基于GitHub平臺的高中信息技術教學設計與應用

俞淑燕

[摘? ?要] 針對目前高中信息技術教學中出現(xiàn)的學生對知識內(nèi)容的應用和遷移能力不足，課時不夠、信息素養(yǎng)培養(yǎng)難度大等問題，基于GitHub平臺構建課程學習空間，組建師生學習共同體，利用GitHub平臺的協(xié)同學習模式引導學習者與學習內(nèi)容、學習同伴之間的深度交互，協(xié)作完成項目任務，最終形成學習者對知識的意義建構和思維的深度發(fā)展，在實踐中取得了較好的教學效果。并以“網(wǎng)頁制作”這一小節(jié)內(nèi)容為例，說明整個教學環(huán)節(jié)設計過程，為高中信息技術教學提供了一種可以參考的模式。

[關鍵詞] GitHub;信息素養(yǎng);設計應用

最新修訂的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱《高中信息技術課程標準》）中明確提出，高中信息技術課程的基本目標是全面培養(yǎng)和提高學生的信息素養(yǎng)。[1]任友群（2017）教授認為，這里的信息素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新和信息社會責任。[2]祝智庭（2015）教授認為，信息技術課程更著重于幫助學生形成利用信息技術認識世界的獨特思維方式。這些思維方式主要包括計算思維、設計思維和批判性思維。[3] 可見信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，尤其是利用信息技術解決問題的思維培養(yǎng)是高中信息技術教學的核心目標。

從趙杉（2015）、孫崇青（2018）對高中信息技術課程教學的研究中了解到，相對于高中信息技術課程的教學內(nèi)容，目前課程課時量偏少，通過課堂內(nèi)的學習要培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，尤其是計算思維有一定的難度，學生面對問題的解決能力有待提高，對知識內(nèi)容的應用、遷移能力不足，不能舉一反三。[4-5]

針對課程教學困境，顏士剛（2015）、劉海斌（2017）、郭守超（2014）等不少學者進行了教學改革的研究和探索，他們提出：翻轉(zhuǎn)課堂、微視頻等在信息技術教學中的應用，使用Scratch平臺、App Inventor等網(wǎng)絡教學平臺開展教學活動，基于項目、問題解決等等進行教學設計。[6-11]這些教學改革在優(yōu)化教學過程、提高教學效果上都起到了不同程度的作用，但是這些研究所采用的教學環(huán)境大多為虛擬的環(huán)境，對于學生來說缺少沉浸感，可提供的教學情境不夠真實等。本文提出一種基于GitHub平臺的信息技術教學設計，將課程學習空間搭建在計算機從業(yè)人員云集的GitHub平臺中，師生形成線上線下學習共同體，創(chuàng)設信息素養(yǎng)發(fā)展的教學情境，在深度交互的過程中促進計算思維能力的發(fā)展，在更為真實的信息世界中培養(yǎng)信息素養(yǎng)。

一、基于GitHub平臺教學的特色及其優(yōu)勢

（一）基于GitHub平臺教學的特色

1.GitHub為學生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了一種有效的學習環(huán)境

杜威（1990） 指出： “人的心智是人類逐漸成功地適應環(huán)境的過程中進化的?！薄敖逃?，唯一方法是控制他們（學習者）的環(huán)境，讓他們在這個環(huán)境中行動、思考和感受，通過環(huán)境間接地進行教育。 [12]建構主義認為，知識就是在學習者與學習環(huán)境相互作用的過程中構建起來的。理想的信息技術學習環(huán)境應該要有豐富的信息化資源，易于創(chuàng)設信息技術支持的交互性、真實性的學習活動，能夠體驗到信息技術行業(yè)實踐者真實的工作模式，能夠讓學生感受到信息技術所引發(fā)的價值沖突，從而能思考個體信息化行為對自然及人文環(huán)境的影響。

GitHub是一個開源協(xié)同開發(fā)平臺，支持代碼庫（Repository）、項目分支（Fork）、代碼提交（Commit）、代碼合并請求（Pull Request）、代碼合并（Merge）等功能，最初用于項目的協(xié)同開發(fā)。平臺中活躍著兩千多萬用戶，很多優(yōu)秀的開發(fā)者在平臺上貢獻資源，分享經(jīng)驗，他們的資源、社區(qū)中的行為都是計算機領域最“新鮮”的學習資源;借鑒GitHub的協(xié)同開發(fā)模式可以形成協(xié)同學習模式，學生可以真切地感受到信息技術從業(yè)人員真實的工作模式和思考方式，在這種模式中容易創(chuàng)設促進信息素養(yǎng)發(fā)展的教學情境，激起多樣的認知沖突，激發(fā)學習者內(nèi)在學習動因;與從業(yè)人員一同活躍在社區(qū)中，可以學習到這些信息技術從業(yè)人員的精神和理念，也更易激發(fā)學生學習興趣和熱情，為日后從事相關行業(yè)奠定基礎;此外利用GitHub平臺搭建線上線下相結合的課程學習空間，也是當下信息社會生態(tài)環(huán)境的縮影，為學生適應信息社會奠定了基礎;社區(qū)中用戶的價值沖突，也能夠激起學生思考個體信息行為對社會的影響。

2.基于GitHub平臺的協(xié)同學習模式有利于促進知識的深度理解、應用和遷移

社會建構主義理論認為，學習是基于一定的社會文化背景，在他人（老師或同伴）的幫助下，通過社會性參與和互動完成的意義建構（Vygotsky &Cole;，1978）。教師在GitHub中創(chuàng)建的課程空間，可以與教師的個人空間、學生的個人空間聯(lián)通，通過交互促進知識的深層互動，并通過課程空間或者個人空間將個體的學習資源進行聚合以及分享，構建課程的協(xié)同學習模式。就某個知識內(nèi)容，亦可以形成協(xié)同學習模式，此時組建項目小組，來解決學習情境中的項目任務。老師、學生甚至GitHub中的技術專家形成課程學習共同體，通過協(xié)調(diào)共同體中成員、學習資源等各要素之間的關系，可以促進學習者與學習內(nèi)容、“老手”與“新手”之間的深度互動，有利于共同體成員知識的構建。上述知識的聚合、分享、構建的過程中，提高學生解決不同問題的能力，促進知識的深度理解、應用和遷移。

3.基于GitHub平臺構建的線上線下課程空間，可以拓展學習時空

一般普通高中的信息技術課程必修與選修一周共計2課時，對于其包含的教學內(nèi)容來講，課時相對不足。此外，也不能滿足部分對信息技術感興趣的同學進一步學習的需求?；贕itHub平臺構建線上線下的課程學習空間之后，部分的教學內(nèi)容可以拓展到課外。

（二）基于GitHub教學的優(yōu)勢

1.GitHub能提供豐富、優(yōu)質(zhì)、便于訪問的學習資源

GitHub作為當前全球最大的軟件項目托管平臺（開源社區(qū)），來自世界各地的數(shù)以千萬的開發(fā)者活躍其中[13]。因其強調(diào)源代碼的免費、開放，平臺上共享了很多的軟件數(shù)據(jù)、產(chǎn)品以及開發(fā)者的技術交流心得、學習資料等等，并且這些資源包含的內(nèi)容豐富，更新及時。

GitHub提供的功能可以使教師和學生方便的獲取資源，實現(xiàn)資源的互通：Watch功能可以讓學習者關注某一個人或者項目;Star功能可以用于收藏某個用戶，方便后期進入項目庫;Fork、Pull和Push功能可以實現(xiàn)資源的上傳和下載。

教師可以在GitHub平臺中構建課程空間，在空間中可以為學生提供教學大綱、進度計劃等指導性文件，課程視頻、PPT、工具等教學資源，也可以將與課程相關的其他的資源或者開發(fā)者的空間鏈接到課程空間中。

2.GitHub協(xié)同開發(fā)模式契合計算機學科問題求解的思維路徑

《高中信息技術課程標準》指出：“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動?！盵14]美國《K-12計算機科學框架》將計算思維的概念延伸到設計算法、分解問題、建?，F(xiàn)象等能力。[15]GitHub協(xié)同開發(fā)模式主要流程包括創(chuàng)建組織、創(chuàng)建項目倉庫（Repository）、根據(jù)項目創(chuàng)建分支（Fork）、解決各分支問題、合并分支（Merge），這個過程與計算思維解決問題的路徑（包括問題建模、算法設計、問題分解）非常契合。在基于GitHub的教學設計中教師創(chuàng)設一個任務教學情境，學生分組來完成。各個小組根據(jù)這個任務將問題進行建模、分解并建立分支（Fork），每個分支去設計算法或者步驟來解決各個分支的問題，然后檢查、合并（Merge），最終完成項目任務。在這樣一種真實的協(xié)同開發(fā)模式中，將知識的理解、應用和遷移融入問題的解決過程，讓學生領會計算機學科問題求解的方式，在完成任務的同時發(fā)展計算思維。

3.GitHub的開源API為教學提供學習過程的智能化學習分析與評價支持

利用 GitHub 平臺所提供的編程接口API，可以抓取到學生在課程空間的活動數(shù)據(jù)進行學習行為分析。根據(jù)學生在項目中的貢獻、課程空間中的活躍程度、對課程空間知識的貢獻等對學生的平時學習情況形成評價?？梢詫W生的評價數(shù)據(jù)作為課程的即時訊息，顯示在課程空間中，幫助學生獲取評價信息，對學習情況進行及時的反饋和跟蹤，促進學生的學習積極性。

二、基于GitHub平臺的教學設計原則與實踐應用

（一）設計原則

1.學生為主體，教師為主導

教師單向的輸出知識不能夠培養(yǎng)學生運用信息手段解決問題的信息素養(yǎng)，而應為學生創(chuàng)設提供知識支架的學習環(huán)境，教學過程充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生在不同的情境中，運用信息技術手段分解問題、建?，F(xiàn)象、解決問題。在此過程中教師作為引導，讓學生能根據(jù)自身行動的反饋信息來形成對知識的認知和解決實際問題的方案。

2.創(chuàng)設交互、協(xié)作、分享的學習情境

提倡在協(xié)作、交流中建立起對知識的意義建構。建構主義認為，學習者與周圍環(huán)境的交互作用，對于學習內(nèi)容的理解起著關鍵性的作用。[16]除了面對面的協(xié)作和溝通之外，在線上構建開放的、互聯(lián)互通的課程空間、個人空間，積極引導學生創(chuàng)建Issue提出疑問分享所學，激起成員之間的協(xié)商和辯論，成員間的認知沖突能夠激發(fā)學生深度思維，促進個體對知識的內(nèi)化、遷移，也利于集體智慧的生成和共享。

3.給學生提供自主學習的環(huán)境

《高中信息技術課程標準》指出：在學生學習教材之后，要形成自主學習信息技術的能力，能熟練地對信息進行獲取、加工和表達。[17]建構主義認為，學習環(huán)境是學習者可以在其中進行自由探索和自主學習的場所。將學生置身于信息化的資源中，適當?shù)亟o予工具、方法的支持，讓其能夠根據(jù)需要從資源中提取信息，“在大量數(shù)據(jù)中尋找隱藏的模式、趨勢和相關性來關聯(lián)、整合，使之具有系統(tǒng)性，成為可擴展的知識體系”（祝智庭等，2008）。

（二）實踐應用

基于GitHub平臺的教學設計可以描述如下（如圖所示）：教師構建課程學習空間，將班級學生鏈接進入到課程空間，形成“人人通”的學習共同體;將教學資源托管到課程空間中，將與課程相關的行業(yè)內(nèi)技術專家的GitHub主頁鏈接到課程空間，便于學生對課程形成認知;課前課后任務可以通過Issue發(fā)布;課中利用庫中資源授課，布置項目任務，利用其協(xié)同開發(fā)模型[創(chuàng)建項目（Repository）—建立分支（Fork）—提交合并請求（Pull Request）—檢查項目（Review）—合并項目（Merge）]開展項目式教學;學生通過Issue提交作業(yè)，分享學習心得;教師根據(jù)線下學習情況以及評價系統(tǒng)對學生線上學習行為的評價，對學生形成整體評價。

基于GitHub平臺的課程教學

以高中信息技術基礎課程為例，學期之初教師在GitHub平臺中建立課程空間，將學期教學大綱、課程學習目標、與信息技術課程相關的資源鏈接、課程的評價方式等放入課程空間中，讓學生明確課程學習目標。第一次課程中為同學們介紹GitHub的資源情況和基本使用方法，也可以開帖（創(chuàng)建Issue）引導學生挖掘GitHub的使用方法，比如如何提交作業(yè)，如何搜尋資源、分享資源等。當每位同學創(chuàng)建好各自的賬號后，將學生個人空間地址維護到課程空間中，形成學友鏈接。教師、課程、學生都進行互相關注，教師也可以在課程空間中推薦相關的開發(fā)者的個人空間鏈接，讓學生關注，以獲悉其知識動態(tài)。以此形成互通的網(wǎng)絡學習共同體，支撐學生開展線上線下的學習。

接下來以課程第六章《網(wǎng)頁的設計與制作》中“6.2網(wǎng)頁制作”這一節(jié)為例，介紹基于GitHub的課程教學。在此之前，學生已經(jīng)了解萬維網(wǎng)的基本結構，理解網(wǎng)頁的作用，掌握網(wǎng)頁元素和網(wǎng)頁構件的使用，對網(wǎng)頁制作的工具有所了解和使用。

1.創(chuàng)建任務

建構主義學習理論認為學習是在一定情境下發(fā)生的，因此在教學中必須創(chuàng)設有利于學生意義構建的學習情境。在設計任務時候，要充分考慮到，學生通過任務的完成能夠掌握網(wǎng)頁策劃和設計的基本過程，學會設計和制作網(wǎng)頁，并給出工具和資源為學生學習提供支撐。在課前，教師在課程空間中提交一個Issue，給出課程任務：利用5課時時間制作一個介紹世界遺產(chǎn)的網(wǎng)站，并給出具體要求，如頁面基本要求、分工要求、最后的分享要求等;提供相關的示范性的網(wǎng)站，如：教師空間中的案例示范、中國世界遺產(chǎn)網(wǎng)（http：//www.whcn.org）、模板之家（http：//www.cssmoban.com）等;還提供工具、學習資源等，如：截圖小工具FSCapture.exe、千庫網(wǎng)（http：//588ku.com）、網(wǎng)站制作技術專家阮一峰GitHub中相關的資源（https：//github.com/ruanyf）以及他所著的Web學習網(wǎng)站W(wǎng)3CSchool（http：//www. w3school.com.cn）等等。

2.任務確定

教師在課上講解課程任務、制作要求，介紹示范網(wǎng)站、工具、資源等，要求以小組的形式完成網(wǎng)站，引導學生根據(jù)自身的特長進行組隊，一般3—4人一組為宜。此階段要求明確課程任務、明確分組、明確學生在小組中承擔的任務。一般組內(nèi)設項目經(jīng)理1名，負責網(wǎng)站的策劃構思，把控任務進程;美工1—2名，負責頁面素材的收集和制作;網(wǎng)站制作1名，負責制作工具的深入學習、組內(nèi)分享制作方法、指導組員共同完成網(wǎng)站。教師就分組和分工進行協(xié)調(diào)，并引導小組就任務展開討論。

3.分工協(xié)作

項目經(jīng)理在其個人空間中建立一個任務庫（Repository），對任務目標、時間進程、組員分工等進行描述。組員建立任務的分支庫（Fork），將工作結果上傳到分支庫中。以上過程中，組員分析各種信息資源，運用信息技術完成任務，組員之間既要分工也要協(xié)作。除了上課時候面對面的協(xié)作，也可以通過GitHub平臺建立Issue進行商討。同理，教師曾在課前開設的Issue中，除了要求各個小組把就網(wǎng)站制作建立的任務庫地址上傳之外，也可以在此提交一些問題，分享一些資源。教師在此過程中關注各個小組的問題，必要的時候進行集中講解。比如涉及網(wǎng)站制作的時候，教師可以就知識點、問題點展開講解。

4.任務合并

在任務的開展過程中，對于階段成果（視頻、圖片、文檔、源代碼等），組員可以根據(jù)情況提交，便于組內(nèi)分享。GitHub平臺中的協(xié)同開發(fā)模式方便項目組進行版本控制，便于項目組內(nèi)的合作。組員發(fā)送合并請求（Pull Request），項目經(jīng)理對上傳文檔進行檢查（Review）與合并（Merge）。這里的合并是一個不斷迭代的過程，隨著網(wǎng)站制作工作的開展，組內(nèi)可能會有新的想法或者需求迸發(fā)，因此任務的合并會存在多次。教師都可以通過關聯(lián)的任務庫查看各個小組的情況，以便提供適時的幫助和指導。

5.提煉分享

各小組完成網(wǎng)站后，教師在課程空間中開設就本項目的分享Issue，要求將網(wǎng)站成果、小組成員的工作內(nèi)容、工作亮點、學習收獲等提前分享到Issue中，其他同學都可以在Issue中跟帖評論。教師收集評價系統(tǒng)對學生在這個項目學習行為中的評價數(shù)據(jù)，結合課堂表現(xiàn)，生成評價，為后續(xù)課堂點評做好準備。在課堂內(nèi)設置演講環(huán)節(jié)，各小組派代表分享網(wǎng)站制作過程的經(jīng)驗得失，教師針對完成的過程和情況進行點評，也可以引導其他同學一起參與點評。通過分享、評價，引發(fā)師生進行深度思考，實現(xiàn)對知識的深度加工，從而將思維引入高階發(fā)展的階段。

GitHub平臺天生為開發(fā)者而生，但不局限于對于開發(fā)的協(xié)作，因此課程中非實踐類的教學，也同樣可以在平臺上開展。

隨著GitHub平臺用戶的增加，GitHub逐漸成為最流行的開源軟件開發(fā)平臺之一，出現(xiàn)了許多基于 GitHub社交編碼服務、特性和方法的教學方法[18]。我們經(jīng)過教學實踐認為，在GitHub平臺中搭建課程空間，有利于激發(fā)學生學習興趣，有利于學生感知真實的開發(fā)者世界，從而感知信息社會，培養(yǎng)信息意識;將學生置身于數(shù)字化學習環(huán)境中，讓其真切感受到海量的學習資源，從而思考和學習如何搜索和使用資源;通過在GitHub平臺中搭建個人空間，并且和其他空間進行交互，從而感知和形成網(wǎng)絡時代信息化的交互方式;通過基于協(xié)同開發(fā)模式的項目合作，相互對話、彼此互動來加深對知識的理解，批判地學習，在解決問題的過程中，促成學生信息素養(yǎng)的提升;通過學習內(nèi)容、教師、學生、資源的關聯(lián)與聚合，促進知識的融合與創(chuàng)新。

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責任編輯 滿令怡