有效失敗理論下信息技術課程教學過程設計與實踐

（沈陽師范大學，遼寧 沈陽 121000）

一、引言

高中信息技術課程是培養高中生信息素養與計算機操作能力的重要課程。在《高中信息技術課程標準修訂說明》中明確強調了學生的實踐能力[1]。Manu經過實驗證明了有效失敗能夠提升學生的問題解決能力、知識遷移能力。近幾年國內也有學者進行了此項研究，均驗證了這一理論的積極作用，但還未有研究者嘗試在信息技術課程中應用。因此，本文將驗證有效失敗理論是否能夠有效指導信息技術課程并且可以提升學生的實踐能力。

二、有效失敗理論

有效失敗最早由學者Manu提出，由英文單詞“productive failure”翻譯過來。Manu[2]認為學生在學習過程中遇到的挫折和困境雖然暫時阻止了學習任務的順利完成，但從長遠學習效果來看，正是學習中的困難和學生在困難中“掙扎”的過程，促進了學生問題解決能力、知識遷移能力、創新能力的發展。

有效失敗理論包含四個核心機制，這四個核心機制體現在三個原則和兩個教學階段中[3]，如圖1所示：

圖1 基于有效失敗理論的教學模式

（一）生成與探索階段

該階段學生通過小組合作嘗試對一個復雜的問題情境生成多種表征和解決方法，教師推遲結構化教學。在這個過程中學生可能會遭遇失敗，這里的失敗僅指學生通常無法依靠自身來產生或發現正確答案。然而，學生能夠用其先前知識來產生次優解決方案或錯誤答案。

（二）整合階段

該階段學生通過班級討論，將自己總結出來的表征和解決方法與標準的表征和解決方法進行比較。教師在這一階段不僅對知識點進行講授，還要對學生的解決方案進行點評。

三、有效失敗教學模式案例——以Photoshop課程為例

（一）實踐概述

1.教學對象

選取某鄉鎮中學的高一（一）班和高一（三）班兩個平行班級作為研究對象。高一（一）班共42名同學，男生18人，女生24人；高一（三）班共44名同學，男生21人，女生23人。根據上學期的期末考試成績進行選取（上學考試的內容為Flash工具的使用，由完成的案例個數及完成程度進行打分），挑選兩個成績最為接近的班級。一班實施有效失敗教學過程設計方案，以下簡稱為PF班級。三班實施直接教學過程設計方案，以下簡稱為DI班級。兩個班級都為同一教師進行授課。

2.測量工具

（1）問卷

量表的維度是根據劉三朵、張冬勝[4]發表在《教育評論》雜志上的《論實踐能力的內涵與結構》一文確定的。變量的問題是由文獻和訪談確定的。問卷在發放前選取某高校大一新生（學習過信息技術課程并具有合作學習經驗）進行了先導測試，在經過兩輪修改后確定了最終問卷內容。基于此問卷來初步測量PF班級學生的實踐能力是否高于DI班級。

（2）實驗記錄單

每堂課通過具體的實驗記錄單來記錄學生思維的發展變化，以此來確定PF班級學生的知識遷移能力與實踐能力是否得到提升。

（二）模式分析

根據李龍[5]在《教學設計》一書中的“教學過程設計的操作程序”，進行信息技術課程的教學過程設計，分為課程教學設計和課堂教學設計。

1.課程教學設計

（1）課程總教學目標

熟練掌握Photoshop軟件的知識與技能。使學生了解圖像處理軟件的操作界面，掌握各種工具的使用，將各種知識進行融合，能夠按照要求制作出各種圖形。提高藝術修養與分析問題、解決問題的能力。

（2）教學內容的分析

Photoshop軟件的學習主要是要學生學習基礎工具的使用以及制作出相應的圖像效果。學習內容包括工具、路徑、通道以及輸出等。各部分內容均以案例的形式展開，在制作的過程中深入淺出，學習各種工具的使用。

（3）學習者的分析

高中生已經具備直覺思維能力，能進行推理演繹，具有分析問題與解決問題的能力。他們能夠與他人合作解決問題，具有一定的信息素養。

2.課堂教學設計

根據有效失敗教學模式將課堂教學分為兩個階段，教學過程設計如圖2所示：

圖2 教學過程設計

（1）生成——探索階段

第一個階段教師根據目標概念和學生的先前知識提出問題。在這一階段教師不進行知識內容的講授。學生首先進行獨立思考尋找解決方案；接下來進行分組討論，生成多種解決方案。在這一過程中學生可能會遇到各種問題，可能會產生挫敗感，因此教師要提供足夠的情感支持；最后進行小組匯報。

①發布問題

教師發布的問題必須是學生沒有學習過的，但是學生用先前的知識能夠生成次優或是失敗的方案。問題的設計要符合“最近發展區”原則，使問題既符合學生的原有水平，又富有挑戰性。

②獨立思考與小組討論

這一階段要給學生足夠的思考時間，以找出解決方案。首先要使學生進行獨立思考，形成對問題的認識，有一個初步解決問題的思路。接下來進行小組討論，小組內部將思路匯聚，形成一個更優的解決方案。分組要符合組間同質、組內異質的規律。

這一階段學生因為與以往的學習經驗不同，可能會因為困難而產生挫敗感，甚至想要放棄，此時教師要特別注意學生的情感變化以提供充足的元認知支持與情感支持。

③小組匯報

要提供讓學生詳細地闡述他們所做事情的機會。

（2）整合階段

在這一階段的開始教師要進行知識內容的講授，然后給出標準的解決方案（但不一定是唯一正確的解決方案）。學生將自己的解決方案與標準方案作對比，找出自己存在的問題。教師也應對學生方案中值得采取的地方提出肯定。最后讓學生進行總結反思。

①教師講授、給出標準解決方案

在第二階段的初始階段，教師對所要用到的知識點進行講授，并對問題給出標準的解決方案，這一解決方案不一定是唯一的，但是應為相對最優的解決方案。

②與標準方案做比較

給學生足夠的時間來比較解決方案與標準的表現和解決方案的差別。教師要學會引導學生進行深入分析，找出自己的方案與標準方案的差異。要給學生提供解決這些問題的機會。

③反思

反思階段是有效失敗教學的最后階段也是極為重要的一個階段，這一階段要學生進行反思，也就是進行知識的整合。使學生下次遇到該類問題時能夠更好地解決。教師在這一階段也要進行反思，反思教學中存在的問題，優化教學過程設計，提高教學質量。

（三）案例設計

由于時間原因，本次實驗共進行了四輪，用時八周。課程內容分別為鋼筆工具、選框工具、套索、魔棒工具、漸變工具、圖層樣式等，共八個案例。下面選取其中一個案例作為代表進行分析。

1.分析

（1）教學內容分析

光盤的制作主要包括選框工具、漸變工具、圖層樣式的使用。選框工具在前幾節課已經有了具體的講述。光盤的填充需要用到漸變工具，此處涉及漸變工具的填充方式，需要學生自己探究。圖層樣式的使用需要加以指點。

表1為問題等級，教師可以按問題等級為學生提供相應程度的解答。

表1 問題等級表

（2）學習者分析

經過幾節課的學習，學生已經適應了運用有效失敗理論指導信息技術課程教學的學習方式，能夠掌握好課堂節奏。學生掌握同心圓的制作方法，因此對于光盤輪廓的制作不會存在太大的問題。

2.教學活動流程

教學環節教師活動學生活動發布問題1.觀察光盤實物，分析結構。2.觀察光盤案例的結構。1.教師展示光盤實物。2.為學生展示制作好的光盤。3.提示學生光盤的大體制作結構與制作要求。4.要求學生觀察光盤并制作。生成—— 探索階段獨立思考給學生留有足夠的思考時間。1.思考制作光盤各個部分所需要的工具。2.思考制作光盤的方案。小組討論1.給學生留有足夠的思考時間。2.時刻注意各個小組的討論情況與遇到的問題，提供足夠的情感支持。3.根據問題等級列表給學生提供相應的解答。1.按課前分配好的小組（組間同質、組內異質）進行討論。2.商討制作光盤的方案。3.共同制作光盤。4.填寫實驗報告單。小組匯報對小組的匯報內容進行簡單的點評并給予肯定。1.詳細闡述自己的制作方案。2.對其他小組的方案進行評價。

教學環節教師講授、給出標準解決方案整合階段與標準方案做比較學生活動學習光盤的標準制作方案。1.用自己的方案與標準的制作方案比較，比較其優劣。2.完善自己的方案并重新制作。1.自己生成的解決方案存在哪些不足。2.小組合作過程中自己是否做了貢獻，怎樣能更適應小組合作學習。3.是否熟練掌握了本次案例中所使用的工具與方法。反思教師活動教師講授光盤的制作過程。1.輔助學生對標準方案與自己的方案進行比較。2.指導學生重新制作光盤。1.教學流程是否需要修改。2.自己是否給學生足夠的情感支持。3.問題等級設置是否合理。4.小組劃分是否合理。

3.實施過程

為了保證學生有足夠的思考時間，所以分為兩課時。第一課時為生成——探索階段。教師展示了光盤實物以及制作好的光盤案例，通過控屏給學生觀察。然后提示學生光盤的大體結構與學生必須要制作出的具體效果要求。接下來教師將光盤的.GIF格式發送給學生（第一次觀察時使用控屏是為了保證每個學生都能夠觀察，第二次發送給學生是便于學生細致觀察每一個細節）。

給學生留有一定的獨立思考時間，然后組織學生進行小組討論。進行小組討論時課堂的環境有一些喧鬧，但是教師沒有去特意控制，以免破壞學生討論的積極氛圍。在討論時對于學生的提問，教師按照問題等級單上的要求給予了相應的回答。部分學生對于教師的回答有一些不滿意，例如一個學生對漸變的填充一直達不到案例中的效果，但是教師要求學生自己嘗試，這導致這位學生的情緒很低落。但是教師一直鼓勵他，提供情感支持。并督促所有學生完成自己的實驗記錄單，寫出自己小組的制作方案。討論結束后教師選出了兩個有代表性的小組來闡述自己的制作思想，并給予了點評。

第二課時為整合階段。課程開始，教師先用五分鐘的時間讓學生回憶自己的制作方案，然后講授標準的制作過程。接下來讓學生比較自己的方案與標準的方案有哪些不同。一些學生的制作方法雖然與標準方案不同，但是也能達到要求的效果，甚至更簡便。對于光盤的陰影有的同學經教師點撥使用圖層樣式里的陰影，有的則是在光盤下加一圖層用羽化，從這里可以看出學生真的進行了思考。剩余的時間要求學生進行下一個案例“彩虹”的制作，來鞏固知識內容。

四、教學實踐分析

在整個實踐結束后給兩個班級發放了實踐能力問卷并收集整理了他們的實驗記錄單。從實驗記錄單中可以看出，PF班級學生從原來只有幾個小組能給出解決方案，到最后幾乎都能給出一個方案。從PF班級的實驗記錄單與第二堂課的案例完成情況都可以看出，學生的信息技術學習能力有了一定的提升。

本次PF班級發放問卷42份，DI班級44份。去除無效問卷與不合理的問卷，PF班級的有效問卷數量為37份，DI班級的有效問卷數量為35份。下面對兩個班級的問卷總體分數與操縱使用工具能力兩個方面進行分析。

對兩個班級的問卷結果作獨立樣本T檢驗，檢驗結果如表2、表3所示：再次對兩個班級的動手操作能力作獨立樣本T檢驗，檢驗結果如表4、表5所示：

表2 問卷總體組統計量

表3 問卷總體獨立樣本檢驗

表4 動手操作能力組統計量

表5 動手操作能力獨立樣本檢驗

從四個表中的數據可以看出，無論是在總體實踐能力方面還是動手操作能力方面，PF班級的N值均大于DI班級，且P<0.05，存在顯著差異，PF班級都明顯優于DI班級。而且從案例的完成質量上來看，PF班級更好。這也證明了，應用有效失敗理論確實能夠提升學生的實踐能力，對于課堂的學習效果也有一定的提升。

但是不難發現，兩個班級的分數存在較大的差異，經過分析，歸納為以下原因：

第一，DI班級學生對自己的評價非常低，多數集中于比較不符合和非常不符合兩項，因此對分數的影響非常大；

第二，DI班級的分數呈兩極化分布，一部分學習效果好的，對自己的學習成果很是認可，這也反映在了問卷上。另一部分是學習效果不好的，因為對信息技術課程重視不夠，因此分數極低，這也是在前期對該校學生調查時發現的確實存在的問題。

第三，PF班級因為全新的學習方式激發了學習興趣，因此問卷分數大部分集中于非常符合與比較符合。

五、結論

從實踐中可以發現，有效失敗理論應用于信息技術教學中在一定程度上提高了學生的實踐能力，但是因為時間與場所的問題，也存在一定的局限性，希望在后續的實踐中可以繼續完善該項研究。