作业和面授辅导考勤分别为2∶6∶2。两班学员都在期末参加国家开放大学统一组织的机试。总评成绩都按国家开放大学要求，形考成绩和期末成绩各赋权50%。
（一）O2O-IPBL能够显著性改善学习效果
用SPSS对A、B两班的成绩进行分组描述性统计。表4数据显示：A班形考、期末和总评成绩的均值都高于B班，且标准偏差都小于B班。这说明A班学习效果具有优势，且分数分布的集中度高于B班。为进一步说明问题，本研究进行了两独立样本T检验。表5数据显示：两样本总体在形考成绩和期末成绩对应的方差齐性假设不成立（检验的显著性<0.05），所以它们在T检验的显著性水平（双尾）分别为0.617和0.000。这说明A、B班在形考成绩上没有显著差异（0.617>>0.05），而在期末成绩上存在显著差异（0.000<0.05）。另外，A、B班在总评成绩上也存在显著差异（方差齐性假设成立，T检验显著性（双尾）为0.009）。
表4 按班分组描述性统计
注：A、B班都各有两名学员因故未参加期末考试。
表5 A、B班成绩的独立样本T检验
基于以上分析，本研究认为：O2O-IPBL教学能够显著改善学习效果，但对形考成绩提高不明显。其可能的主要原因是，O2O-IPBL的形考在参照国家开放大学形考规则的基础上，结合了自身特色，细化了线上线下的学习考核点，考核内容更加丰富，考核主体从单一转向多元，考核工具也更多地整合了信息技术手段。
（二）O2O-IPBL能够增量发展学习者解决项目问题的能力
为了更加清晰地展现O2O-IPBL对学习效果的显著性影响，研究组对A班的形考成绩和期末成绩进行了散点图（图略）分析，初步判断A班的形考成绩与期末成绩存在正线性相关。在此基础上，再对A班的各项成绩进行了相关性二元分析。表6数据显示：A班的形考成绩与期末成绩存在高度正相关（Pearson相关性系数为0.958>0.8）；形考成绩与总评成绩存在中度（显著）正相关（Pearson相关性系数为0.755>0.5）。进一步排除期末成绩干扰量（因为总评成绩是由形考成绩和期末成绩分别赋权50%构成），检测A班的形考成绩和总评成绩的偏相关性。表7数据显示：A班的形考成绩与总评成绩偏相关系数达到0.983。
表6 A班成绩的二元相关性分析结果
注：**. 在置信度（双测）为 0.01 时，相关性是显著的。
表7 A班形考与总评成绩的偏相关性分析结果
基于以上分析，本研究认为：O2O-IPBL的过程性学习评价能够反映最终学习的总体效果。这在一定程度上说明，针对复杂项目问题的解决，以首要教学原理为指导所构建的“O2O迭代”解决方案的可行性和有效性，它能够不断增量地发展学习者融合知识解决项目问题的能力。研究结论也可以从学习者每一次迭代的作品质量和过程性评分呈总体上升趋势得到印证。
（三）O2O-IPBL能够有效控制学习过程的变异
为更进一步考察O2O-IPBL显著性改善学习效果的具体情况，本研究还对A、B班的形考成绩进行了箱线图的比较分析。图8数据显示：A班形考成绩无异常情况发生，B班出现了4个异常值。调查和分析其产生的原因，是B班的这4位学员在PBL学习过程中遭遇障碍却又难以被尽早发现。图8数据还显示：A班形考成绩接近正态分布，而B班形考成绩的中位数明显偏上，且存在尾长偏态的情况。调查和分析其产生的原因，是B班形考成绩的评价与真实学习效果不呈强相关，甚至背离。
图8 A、B班形考成绩的箱线图比较
基于以上分析，本研究认为：聚焦复杂项目增量式的解决，O2O-IPBL所提供的“O2O迭代”解决方案，不但使学习过程可控，同时还有效地避免了学习过程中的变异。它将每次迭代后的中间作品都纳入审查流程，一是可以帮助尽早发现和改正缺陷或错误，二是可以强化下一次的新迭代，促进最终学习成果绩效交付。
六、
结语
本研究实验的效果表明，O2O-IPBL是一套PBL新型混合式学习的过程可控的方法，能够尽早发现和掌控学习过程中的变异，促进最终学习成果的交付，并可显著改善PBL学习绩效。但它在开放教育中的教学应用，也有几个值得深入研究的问题。一是关于“过程控制与灵活开放”平衡的问题。在O2O-IPBL中引入O2O迭代脚手架，虽可使复杂项目增量式解决的进程可控，但也会损失项目的开放性。如何在项目总体进程可控的境况下，发挥成人学习者已有经验积累的优势，吸引他们共同参与项目迭代分解的设计、O2O个性空间的配置、甚至是学习资源的共创等，都是具有挑战性的问题。二是关于首要教学原理灵活应用的问题。首要教学原理应用于O2O-IPBL，构建了一个在线上“需要知道”和线下“需要做”之间反复迭代教与学的衔接统一过程。但首要教学原理是一组教学处方性的原理，主要是以设计为取向，在具体施教时还需要根据学情和课程目标特点加以灵活融通。因此，下一步拟在课程样本的扩充和O2O迭代脚手架的开放设计上做更深入研究，以进一步充实和完善O2O-IPBL活动模型。
注释：
① 熊邦忠, 等. “计算机操作技术”微项目学习, 浙江省高校教师教育技术成果一等奖, 2015年11月.
②该教改实验成果获台州市社会科学界首届学术年会优秀论文一等奖, 2017年12月.
参考文献
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作者简介
熊邦忠，硕士，浙江大学访问学者，副教授，浙江广播电视大学玉环学院信息科研处主任（317600）。
张希明，硕士，讲师，浙江广播电视大学玉环学院学历教育处副主任（317600）。
基金项目：本文系全国教育信息技术研究“十二五”规划重点课题“微项目学习的移动微信技术研究及应用”（编号：146222257）、国家开放大学科研重点课题“基于微信公众平台的微项目学习模式设计与开发——以《计算机应用基础》课程为例”（编号：G14A1602Z）和浙江省教育厅高师专业发展项目“基于移动社交网络融合的O2O项目学习设计与应用”（编号：FX2016051）的研究成果。
责任编辑： 张志祯 刘 莉
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