基于一體化教學的三維交互模式的構建及應用

□劉光然 陳建珍 朱丹丹

基于一體化教學的三維交互模式的構建及應用

□劉光然 陳建珍 朱丹丹

一體化教學是職業學校教學改革的重要內容之一。探討利用交互式電子白板實施一體化教學，構建基于一體化教學三維交互模式，該模式指出教學主體通過與教學資源以及教學媒體的不斷交互完成教學，學生在一體化的實踐場和情感場中逐步成長為技術專家。

一體化教學；三維交互；交互式電子白板；實踐場

一、問題的提出

隨著教育信息化的不斷深入，如何利用信息技術優化課堂教學已經成為教育界中研究的熱點問題。一體化教學是職業學校教學改革的主旋律，而交互式電子白板作為信息技術的一種。因其在課堂教學中的強大優勢，已經成為課堂教學的有利武器。但是，利用交互式電子白板實施一體化教學的研究較少。本文探討利用交互式電子白板創造有利于學生學習的環境，輔助職業學校的一體化教學，并構建三維交互模式。

一體化教學強調理論學習與實踐訓練有機地融為一體，表現為4個層面：

（1）內容一體化：理論、實驗、實訓內容一體化；

（2）教學方法一體化：任務驅動教學法、演示教學法、虛擬仿真教學等一體化；

（3）教學資源一體化：理論知識學習資源與學生實踐資源一體化；

（4）師資一體化：教師既能講授理論知識又能指導學生的實踐操作，理論教學與實踐教學一體化。

信息技術環境下的一體化教學，理論與實踐如何有機融為一體，對現有的教學模式提出新的要求。本研究提出的三維指教學主體、教學資源以及教學媒體。其中，教學主體包括教師和學生；教學媒體包括交互式電子白板、計算機以及其他媒體等；教學資源反映實際工作場景包括課件、虛擬訓練系統、圖片以及生成性資源等。

二、三維交互模式的構建

（一）理論基礎

1.情境認知理論。情境認知理論把學習看成是一個社會文化現象，而不是單獨地從非情境化的知識主體中獲得一般信息。因此，學習是對話的過程，既包括內部的自我對話，也包括與教師、同伴的協商，學習就其本質而言是一個社會對話過程[1][2]。認知過程包括思維和學習發生于一定的物理和社會背景中，只有當學習融入所學知識的運用情境中，才可能發生有意義的學習。因此，教學應該提供真實或模擬的情境與活動，幫助學生理解和學習。

職業學校教學中實踐場的構建，對情境具有明顯的依賴性。教師通過創設真實情境，為學生提供學習支架，以促進學生對操作技術的理解，逐漸將培養學生成為能獨立解決問題的技術能手。

2.情感化設計理論。《心理學大辭典》指出：“情感是人對客觀事物是否滿足自己的需要而產生的態度體驗”。情感不僅指人的感情，還包括人的各種經歷、經驗以及對外界刺激的反應。人類情感交互層次塔模型包括本能層、行為層、會話層與反思層四個層次，對應的情緒目標依次為生理快樂、精神快樂、社交快樂和思想快樂。情感交互由低級向高級交互水平提升。

職業學校的一體化教學強調以人為本，注重師生情感的交互，因此，情感的交互也應融入教學模式中。

（二）三維交互模式的架構

高質量的課堂教學離不開互動，交互式電子白板能創設的多種情境，有利于教學主體、教學媒體以及教學資源間的交互，三維交互模式如圖1所示。

圖1 三維交互模式

教學主體通過操作教學媒體，實現操作交互；通過調用教學資源，實現信息交互；教學媒體通過調用教學資源實現信息交互。在三維交互模式中，教學主體占主導地位，即教學資源和教學媒體是為教學主體服務。利用交互式電子白板實施一體化教學，教學主體通過操作交互式電子白板對教學資源進行重新的整合，完成教學。教學的結果再轉換成為教學資源，形成生成性資源。

（三）三維交互模式的內涵分析

1.交互分析。教學主體（包括教師和學生）是三維交互中的核心要素，其與教學媒體實現操作交互；與教學資源實現信息交互。同時，教師與學生在進行知識傳遞過程中，實現信息交互；學生與學生相互交流時也進行信息交互；而學生個體進行新舊知識的更新與內化時，實現概念交互。教學主體交互如圖2所示。

圖2 教學主體交互

2.情感分析。教學主體（主要指學生）通過與教學媒體的操作交互，學生感受到生理快樂；學生與學習資源進行交互時體驗到精神快樂；而教師與學生、學生與學生在共同的教與學的愿景下進行合作交互，不僅實現精神快樂，還感受到社交快樂；當學生與新舊知識進行概念交互時感受到思想快樂。

3.學生成長模型分析。學生在一體化的實踐場與情感場中由邊緣參與者逐漸成長為技術專家，經歷邊緣參與者、一般參與者、核心參與者、技術專家等階段。學生成長模型如圖3所示。

圖3 學生成長模型

三、三維交互模式的特點

三維交互模式中，教學主體通過操作教學媒體對教學資源進行重新的整合學習，在不斷的交互中完成一體化教學。

（一）教學情境的真實性

情境認知理論強調知識必須在真實的情境中呈現，才能激發學生的認知需要，進而有助于學生生成主動解決問題的認知興趣。一體化教學中，教師利用交互式電子白板創設真實的情境，激發學生的求知欲。多媒體化的教學情境，為實施一體化教學提供良好的環境。

（二）教學過程的生成性

三維交互教學模式支持下的學習，學生不是被動的接收知識，而是以合法邊緣性參與到教學活動中。教學在實踐和情境脈絡中通過互動和協商而產生，它是一個豐富、多樣的動態生成過程。

（三）實踐共同體的成長性

在三維交互模式中，教學主體具有共同目標，學習者通過仔細觀察、深入思考、清晰表達等活動產生個體的理解，個體理解經過清晰表達上升為組織理解，進而形成組織知識，然后將組織知識不斷內化為附帶個人經驗的知識和理解，教學主體共同成長。

（四）學習資源的建設性

教師將教學媒體，尤其是交互式電子白板與專業課程資源的有機整合，促進學習資源的建設，不斷豐富課程學習資源。

四、三維交互模式支持的教學過程

三維交互模式支持的一體化教學過程是動態開放的系統，包括3個階段，各階段螺旋式上升，學生由新手逐步成長為技術專家。

第三，在創新發展上著手促進國有企業迅速轉型。關鍵有效的途徑在于在經營模式、技術應用、人力資源利用等方面的實際操作中加速“互聯網+”的創新應用。有效融合國有企業品牌戰略與“互聯網+”應用，重視人力資源作用；積極構建互聯網信息數據庫，并通過信息數據庫的應用，調整組織結構，確保企業經營模式的轉變和管理模式的全面創新，進而實現經濟效益的提升。

（一）第一階段：課前準備

教師根據社會對人才培養的需求、專業培養目標、教學大綱準備相關的教學資源，熟悉一體化教學環境。學生預習與本課程內容相關的問題，了解知識或技術的應用現狀，提高對所學知識的理解與認知。

（二）第二階段：課堂教學

學生在積累一定感性認識的基礎上，參與課堂學習。在這個階段中，強調知識的實用性和職業性，夯實基礎知識，強化實踐能力。

1.教學過程。首先，教師利用交互式電子白板，創設與知識相關的情境，反映知識在真實生活中的應用，從而激發學生的動機。教師不僅要演示問題解決過程，還要清晰表述任務的要求，使學生能夠明確任務。然后，教師鼓勵學生以實踐共同體的形式參與到問題解決中，與電子白板進行交互，教師提供指導。最后，教師利用交互式電子白板創設更加多樣化的問題情境，并逐步拆除腳手架讓學生獨立探究，促進知識的運用和遷移。

2.課堂教學案例。本案例將三維交互模式應用于中職電工課教學實踐，受實驗學校教學條件的限制，教學媒體是交互式電子白板，電子筆，教學資源是PPT。

教學知識點：自動保溫式電飯鍋工作原理。

設計思想：提出問題—〉分析問題—〉解決問題—〉應用拓展。

分析問題階段，學生討論故障。學生與交互式電子白板實現操作交互，學生在解決故障的實踐中學習各組成部件，從而理解電飯鍋的工作原理。

解決問題階段，即綜合故障的排除，理論教學與實踐教學一體化。教師應用交互式電子白板展示綜合訓練題，學生在交互式電子白板上答題，實現操作交互。

應用拓展階段，學生運用交互式電子白板的拖拽功能完成虛擬實訓，理解常見故障的產生原因。

表1 S－T數據序列表

（三）第三階段：實踐訓練

學生實踐訓練，對所學知識加以理解，切實將知識轉化為能力，實現職業能力的提升，同時為后續課程的學習積累資源。

五、三維交互模式的應用案例分析

“自動保溫式電飯鍋工作原理”教學案例使用S－T課堂教學分析法，具體分析如下。

設定采樣周期為20秒，教學時間共計40分鐘，記錄表中有120個T或S符號，表1是S－T數據序列表。

利用S－T教學分析方法，S－T圖的描繪方法對該案例進行S－T分析，其中，采樣間隔是20秒，計算得出的教師行為占有率Rt=0.57,行為轉換率Ch=0.42，S－T圖和Rt－Ch圖分別如圖4和圖5所示。

圖4 S－T圖

圖5 Rt－Ch圖

從S－T分析結果可以看出：教師行為占有率Rt為57%，學生行為占有率Rs為43%，師生行為轉換率Ch為0.42，屬對話型模式。即使是以教師講解為主的課堂教學，教師通過合理的引導，仍可以促使學生在課堂上與教師積極互動，并達到“對話型”模式的師生互動率，這說明在整個課堂教學當中學生和教師的雙向交流十分和諧，課堂交互效果良好。

在本課的整個教學過程中，教師時刻注意學生的學習表現和積極性。學生在操作交互式電子白板時，感受到生理快樂；在動手完成電飯鍋故障的排除時感受到精神快樂；在小組協作中，感受到社交的快樂。

經過實踐，表明三維交互模式應用于職業學校的一體化教學是有效的。能很好地激發學生的學習動機，學生不是完全依賴教師的講授進行學習，而是在教師的引導下，經歷觀察、交流、實驗、實踐等活動來探究知識、形成技能。

六、結束語

三維交互模式以交互為基本的教學組織形式，反映教學主體、教學媒體以及教學資源之間的交互，將理論講解、原理演示、實物感知、交互體驗有機地融合在一起，為職業學校一體化教學的實施奠定平臺。

為了將三維交互模式更好地應用于職業學校的一體化教學，還需要在以下兩方面深入研究。

（一）如何促進學生高階思維的發展

一體化教學強調學生主體性的發揮，注重培養學生的創新能力，而高階思維有利于促進創新思維的形成。應用認知心理學和腦科學的研究成果，合理設計學習資源，使呈現的資源能引起學生進行多角度的思考、多概念的整合、運用多種思維技能，促進高階思維的發展。

（二）如何更好地應用于不同的學科

進一步探索三維交互模式在不同學科中的應用潛力，尤其是教學資源以及教學媒體如何更好地構建不同的學科實踐場。

[1]丁萊夫，等.情景學習：合法的邊緣性參與[M].王文靜，譯.上海：華東師范大學出版社，2004.

[2]王文靜.情境認知與學習理論研究述評[J].全球教育展望，2002.

責任編輯 葛力力

劉光然（1967－），天津市人，天津職業技術師范大學信息學院教授，研究方向為職業教育信息化；陳建珍（1977－），女，福建南平人，天津職業技術大學副教授，研究方向為職業教育信息化；朱丹丹（1986－），女，吉林四平人，天津中醫藥大學講師，研究方向為信息技術與課程整合。

本文為全國教育規劃“十一五”規劃課題“信息技術優化中職課堂教學的理論與實踐研究”（項目編號：GJA094016）階段成果，主持人：劉光然。

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1001－7518（2012）15－0067－03