基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序性知識教學模式的構(gòu)建與應用研究

王海燕　梁敏

摘 要：文章從知識分類的視角，在對已有翻轉(zhuǎn)課堂教學模式以及程序性知識學習特點分析的基礎上，構(gòu)建了程序性知識教學模式，同時在高一信息技術(shù)課程中進行了應用實踐，并對實驗效果進行了分析。結(jié)果顯示：該教學模式促進了學生對程序性知識的學習；對學生的情感態(tài)度也有積極的影響。

關鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；知識分類；程序性知識；模式構(gòu)建；應用研究

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）14-0066-04

自2001年教育部頒布《基礎教育課程改革綱要（試行）》以來，全國各省的中小學校相繼進行了課程改革，2003年，教育部又出臺了《普通高中信息技術(shù)課程標準》，進一步加大了信息技術(shù)課程改革的力度。然而十多年過去了，信息技術(shù)課程改革的效果并不是很好，其中最重要的一個原因是：課改總是自上而下地推進，雖然課改的制定者對新理念有深入的研究，但他們?nèi)狈σ欢ǖ膶嵺`經(jīng)驗，制定的政策往往缺乏一定的操作性，而廣大一線中小學教師只能是依令行事，并無多少話語權(quán)。[1]翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為課改提供了一條新的途徑，它是一種自下而上的組織形式，發(fā)起于一線教師，他們結(jié)合教學實踐，探索了各種行之有效的教學方式，從根本上改變了傳統(tǒng)的教學模式，真正實現(xiàn)了“以學生為中心”的教學理念，從而促進了學生的個性化學習。

目前，國內(nèi)外學者對于翻轉(zhuǎn)課堂的研究已經(jīng)積累了一定的研究成果，從不同角度進行模式的設計，而且在不同的學科教學中也進行了具體應用，并取得了良好的教學效果。但是很少有研究者從知識分類的角度對翻轉(zhuǎn)課堂進行研究。對于不同類型的知識到底如何進行翻轉(zhuǎn)課堂的教學設計，還需要我們進一步的探索。

一、程序性知識概述

1.程序性知識的概念與表征

以皮連生為代表的國內(nèi)學者提出了一個廣義的知識分類模式，也是我國現(xiàn)代認知心理學廣為采用的一種知識分類方法[2]，它將知識分為陳述性知識與程序性知識，其中程序性知識又包括對外辦事的智慧技能知識和對內(nèi)調(diào)控的認知策略知識。本文中研究的程序性知識也僅包括智慧技能類的知識。

程序性知識是關于怎么做、如何完成任務的知識。“任務”可能是完成比較程序化的練習，也可能是解決新問題等等。一般情況下，程序性知識以需要遵循的一系列程序或步驟的形式出現(xiàn)，主要包括技能、算法、技術(shù)和方法等。程序性知識反映的是各種“過程”的知識。[3]

程序性知識是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)的形式來表征的。產(chǎn)生式是表征程序性知識的最小單位，一個產(chǎn)生式通常包括如果（IF）部分和則（THEN）部分。往往對于復雜的任務需要經(jīng)過多個簡單的產(chǎn)生式來表征，也就是產(chǎn)生式系統(tǒng)的形式來表征。

2.程序性知識的學習過程

我國心理學家根據(jù)程序性知識本身及其特點，提出了程序性知識的三個學習階段。

首先，是程序性知識的陳述階段。學習者習得了有關步驟或程序性的知識，即陳述性知識，習得的陳述性知識進入原有命題網(wǎng)絡，與原有網(wǎng)絡形成聯(lián)系，并通過對這一陳述性知識的解釋來解決問題、指導行為。例如，在學習用Word軟件進行文字加工的過程中，有一系列的操作步驟，我們先要學習每一個操作步驟，而后執(zhí)行相應的操作，這是應用有關步驟的陳述性知識來指導行為。

其次，是程序性知識的轉(zhuǎn)化階段。這一階段是程序性知識形成的重要階段。在這個階段中，教師應設計不同變式練習來促進學生對程序性知識的學習。學生通過各種變式練習，使得命題網(wǎng)絡中的陳述性知識逐漸轉(zhuǎn)化成程序性知識，學習者逐漸擺脫了陳述性知識的依賴，不需要看步驟的描述來執(zhí)行操作。

最后，是程序性知識自動化階段。這時學生進入自動化的狀態(tài)，學生無需經(jīng)過有意識的控制和努力就能完成有關的操作，不需要提取有關的操作步驟，學生對程序性知識的執(zhí)行速度得到了提高，整個操作過程得到了進一步的精細化和調(diào)整。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序性知識教學模式構(gòu)建

1.已有翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的分析

國內(nèi)外對于翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式已經(jīng)有了一定的研究，比較有代表性的模式是國外Robert Talbert教授和國內(nèi)張寶輝教授等人設計的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。

美國富蘭克林學院的 Robert Talbert教授經(jīng)過多年翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐的經(jīng)驗積累，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂實施結(jié)構(gòu)模式[4]（見圖1）。該教學模式分成課前和課中兩個階段，課前觀看教學視頻、進行針對性的課前練習。課中首先進行快速少量的測評，了解學生存在的問題；其次解決學生存在的問題與疑惑，促進知識的內(nèi)化；最后進行總結(jié)和反饋。該模式可操作性較強，適合理科類的操作性課程，在實踐教學中取得了一定的效果，但相對簡單，課中缺乏豐富的教學活動，缺少課后的反思階段。

張寶輝等人在 Robert Talbert教授設計的基礎上，設計出了更加完善的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式（見圖2）。該模式分成課前和課中兩個階段，在原有模式的基礎上增加了信息技術(shù)和活動學習兩個重要的杠桿。課前自主學習過程中，學生可通過平臺進行師生、生生交流，提高了課前的預習效果。課中教師通過設計協(xié)作學習、獨立探索、成果交流、反饋評價以及問題解決等教學活動，使得學生課堂知識的內(nèi)化達到最大化[5]。

該模式具有可操作性，課前促進了學生預習效果的最大化，設計了豐富的課堂教學活動，最大化地促進了知識的內(nèi)化。但缺乏課前的前期分析以及課前的資源準備環(huán)節(jié)，另外，該模式僅有課前和課中的教學過程，缺乏課后的反思與總結(jié)階段。

2.模式構(gòu)建

在分析已有的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式以及程序性知識教學過程及特點的基礎上，筆者設計了基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序性知識教學模式圖，該教學模式分成課前、課中、課后三個階段（如圖3所示）。

（1）課前

課前主要包括兩個階段。

以教師為主的課前教學準備階段：該階段主要是對學習者特征、教學內(nèi)容、教學目標、學習環(huán)境等的分析以及學習資源的設計，其中教學內(nèi)容的分析是教學設計的基礎與前提。首先將教學內(nèi)容分解成多個單一的知識點，思考哪些知識點是核心的，哪些知識點是輔助的，將這些核心的知識點進行微視頻以及PPT資源的設計與制作，微視頻設計可以是單個的知識點，也可以是多個知識點的組合。在前期分析的基礎上，設計課前自主學習任務單，以便更好地引導學生課前的自主學習。另外，教師要設計課前測試題，及時了解學生課前學習效果。

以學生為主的課前知識習得階段：學生根據(jù)學習任務單的指導，了解學習目標與學習任務，觀看教師提供的微視頻，記錄學習過程中的疑難問題，還隨時可以借助QQ平臺與教師和同學進行交流和討論。由于學生學習基礎的差異性，基礎較差的學生可以反復觀看視頻來促進知識的理解。知識學習完成后，學生要完成教師精心設計的學習測試，以方便教師對學生課前的學習效果進行檢查，了解其不足與缺陷，總結(jié)存在的共性問題以及一些有價值的探究問題，為課堂教學做好充分的準備。

（2）課中

課中是程序性知識教學的重要階段，學生通過完成各種練習任務，使得命題網(wǎng)絡中的陳述性知識逐漸轉(zhuǎn)化成程序性知識，促進了程序性知識的遷移與應用，從而達到自動化程度。主要包括以下兩個階段：

知識的鞏固與轉(zhuǎn)化階段：①課中教師的教學活動主要包括課前教學問題的解決、設置不同難度的變式練習任務、個別化的指導、學生學習成果的評價以及總結(jié)點撥階段。在教學過程中，教師要給予學生適當?shù)闹笇c幫助，尤其在練習初期要為學生提供支架和言語的幫助。教師在整個教學過程中要對學生的學習活動進行監(jiān)督和觀察，在學生遇到問題時要給予及時的指導和個性化的輔導，從而促進程序性知識的鞏固與轉(zhuǎn)化。②課中學生對于簡單的學習問題和學習任務，可以進行獨立的學習；對于較復雜的學習任務，可以通過小組討論交流，進行協(xié)作學習。經(jīng)過不同的學習方式，最終完成教師設置的變式練習任務，并進行成果的匯報與評價。

知識的自動化階段：該階段和鞏固與轉(zhuǎn)化階段在教學活動設計方面大體相同，唯一的不同之處是學生在熟悉了程序性知識的過程與操作的基礎上，通過完成綜合任務，使得程序性知識的學習逐漸達到自動化的程度。

（3）課后

課后教師的教學活動主要包括綜合性的教學評價、學生優(yōu)秀作品的上傳以及教學的反思與總結(jié)。在翻轉(zhuǎn)課堂中，綜合評價階段是落腳點，也是必不可少的環(huán)節(jié)。[6]首先，綜合性評價不僅包括對課前知識傳授階段的評價，也包括對課中知識內(nèi)化階段的評價。其次，綜合性的教學評價不僅是對教學結(jié)果的評價，還注重對教學過程的評價，注重評價的發(fā)展性。最后，綜合性的教學評價不僅是教師的評價，還包括學生自評、小組互評，注重評價的多元化。最終，通過綜合性的評價、教學的反思與總結(jié)，改進教學中存在的不足，進一步完善教學設計。

課后學生的學習活動主要包括：同伴優(yōu)秀作品的學習、自己作品的修改完善以及課后的總結(jié)與反思。通過學習教師分享的學生優(yōu)秀作品，發(fā)現(xiàn)自己的不足，進行修改與完善，并且要反思自己在學習內(nèi)容中存在的不足，進行及時練習與改進。

三、模式的實踐應用與效果分析

1.實驗設計與實施

本實驗采用準實驗對比的研究方法，選取課題研究期間筆者所帶的高一一班和四班學生作為研究對象，其中一班有60名學生，四班有51名學生。對兩個班學生的初始程序性知識水平進行對比分析，其結(jié)果如表1所示，p的值為0.555，大于0.05，說明兩個班的均值成績沒有顯著性差異，初始水平一致，隨機選取一班作為實驗班，四班作為對照班。實驗班采用本研究中設計的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行授課，對照班采用傳統(tǒng)課堂講授+學生練習的教學模式授課。

兩個班所選用的都是廣東教育出版社出版的高中信息技術(shù)教材，其中選取了第三章——信息的加工與表達，進行了實踐應用。實驗期間，兩個班統(tǒng)一由筆者進行授課，以確保兩個班的教學內(nèi)容、教學時數(shù)相同。

在教學實施過程中，還綜合運用成績測試和問卷調(diào)查采集相關數(shù)據(jù)，以期全面地了解學生在學習過程中的變化以及他們對相關學習活動的態(tài)度與評價。

成績測試，是在學生學習完第三章的教學內(nèi)容后，對程序性知識的學習效果進行測試，主要從程序性知識的自動化及全面性兩個方面進行：程序性知識的自動化指學生在有限時間內(nèi)能準確使用單一規(guī)則的數(shù)量，測量項目由簡單的單一規(guī)則應用的題目組成；程序性知識的全面性是指學生在一定時間內(nèi)能準確使用單一規(guī)則的數(shù)量，測量項目由與某個知識點相關的所有規(guī)則組成。[7]

問卷調(diào)查，是在實驗結(jié)束后，調(diào)查了兩個班學生的學習興趣、滿意度、價值和努力度四個方面的情況。該問卷包括29個題，采用李克特五點計分法。兩個班共發(fā)放問卷101份，回收101份，回收率100%。

2.實驗結(jié)果與分析

信息技術(shù)是一門實踐性和操作性極強的學科，對于它的學習，不僅要把學生的知識、技能的掌握以及應用情況作為關注點，而且要著重關注學生在學習過程中伴隨的情感體驗、學習態(tài)度以及價值觀等。所以本實驗著重從知識與技能、情感態(tài)度兩個維度對實驗效果進行統(tǒng)計與分析。

（1）對程序性知識的學習有明顯的促進效果

實驗結(jié)束后，分別從程序性知識的自動化以及全面性兩個方面對兩個班的學習效果進行對比分析，其結(jié)果如表2所示。學生在自動化水平、全面性水平以及總水平方面的顯著性差異值均小于0.05，說明實驗后兩個班的學生在程序性知識水平方面存在顯著性差異，本研究設計的教學模式提高了學生程序性知識的學習效果。

認知心理學認為，程序性知識在頭腦中通過產(chǎn)生式或者產(chǎn)生式系統(tǒng)的形式進行表征，程序性知識是關于怎么做的知識，也就是關于問題解決的過程、方法類的知識，它是一種動態(tài)的、內(nèi)隱的知識。程序性知識的學習最重要的是要通過大量的練習，將一般的規(guī)則逐步轉(zhuǎn)化成自動化的程序性知識[8]。翻轉(zhuǎn)課堂很好地體現(xiàn)了程序性知識的學習過程，課前學生通過視頻學習掌握了程序性知識的學習步驟和規(guī)則，能夠進行簡單的模仿練習。課中分成了兩個階段，變式任務練習階段，學生能在不同的情景下對規(guī)則進行應用；綜合任務的練習階段，通過進一步的練習，使得程序性知識逐步達到熟練化的程度。正是由于在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，學生有足夠時間對程序性知識進行變式練習和綜合練習，而且在教師指導下，通過合作和探究，逐漸完成了學習任務，從而促進了程序性知識的學習。

（2）對學生的情感態(tài)度有積極的影響

實驗結(jié)束后，對學生的情感態(tài)度從學習興趣、努力程度、滿意度、價值四個維度進行了對比分析，其結(jié)果如表3所示，學生在學習興趣、學習滿意度以及努力程度方面的顯著性差異值均小于0.05，說明實驗后，兩個班的學生在情感態(tài)度方面存在顯著性差異，本研究設計的教學模式對學生的情感態(tài)度有積極的影響。在價值維度方面，顯著性差異值均大于0.05，說明實驗后，兩個班的學生在價值維度方面不存在顯著性差異。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，實驗班學生在課前經(jīng)過自主學習，帶著疑問進入課堂，使得學生課堂注意力和活躍度明顯提高，學習主動性、與教師的配合也明顯增強，課后學生可以通過平臺觀摩學習優(yōu)秀的作品，重新審視自己的學習成果，這些方面明顯使得學生的學習興趣得到顯著提高，也勢必會提高學生對課程學習的滿意度和努力度。在價值維度，兩個班沒有顯著性差異，原因是隨著教育信息化的發(fā)展、新課改的深入推進，信息技術(shù)與學科課程的整合是基礎教育的趨勢，學生也逐步認識到信息技術(shù)在學科學習中的重要性，而高中的信息技術(shù)課程對于培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)有著重要的作用，學生對該課程也有了一個清晰的認識，所以在價值維度方面差異性不大。

本研究在對翻轉(zhuǎn)課堂以及程序性知識特點分析的基礎上，構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂教學理念的程序性知識教學模式，并且針對高一信息技術(shù)必修模塊中的第三章內(nèi)容進行了實踐應用，但這僅僅只是對程序性知識進行翻轉(zhuǎn)課堂教學研究的初步嘗試，到底如何設計才能更好地發(fā)揮它的優(yōu)勢，還需要進一步的深入研究。

參考文獻：

[1]李敬川，王中林.讓課改的陽光照進教育的現(xiàn)實[J].中小學信息技術(shù)教育，2012（3）：16-18.

[2]皮連生.學與教的心理學[M].上海：華東師范大學出版社，2002.

[3]皮連生.教學設計[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom[DB/OL].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-classroom

[5]張金磊，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式設計[J].遠程教育雜志，2012（3）：36-41.

[6]董黎明，焦寶聰.基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學應用模式研究[J].電化教育研究，2014（7）：108-120.

[7]李長虹.蔡笑岳，何伯鋒.學科領域知識與數(shù)學學習的知識表征研究[J].心理發(fā)展與教育，2010（3）：267-273.

[8]時宇石.知識分類視角下Web2.0教學模式對大學生學習影響的研究[J].電化教育研究，2014（3）：106-110.

（編輯：魯利瑞）