圖式交互可視化教學策略在大規模疫情期間應用價值探析

張東淑 張湘

面對新冠肺炎疫情防控的關鍵時期，教育部發布通知，指導各高校充分利用優質在線課程教學資源，展開在線教與學活動，實現“停課不停教”“停課不停學”。可以預見的是，為應對新冠肺炎引發的大規模在線授課將會改寫“課堂”一詞的含義，也面臨著隨之而來的一系列問題。本研究運用雨課堂支持下的圖式交互可視化教學策略，結合“針灸學”教學實踐應用實證，分析其在大規模疫情期間的應用價值，以期為線上教學策略應急預案提供借鑒。

一、大規模疫情期間在線教育面臨的問題

疫情期間，學生須待在家中，不能提前返校、不能參加集中性活動，甚至不能外出。此形勢下，學生集中在同一場地學習已不再可能，共位集中式轉變為異位散布式的教學組織結構成為制定應急預案之剛需。教學組織結構轉變帶來了一系列問題：首先，異位散布式教學組織結構中師生需要借助媒體的支持構建特定學習環境;其次，線上課堂往往受到頻繁跳轉多種平臺/系統等干擾，必須采用比校園課堂授課更豐富的交互手段，且教學交互需實現采集學生學習行為和學習效果數據的功能才能確保教學結構的流暢性;再有，學生學習場地轉移至家中后，教師需要構建個性化教學策略支持線上教學，增加學習結構的多樣性以便滿足不同個體認知習慣;最后，遠程教育還需要靈活的學習架構適應不同學生所在社區及家庭的信息化條件的不同，以實現與課堂教學實質等效的質量。

當然，我國目前擁有著世界第一的慕課資源，這為線上教學提供了必要保證，但是，教師如何借助全媒體學習環境，在異位散布式的線上教學中構建與其相應的信息技術與學科特點深度融合的有效教與學交互策略，促使學生深度學習、采用高級學習方略、獲得高階知能及其遷移應用能力，使得在“核心素質”為導向的新一輪教學改革中，達到促進學科高階思維能力發展的教學目標是線上教學面臨的關鍵性挑戰。

二、雨課堂支持下的圖式交互可視化教學策略的構建及其應用

（一）圖式交互可視化教學策略

圖式交互可視化（Schematic Interactions Visualization，簡稱SIV）是指“在信息技術環境中，運用圖式理論，將個體隱性的知識，通過視覺表征手段表示出來，形成能夠直接作用于交互過程和交互結果的顯性物理知識制品，促進師師、師生、生生及他們與學習內容之間深層次有效交互的教學策略，從而促進知識的傳播與創新”。SIV策略對于研究者來說，為其從不同層面觀察、理解和分析課堂交互過程提供了可能;對于教師來說，為其構建靈活的教學活動以及良好的互動環境提供了方法;對于學習者來說，為其積極地參與學習活動、提高自身的高階認知能力與遷移應用能力提供了新的途徑。

（二）雨課堂支持下的圖式交互可視化教學策略

雨課堂支持下的圖式交互可視化教學策略（如圖1所示）采用雨課堂“云+端”技術支持服務模式，借助信息智能采集推送和即時數據分析功能，促進課前、課中、課后課程資源與概念圖技術深度融合，分別采取合作學習、協作學習、自主學習，組織師生繪制師生主題概念圖及拓展主題概念圖，調試數據導向的教學設計，通過個性化的資源推送、實現教學過程有效互動和實時全方面教學評價，從而搭建診斷學習者概念認知圖式、引導學習者概念認知整合、評價學習者遷移應用能力3個可視化平臺，借助平臺實施主題概念圖的個性化比較、“同化”或“順應”式補充、應用知識能力的教學活動，實現針對性、層次性、實踐性的教學交互，基于師生間學習共同體構建，創新課程教學設計、賦能高效課堂交互、實踐知識點理解力，從而促進高階思維能力的發展。

（三）教學實踐應用——以針灸學為例

1.課前學生主題概念圖設計：可視化診斷學習者概念認知圖式

課前學習者基于學習任務要求，第一階段為自主交互，學生利用雨課堂線上學習資源（微課視頻、預習課件、習題等）了解穴位的基本概念與知識體系，如定位、主治、刺灸法等，根據教學內容，自主選擇一個穴位，繪制學生主題概念圖。

第二階段為合作交互，學生通過建立在線學習小組，搭建圖式可視化學習診斷平臺，在相互了解穴位知識的認知圖式的基礎上，在線學習小組合作選擇某一與穴位知識應用相關主題內容，討論穴位基本知識之間的關聯、命題與概念的提取，繪制學生組主題概念圖。下頁圖2為A同學所在小組自主選擇主題，展示穴位知識在“關注疫情、居家防護”中的應用。反映出該學生組通過對學生主題概念圖的學習理解記憶，掌握了列缺、尺澤、大椎、太沖等穴位基本知識以及衍生知識，如背三針的配伍應用、補益肺氣的穴位組合等。命題的兩個分支說明學生認為補益肺氣、清肝明目是居家防護的中醫防治原則，體現了學生的中醫辨證思維能力。但補益肺氣命題下“背三針”與“列缺、尺澤、大椎”三穴之間的關系有誤，穴位操作方法僅用“按揉、艾灸”表達，并沒有相應的具體操作方案，直觀揭示了學生缺乏實踐技能的訓練，從而影響了對穴位配伍、操作方法的熟練掌握。

通過學生/學生組主題概念圖，教師深入了解學生對穴位知識的認知圖式，針對性設計了以下教學目標：（1）了解穴名、定位與主治、刺灸法之間的關系;（2）了解穴位療效機理研究進展;（3）掌握穴位的配伍應用;（4）增強學生的實踐應用能力;（5）促進學生的中醫辯證思維能力。教學重點：通過主題概念圖判斷學生個體課前就穴位理解的差異，準確設計穴位的理論知識與實踐應用教學活動。教師針對課前學生主題概念圖提供的信息，準備穴位配伍及其療效機理的教學資料，設計形成性練習判斷學生的理解程度，重點考察學生的穴位配伍知識與實踐應用能力。設計了課上啟發性問題：舉例說明根據病灶周圍組穴處方（局部配穴）如何在臨床上應用？采用何種具體的操作方法？

2.課中教師主題概念圖設計：可視化引導學習者概念認知整合

雨課堂直播中，學生投稿主題概念圖，通過彈幕、互評功能，師生評價學生主題概念圖，教師引導交流，輔助性評價學生主題概念圖認知結構，使學生能夠在自我構建的認知圖式中清晰意識到其中的問題，師生間及時反饋與交流，以促進學生學習成效;發布練習題填充教師主題概念圖，比較學生主題概念圖與教師主題概念圖差異。圖3例舉的是教師設計的“關注疫情、居家防護”主題概念圖，和圖2學生組主題概念圖進行比較，可以看出學生組主題概念圖中，補益肺氣分支下的穴位組合名稱與穴位組成之間的關系有誤，清肝明目分支下同時出現三個穴位，主次不分明。顯然，學生組主題概念圖按照中醫防治原則列舉了諸多具有相關主治功能的穴位，但對這些穴位的臨證應用與組穴處方的掌握仍不甚清楚。教師主體概念圖補益肺氣分支下分別為背三針的穴位組成、定位以及具體操作方法，清肝明目分支下只保留了太沖穴定位與操作方法;還增加了居家防護的常識，加強對概念圖主題的渲染，突出學以致用，引導學生對臨證穴位配伍應用與刺灸操作方法等實踐技能的培養。在討論和比較分析師生主題概念圖的過程中，講解背三針的選穴組方特色、臨證應用、常用刺灸法的適應癥與選取;分析太沖穴與大敦穴、行間穴三穴的聯系區別：雖同屬于肝經，位置臨近，但在臨證應用中有所區別，太沖穴在清肝明目、疏肝解郁方面更勝一籌，且按揉此穴可起到較好的保健作用。強調針灸學理論實踐性緊密結合的學習特點，滲透針灸簡、便、效、廉的防治特色，培養學生整體思維、形象思維等中醫思維能力，堅定學生中醫藥文化自信。

為進一步考察學生對穴位理論知識及其實踐應用的掌握狀況，教師可根據教學目標中的知識點有針對性地采取非良構問題設計，讓學生參與教師主題概念圖填圖互動，通過定義教師主體概念圖中所設置的概念和對命題連接詞填空的具體描述，不斷提取頭腦中已有的知識，原有知識信息被構建與重組，將已有與現有的知識框架整合，增強學生對理論知識理解的信心，促進學生從被動學習轉為主動探索，同時以形成性評價方式考核學生對知識點理解的準確度和深度。通過填圖練習，學生學會思考如何在平行概念間尋找有機聯系，拓展理解穴位知識之間關聯的思路，讓學生明白這種概念與知識點之間的關聯有利于穴位知識系統性的理解記憶，如穴位命名、定位與主治或刺灸操作之間的關聯，解剖結構與刺灸禁忌之間的關聯，穴位主治、所屬經絡與配伍應用之間的關聯等。

3.課后拓展主題概念圖設計：可視化評價學習者遷移應用能力

圍繞課上學生組/教師主題概念圖的穴位應用主題，拓展課后網絡資源學習，要求學生閱讀10篇相關文獻，通過小組線上討論交流，總結與主題相關的重要概念及其關聯，繪制拓展主題概念圖，培養學生對知識的遷移應用能力。教師給予學生課后拓展學習活動及時且準確反饋，加速學生對知識遷移應用能力的培養。如圖4所示，學生將“關注疫情、居家防護”的主題進行拓展，繪制了“強身健體、疫情防護”主題概念圖，融入了自己對于穴位在疫情防護中應用的觀點、理解，以新冠病毒即將侵襲于肺為背景提出問題，提供“正氣存內、邪不可干”的中醫理論解決方案，將“神闕”“涌泉”和“足三里”三個強身健體常用穴位組合，又分析其對于臟腑調整作用的區別聯系：“強元氣”“提腎氣”“補胃氣”，構建出人體各系統相互影響、相互促進的中醫整體思維與辨證思維圖式。

三、應用價值

本研究價值體現在：（1）智慧教學環境滿足教學組織結構轉變：利用雨課堂智慧教學環境實施基于主題概念圖的教與學行為實踐，模擬“教師主導一學生主體”的翻轉課堂學習模式適應教學組織結構轉變;（2）主題導向交互模式確保教學結構流暢性：學習者沿著教師課程設計思路，利用主題概念圖有序地實施預設的學生自主、合作交互，生生、師生協作交互等程序規則，避免了交互活動散亂、交互主題不夠聚合、交互過程易于脫離課堂教學等網絡教學中的常見的交互失效問題，使學生獲得流暢的學習體驗;（3）個性化教學策略豐富學習結構多樣性：這種個性化、可持續的教學交互也展現了學習者對概念理解的思維提取過程，為教師個性化教學指導提供切實依據，實現線上教學“因人而異”的多樣化個體需求設計;（4）圖式可視化平臺調節學習架構靈活性：本研究搭建了診斷學習者概念認知圖式、引導學習者概念認知整合、評價學習者遷移應用能力3個可視化平臺構成的靈活性學習架構。教學設計時，學生可根據自己的實際需求與偏好，主動選擇教師設計的學習任務;教學過程中，學生能夠自主學習，教師針對學生涌現出的問題給予指引與點撥，并對于學生學得如何、有何問題、該如何給予幫助的決策，根據個性化學習數據由教師與智能教學工具共同完成。符合以學生發展為中心的教育教學理念，讓學生身在家而心在學，促進在線學習與線下課堂教學質量實質等效。

作者簡介：

張東淑：副教授，博士，研究方向為中醫思維導向的混合教學設計與評價、智慧課堂教學設計（nyzds@sina.com）。

張湘：教授，博士，研究方向為圖式交互可視化策略、設計思維（914630249@qq.com）。