探究可視化學習在計算機應用基礎課程中的運用

[摘 要] 可視化學習是指利用知識可視化資源創設學習情境，學生通過思維可視化工具進行思考分析，并利用數據可視化方式進行總結、反思和學習評價的個性化學習方式。以促進學生的個性化學習能力為目標，以培養學生獨立思考問題的能力、獨立解決實際問題的能力為目的，基于可視化學習的教學方法，探究中職《計算機應用基礎》課程的教學模式。

[關 鍵 詞] 中職計算機應用基礎；可視化學習；教學模式

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）18-0163-03

計算機應用基礎是中等職業學校學生必修的一門公共基礎課，也是計算機專業學生的一門必修課。目前，教師多采用理論+實操的教學方法，即理—實一體化的教學模式，這種教學模式有它一定的優勢，但在具體操作過程中，尤其在小組合作學習時，忽視了學生個體差異，忽視了學生獨立思考問題能力的培養，往往出現濫竽充數的情況，學生沒有獨立解決問題的能力。而可視化學習能較好地改進這一現象，它能改變學生的學習方法，促進學生的個性化學習能力，培養學生獨立思考問題的能力，提高學生的思維能力。

一、個性化學習能力的核心因素

個性化學習能力是指針對學生個性特點和發展潛能而采取恰當的方法、手段、內容、起點、進程、評價方式，促使學生各方面獲得充分、自由和和諧的發展過程。學生可以根據自己的特點和需要，在更大程度上自由地選擇適合自己的學習資源，按照適合自己的方式和進度進行學習。個性化學習使每一個學習者的潛能都得到最大限度的發揮，獲得成功體驗和生存效能感。教師在課堂中要尊重學生的個別差異，要幫助學生掌握獲取新知識的方法并形成獨立判斷、獨立處理問題的能力，養成個性化的學習能力，而個性化學習能力的核心因素是思維能力。因此，在教學過程中，學生的每一個學習活動中都應該有機會參與和獨立思維。舉一個簡單例子，在學習Excel數據處理知識和技能時，學生能在課堂上按照教師的要求完成給定的數據函數公式計算，但學生在課后計算文明班評比分數時，面對表格中的數據，竟然還在使用手機中的計算機器進行數據計算，完全想不到可以直接使用Excel數據表的函數功能?？梢妼W生缺乏獨立思考問題的能力，獨立解決實際問題的能力較差?？梢暬瘜W習方法能改變學生的學習方法，促進學生的個性化學習能力，提高學生的思維能力。

二、可視化學習的三要素

可視化學習是指利用知識可視化資源創設學習情境，學生通過思維可視化工具進行思考分析，并利用數據可視化方式進行總結反思和學習評價的個性化學習方式。它包括三個基本要素：知識可視化資源、思維可視化工具和數據可視化方式。

（一）知識可視化

知識可視化是指通過視覺表征形式進行知識的傳播與創新，可以用來構建、傳達和表示復雜知識的圖形圖像，例如，微視頻。知識可視化有利于正確傳達事實信息，傳輸人類的知識，并幫助他人正確地重構、記憶和應用知識。知識可視化作為學習資源，可以改變認知方式，促進有意義學習。知識可視化作為教育理念，能促進教師進行反思，輔助教學設計。

目前，微課教學已成為各類學校進行課堂教學的一種熱門教學方法，在可視化學習教學方法中所講的微視頻可以說是微課的一種形式，但它與講解型微課有區別，它的內容不是知識講解過程，也不是簡單的知識呈現過程，而是提供與學習內容有相關的情境和問題，為學生提供思考的空間。它可以說是把講解型的微課進行了改造，突出了情境性和思考性，提出從另一角度思考問題。學生在觀看微視頻后，必須應用思維可視化工具進行思考分析，獨立形成個人的思維作品。例如，在講授Word表格的制作與編輯這一知識技能點時，教師可制作這樣的微視頻，教師引入一個情境，制作一個課室衛生值日表，并提出思考問題“完成這份值日表需要哪些步驟和使用到哪些菜單命令？”之后，再讓學生通過可視化的思維工具對問題進行分析和思考。而具體的表格制作與編輯技巧教師又可通過講解型微課呈現給學生，讓學生能自主學習知識和技能。總之，教師提供給學生的知識必須是可視化的，多種類型的可視化學習資源相接合，讓學生能更方便地完成學習，更重要的是抓住了學生的學習興趣。

（二）思維可視化工具

思維可視化工具是指運用一系列技術把原本不可視的思考方法和思考路徑呈現出來，使其過程清晰可見。由此，使思維的方法和過程更便于呈現、理解和內化，有效地提高信息加工及信息傳遞的效能。實現思維可視化的工具通常包括思維導圖、圖形化思考工具、表格化思考工具等三大類。

在中職計算機應用基礎課程中，比較適合學生使用的思維可視化工具是思維導圖，思維導圖又叫心智導圖，是組織和表征發散思維的一種圖形技術，它以某一主題為中心，以樹狀結構形成從中央向四周放散的多個層次的分支，各分支形成多節點連接的結構圖。借助思維導圖可以展示發散思維的思維脈絡，展示事物之間的關系。例如，圖文混排是計算機應用基礎的一個重要技能，其實際應用范圍較廣，知識點較多，也較復雜。想要做好一份圖文并茂的文檔除了涉及專業知識，還涉及美學的理念。在排版之前，可以利用思維導圖對文檔進行設計分解，也就是說先利用思維導圖進行版面構思，文字如何排版、圖片格式如何設計等。在清晰的思路下設計出的版面，才能做到美觀大方，同時也能直觀地呈現出設計者的想法，更重要的是培養學生獨立思考的能力，而且在后期進行檢查時也能準確地發現哪個環節和步驟出現了問題。

（三）數據可視化

數據可視化是將抽象數據利用點的分布，線條，平面或立體圖形等直觀形象來表達數據意義的一種方式?？梢暬瘜W習中數據可視化的對象包括學習者學習活動過程中產生的數據和學習結果產生的數據。在可視化學習研究中要關注發展過程，進行差異比較，將達標狀況的數據可視化。

最簡單的方法，可使用Excel圖表來顯示學生在學習過程中對知識點掌握程度及對學生的學習評價進行數據化呈現，形成可視化數據對學生進行發展性評價。例如，《計算機應用基礎》這門課程中的除“Word”和“Excel”以外的知識都不是技能證書的考點，非計算機專業的學生不一定樂于學習這部分知識，教師不一定能做到讓全部學生都能學會并掌握。這時，可采用分層教學，讓學有余力的學生繼續學習，并利用Excel圖表中的柱形圖記錄掌握這些知識技能點的學生情況和學習情況，便于在以后的教學中進行對知識點進行重新的梳理和調整。

三、可視化學習教學模式的具體運用

在中職計算機應用基礎課程教學中，教師可以通過展示知識內容情境，提出思考問題；學生利用思維工具思考分析問題，解決問題；學生圍繞可視化思維作品進行交流，開展小組活動；利用多種可視化資源指導學生，深化學習；學生利用可視化思維工具進行反思，評價五項學習活動，將可視化學習教學模式與課程教學活動緊密相聯。例如，在進行Excel數據圖表的課堂教學時，可以按照以下五項學習活動開展教學。

（一）展示知識內容情境，提出思考問題

可視化學習動模型實際上來源于基于問題驅動學習（PBL）的思想，是PBL在可視化學習活動中的具體體現，因此，需要利用知識可視化資源展示學習內容的情境并提出需要解決的問題。可制作這樣的微視頻，教師引入一個情境，在統計班級學生期末成績時，用兩種方式展示，一種數據表格，一種圖表，讓學生通過查找一些數據來體會和思考哪種數據顯現方式更直觀，隨后再將創建圖表的操作步驟呈現給學生。接著，給出一些數據表格，并提出問題“各類型的圖表可對應顯示什么樣的數據表”，為學生提供了一個開放式的思考空間。

（二）利用思維工具思考分析問題、解決問題

以往學生按照教師給出的操作示范基本上能完成預定任務，或者借助外力的幫助能嘗試一些開放式的任務。但學生在學習過程中沒有獨立思考的時間，沒有通過自己獨立思考解決問題，這樣學生不知變通，無法將知識進行內化—遷移—提高，從而解決不了實際問題。而通過可視化思維工具，學生可以進行獨立思考，并將思考過程用可視化工具呈現出來。針對教師提出的“各類型的圖表可對應顯示什么樣的數據表”問題，學生可以利用思維導圖將思考過程呈現出來，并能發現各圖表之間的區別和聯系。如圖1所示。

通過制作思維導圖，學生將創建圖表的技能獨立思考了一遍，系統地梳理了知識點，并將思路呈現出來，接下來就是制作作品——完成圖表的創建，可作品也是可視化的，更利于學生的學習。通過可視化思維工具，能讓學生不僅知其然，還能知其所以然，也能讓學生將技能快速地運用到今后的學習和生活中，去解決實際問題。

（三）圍繞可視化思維作品進行交流，開展小組活動

學生在經過獨立思考后完成作品，在學生有一個獨立學習的過程后，再進行小組活動，將可視化作品進行完善。小組內交流作品，一起查找作品中的問題并進行修改，學生在課堂上進行分享與表達。在學生獨立完成的圖表中，有些數據選擇錯誤，有些布局設置不當，這些問題是自己沒能發現的，或者發現了卻不知如何解決的。通過小組交流、頭腦風暴，將發現的問題進行糾正，再將作品進行完善，最后在課堂上分享和展示。這種通過自己獨立思考、自己努力后獲得的成就感會讓學生體會更深刻，所掌握的技能點也能更牢固，也發揮了小組協作的作用，培養了學生的合作能力。

（四）利用多種可視化資源指導學生，深化學習

教師對學生提出的問題進行分析和總結，進一步提供學生可選擇、多樣化、多層面的可視化練習，讓學生在實際操練過程中使知識深化。學生學會創建圖表后，對學生進行深化提升，讓學生學習圖表的格式化。教師可制作微視頻，并將圖表格式化的知識技能點呈現給學生，學生再利用可視化思維工具進行思考，完成可視化作品，如此循環，將知識、技能學完。

（五）利用可視化數據進行反思，進行發展性評價

對學生的學習情況進行動態跟蹤，并形成可視化數據對學生進行發展性評價。最簡單直觀的方法可以通過Excel圖表記錄和顯示學生的學習情況，例如，每位學生的學習水平情況使用折線圖，如圖2所示。小組合作得分使用柱形圖或者條形圖，這樣就可以了解每一個學生一學期的動態學習情況。

當然，以上五項活動并不是教學過程固定的先后步驟，它是學習活動的內容和方法，包含自主學習、合作學習、探究學習活動，也包含了微課的應用，可以進行翻轉課堂教學，也可以在課后進行復習鞏固，可以根據教學內容設計不同學習活動的順序安排，也可以將上述學習活動循環多次使用。

四、可視化學習教學模式需要注意的問題

（一）學生獨立思考才能達到個人目標

很多教師喜歡使用小組教學法，但這種教學方法往往會忽視學生的個體差異，忽視學生獨立思考問題能力的培養，難免出現學生濫竽充數的情況，學生沒有獨立解決問題的能力?？梢暬瘜W習的教學模式，特別注重學生獨立思考的能力培養。教師在展示知識內容前，必須提出一個思考問題，即制定一個每個學生都必須達到的個人目標，讓學生獨立思考，而且讓學生有足夠的時間思考，并使用可視化工具分析問題、解決問題。

（二）適當的小組活動能培養學生的多種技能

美國伯尼·特里林、查爾斯·菲德爾在《21世紀技能：為我們所生存的時代而學習》中指出，21世紀的基本技能應包括：學習與創新技能（包括批判性思考和解決問題能力、溝通與協作能力、創造與革新能力），數字素養技能（包括信息素養、媒體素養、信息與通信技術素養），職業和生活技能（包括靈性與適應能力、與自我導向、社交與跨文化交流能力、高效的生產力、責任感、領導力等）。學生在達到個人目標后進行適當的小組活動——小組合作學習，有利于培養學生的協作能力、溝通能力。學生在經過獨立思考問題、分析問題和解決問題后，可在小組內交流活動，完善作品的不足以及交流學習心得。這種小組合作學習模式下學生的個人目標和小組目標之間是積極的相互依賴關系，只有當小組內所有成員先完成各自的目標（即前面的獨立思考和獨立完成作品），整個小組才能達到成功，這是一種榮辱與共的交互方式。

在計算機應用基礎教學中，一定要設定好個人目標及小組目標，才能將可視化學習教學模式的優勢發揮出來。

參考文獻：

[1]李克東.可視化學習行動研究[J].教育信息技術，2016（7）.

[2]伯尼·特里林，查爾斯·菲德爾.21世紀技能：為我們所生存的時代而學習[M].天津：天津社會科學院出版社，2011.