王娜

摘要：本文通過分析支架式教學(xué)與深度學(xué)習(xí)兩者的關(guān)系，并以人教-中圖版高中信息技術(shù)教材中“數(shù)據(jù)整理”一課的內(nèi)容為例，采用“情境支架的導(dǎo)入、探究式支架的鋪展、程序支架的遞進(jìn)、多元支架的評價(jià)”四種信息技術(shù)學(xué)科支架式教學(xué)，探討如何在信息技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用支架式教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，以期為中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞：支架式教學(xué)；深度學(xué)習(xí)；教學(xué)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)整理

中圖分類號：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2024）01-0057-04

支架式教學(xué)與深度教學(xué)的關(guān)系

支架式教學(xué)模式的定義源自歐共體，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中為學(xué)生提供深化理解問題所需的概念框架。深度學(xué)習(xí)以學(xué)生高階思維的發(fā)展為導(dǎo)向，促使學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)加工和深度理解，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對新知識的批判性學(xué)習(xí)，以及將其融入到已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，通過高水平思維過程，靈活運(yùn)用所學(xué)的知識和能力來解決實(shí)際問題。

支架式教學(xué)模式和深度學(xué)習(xí)有著相同的理論基礎(chǔ)，即建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。支架式教學(xué)模式涵蓋五個(gè)基本環(huán)節(jié)，即搭建支架、進(jìn)入情境、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價(jià)，而深度學(xué)習(xí)過程主要包括情境創(chuàng)設(shè)、知識建構(gòu)、問題解決和反思評價(jià)，這兩種教學(xué)方法在過程方面存在許多相似之處，如圖1所示。

在教學(xué)過程中，如果教師能夠根據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，搭建適當(dāng)?shù)闹Ъ?，通過探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，發(fā)揮學(xué)生的潛能，必然能夠促進(jìn)學(xué)生對新知識和新技能的掌握，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和深度理解。

實(shí)例研究

本文以人教-中圖版高中信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第3章“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”第2節(jié)“數(shù)據(jù)的采集與整理”的第2課時(shí)《數(shù)據(jù)整理》為例，采用支架式教學(xué)方式對信息技術(shù)教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行了實(shí)踐研究，提煉出基于深度學(xué)習(xí)五大特征的支架式教學(xué)應(yīng)用策略。

1.教學(xué)目標(biāo)的制訂

依據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》并圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂“數(shù)據(jù)整理”的課堂教學(xué)目標(biāo)：①通過生活中物品整理和數(shù)據(jù)整理的對比分析，理解數(shù)據(jù)整理的意義，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)；②通過典型的應(yīng)用案例，了解數(shù)據(jù)整理的基本方法（信息社會責(zé)任、計(jì)算思維）；③根據(jù)任務(wù)需求，選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ呋蚱脚_處理數(shù)據(jù)，并能夠利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、組織、計(jì)算與呈現(xiàn)（信息社會責(zé)任、計(jì)算思維）；④針對不同的問題，采用自主或協(xié)作方式，運(yùn)用合適的數(shù)字化工具進(jìn)行信息加工與處理，進(jìn)而建構(gòu)知識、表達(dá)思想、解決問題。

2.情境支架的導(dǎo)入

深度學(xué)習(xí)五大特征的前兩大特征相互依賴，如何搭建既能實(shí)現(xiàn)生活經(jīng)驗(yàn)與所學(xué)知識的相互轉(zhuǎn)化又能促使學(xué)生全身心主動(dòng)投入學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)支架呢？經(jīng)過研究筆者發(fā)現(xiàn)，將真實(shí)生活情境引入課堂教學(xué)能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在以現(xiàn)實(shí)生活情境為支架的情況下實(shí)現(xiàn)知識符號與現(xiàn)實(shí)生活的相互轉(zhuǎn)化。

在《數(shù)據(jù)整理》一課中，教師針對為什么需要數(shù)據(jù)整理、什么是數(shù)據(jù)整理、怎么做數(shù)據(jù)整理等問題，從小到大，從個(gè)人到社會分別預(yù)設(shè)了三個(gè)不同的情境支架來幫助學(xué)生深入理解知識點(diǎn)（如圖2）。①從學(xué)生身邊的物品整理舉例，快速吸引學(xué)生的注意力，并提問“你們平時(shí)如何收拾學(xué)習(xí)用具？”。通過現(xiàn)實(shí)情境問題的鋪墊，引發(fā)學(xué)生遷移思考：為什么需要數(shù)據(jù)整理？②升級問題情境，請學(xué)生分析“新冠疫情期間的學(xué)生健康數(shù)據(jù)表”，思考存在的問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決這些問題（解決的過程就是數(shù)據(jù)整理，以此來理解什么是數(shù)據(jù)整理）。③再次升級問題情境，選取當(dāng)時(shí)的社會熱門話題—拉閘限電，讓學(xué)生進(jìn)一步通過探究來解決實(shí)際問題，在實(shí)踐中掌握“怎么做數(shù)據(jù)整理”。

該教學(xué)過程圍繞“數(shù)據(jù)整理”的三個(gè)關(guān)鍵問題“為什么、是什么、怎么做”，分別創(chuàng)設(shè)了三個(gè)情境支架。問題情境層層遞進(jìn)，從身邊的小事逐步上升到社會、國家，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了“數(shù)據(jù)”問題的抽象度，還培養(yǎng)了學(xué)生的信息意識，提升了信息社會責(zé)任感，有效地促使學(xué)生全身心主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)，達(dá)成了深度學(xué)習(xí)的前兩大特征的教學(xué)目標(biāo)。

3.探究式支架的鋪展

在深度學(xué)習(xí)的五大特點(diǎn)中，明確強(qiáng)調(diào)了學(xué)生需要達(dá)到學(xué)科知識的高階目標(biāo)，即掌握更深層次的本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系。所以，在信息技術(shù)課堂中思維的引導(dǎo)是重中之重，在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中筆者注重思維支架的搭建，幫助學(xué)生在邏輯遞進(jìn)中構(gòu)建完整的知識體系，提升計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如，針對“如何讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)整理的概念及內(nèi)涵”這一問題，教師展示了一張新冠疫情期間學(xué)生在家的健康情況跟蹤數(shù)據(jù)表（數(shù)據(jù)表中210307號學(xué)生的數(shù)據(jù)登記了兩遍，210304號學(xué)生則缺少了聯(lián)系電話，而210325號學(xué)生在17日這天的體溫為30度，很顯然這是個(gè)錯(cuò)誤數(shù)值）。這樣的數(shù)據(jù)表會影響教師的統(tǒng)計(jì)和聯(lián)系工作，也會對后續(xù)的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生不良影響。所以，通過問題數(shù)據(jù)分析可以明確，需要做的操作分別是刪除重復(fù)的學(xué)生信息、補(bǔ)全缺失的聯(lián)系電話、修改錯(cuò)誤的體溫?cái)?shù)據(jù)等，這些操作就是數(shù)據(jù)整理。

再如，教師在引入拉閘限電的情境式支架之后，引導(dǎo)學(xué)生思考：拉閘限電是什么原因引起的？并拋出邏輯支架—東北地區(qū)為什么最早開始拉閘限電？教師再次遞進(jìn)以確定問題：“是不是因?yàn)橛秒娏看笥诎l(fā)電量？”學(xué)生合作討論如何驗(yàn)證假設(shè)，師生共同確定行動(dòng)方案，即利用Python網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序，采集我國近10年各省用電量和發(fā)電量的原始數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析對各省市的用電和發(fā)電情況做初步判斷。至此，學(xué)生已確定好“數(shù)據(jù)整理”在整個(gè)數(shù)據(jù)分析知識圖譜中的地位關(guān)系圖，掌握了數(shù)據(jù)處理過程中數(shù)據(jù)整理與其他環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系。

學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)觀察不難發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中存在的各類問題，課堂探究遞進(jìn)到了更深層次的問題，即梳理解決問題的方案—?jiǎng)h除重復(fù)、勘誤修正、排序等。在確定了思路之后，方法工具的探討是至關(guān)重要的。在信息技術(shù)的教學(xué)中要避免學(xué)生為了使用工具而學(xué)習(xí)工具，明確問題與工具選擇的適配性是學(xué)生達(dá)到學(xué)科知識的高階目標(biāo)的關(guān)鍵，在不同的問題情境中懂得選擇適合的問題解決工具，是學(xué)生掌握更深層次的本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系的一項(xiàng)重要體現(xiàn)。

4.程序支架的遞進(jìn)

對高中生來說，根據(jù)相應(yīng)的問題，從無到有編寫代碼，難度太大，絕大多數(shù)學(xué)生無法完成。這就要求教師搭建適當(dāng)?shù)某绦蚩蚣軄磔o助學(xué)生解決問題。在“刪除重復(fù)數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)中，教師先通過選擇題的形式展示程序代碼語句，引導(dǎo)學(xué)生掌握解決重復(fù)數(shù)據(jù)問題的處理步驟（如圖3），再對重難點(diǎn)—?jiǎng)h除數(shù)據(jù)的關(guān)鍵語句做精講，最后以填空的形式布置課堂作業(yè)。在這樣一步一步的鋪墊中，學(xué)生可以較為輕松地實(shí)現(xiàn)利用Python編程刪除重復(fù)數(shù)據(jù)的問題。除此之外，梯度作業(yè)的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)，讓編程能力較強(qiáng)的學(xué)生繼續(xù)利用教師提供的素材自學(xué)完成“課堂練習(xí)2—如何快速查看刪除了哪些重復(fù)數(shù)據(jù)？”。

在“檢測錯(cuò)誤數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)中，同樣先梳理檢測數(shù)據(jù)時(shí)的邏輯順序，再讓學(xué)生對錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行分類討論，不同的錯(cuò)誤類型，所采取的檢測方法不同。由于實(shí)現(xiàn)檢測錯(cuò)誤數(shù)據(jù)要比上一個(gè)刪除重復(fù)數(shù)據(jù)的任務(wù)難度略有增加，所以，筆者在提供程序支架時(shí)，附上了代碼注釋。將任務(wù)設(shè)計(jì)為增補(bǔ)形式，根據(jù)已給出的代碼—顯示需要檢測的數(shù)據(jù)列，補(bǔ)充其中缺少的數(shù)據(jù)列。另外一個(gè)關(guān)于無效數(shù)據(jù)的檢測，程序邏輯復(fù)雜且長，則提供完整的代碼，讓學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)。

在整個(gè)編碼實(shí)踐過程中，學(xué)生在程序支架的幫助下，順利完成了數(shù)據(jù)整理的程序?qū)嵺`，將理論知識轉(zhuǎn)化為親身實(shí)踐。該實(shí)踐力的提升既達(dá)成了深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又為進(jìn)行社會實(shí)踐和終身發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

5.多元支架的評價(jià)

多元評價(jià)支架在信息技術(shù)教學(xué)中扮演著至關(guān)重要的角色，通過多種評價(jià)方式，學(xué)生能夠全面了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，同時(shí)也能夠從不同角度獲得反饋，深度學(xué)習(xí)的五大基本特征中也同樣涵蓋了這一點(diǎn)—學(xué)會評判知識及其學(xué)習(xí)過程。

多元評價(jià)支架反饋不只是單向的教師到學(xué)生，也是學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與自身的相互交流與反饋。這種多維度的評價(jià)方式鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度認(rèn)知自己的學(xué)習(xí)，激發(fā)他們主動(dòng)思考、持續(xù)改進(jìn)的意識。同時(shí)，教師也能夠從多元評價(jià)中獲得學(xué)生的反饋，了解教學(xué)的有效性和改進(jìn)方向。綜合多種反饋，教師可以更精準(zhǔn)地調(diào)整教學(xué)策略，滿足不同學(xué)生的需求，推動(dòng)整體學(xué)習(xí)水平的提升?！稊?shù)據(jù)整理》一課的多元評價(jià)方式與能力對應(yīng)如下頁表所示。

反思與啟示

1.情境創(chuàng)設(shè)——激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣

編程的目的就是解決問題，在編程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考非常重要。在編程教學(xué)中可以通過提供問題場景或讓學(xué)生自己想出問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，從而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和解決問題的能力。同時(shí)，問題框架的搭建要注意結(jié)合當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，貼近學(xué)生生活來引起共鳴，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.思維支架—強(qiáng)化學(xué)生問題解決意識

在編程教學(xué)中，教師可以通過講解和示范，幫助學(xué)生建立適合編程的思維模式和思考方式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生的編程水平。思維支架是最難把控的，這不僅僅是因?yàn)閷W(xué)生水平參差不齊，也是因?yàn)橐幚硌普T的度和有限的課堂授課時(shí)間之間的矛盾，要解決這個(gè)問題還需要進(jìn)行大量的教學(xué)實(shí)踐和探究，根據(jù)實(shí)際情境展開課程設(shè)計(jì)和教學(xué)。

3.程序支架——促進(jìn)編程能力形成

為了讓學(xué)生更好地理解程序的結(jié)構(gòu)和思路，教師可以在教學(xué)中提供程序框架，讓學(xué)生在框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行編程實(shí)踐，從而更好地掌握編程方法和技能。程序框架的搭建要注意巧挖空、會挖空，既要降低學(xué)生的編程難度，又要設(shè)置需要一定思考的程序補(bǔ)全內(nèi)容。

4.評價(jià)方式—多元評價(jià)反饋機(jī)制

通過多元評價(jià)支架，讓學(xué)生的深度學(xué)習(xí)不只停留于知識的掌握，更注重在實(shí)際情境中的應(yīng)用和創(chuàng)新。這樣的評價(jià)方式鼓勵(lì)學(xué)生持續(xù)思考、質(zhì)疑和探索，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)的真正實(shí)現(xiàn)。

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本文系廈門市高中“提質(zhì)增效”專項(xiàng)學(xué)科帶頭人課題“指向核心素養(yǎng)的聊天機(jī)器人編程大單元教學(xué)實(shí)踐研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號：XMXD2023049）研究成果。