基于增強現實的PBL-CD教學模式構建及應用
——以《寫觀察日記》為例

2022-12-06 08:15:18李倩楊剛鄭曉倩韓苗李學亮溫州大學教育學院

中國信息技術教育 2022年23期

李倩楊剛鄭曉倩韓苗李學亮溫州大學教育學院

● 引言

寫作是語文教學的重要組成部分，學生的寫作水平是其語文綜合素養的體現。[1]《義務教育語文課程標準（2022年版）》提出，要關注數字時代語言生活的新發展，體現學習資源的新變化，充分發揮現代信息技術的支持作用，拓展語文學習空間，提高語文學習能力。[2]增強現實技術具有虛實融合、實時交互、三維可視化三大特征，在寫作教學中可以創設真實、有趣、豐富的場景，將知識立體化地呈現給學生，學生可以在與虛擬場景互動的過程中理解知識。認知心理學認為學生寫作的過程就是解決問題的信息加工過程，通過問題識別、資源探索、解決方案生成和評價性反思等階段發展學生解決問題的技能。[3]有研究表明，基于技術的PBL（Problem-based learning，基于問題的學習）對認知和情感技能有顯著影響。[4]因此，本文通過構建基于增強現實技術的PBL-CD（Problem-based learning as Codevelopment，基于問題的協同學習發展）教學模式，并將其應用于小學語文寫作教學，來激發學生寫作興趣，豐富學生寫作體驗，提高寫作課堂交互性，促進增強現實技術在寫作教學中的融合應用。

● 相關概念

1.增強現實

增強現實（Aug mented Reality，簡稱AR）是把在現實世界里一定時空范圍內難以體驗到的實體信息通過計算機技術模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息映射到現實的世界，從而達到超越現實的感官體驗。[5]隨著移動設備和AR應用程序的普及，增強現實技術作為一種重要的教學技術已經在物理、化學、地理、生物、天文、科學、語文、思政等學科進行了大量實踐探索。實踐表明，增強現實技術能夠激發學生學習興趣，提升專注狀態，促進學生知識建構與理解應用。

2.PBL-CD

PBL-CD模式的基本理念是學生在基于問題的教學活動中，通過參與漸進式問題解決過程，培養專業能力，該過程由一系列澄清知識和修正觀點的學習圈組成，每個循環包括理解與計劃、行動與分享、反思、重新思考與修正四個步驟[6]，具有問題性、自主性、批判性以及合作性四大特點。[7]目前，已有研究者將該模式應用于語言與人文課程、科學與數學課程以及多元文化學習中。

● 模式構建

1.構建原則

（1）基于虛實融合創設沉浸式互動情境原則

增強現實技術的特征之一是虛實融合，即在真實的情境中無縫地融入虛擬物體或場景，學生可以在真實的環境中通過視、聽、觸等感官與趣味豐富、直觀形象的虛擬物體進行互動，沉浸于學習情境中，促進認知發展。在寫作教學中使用增強現實技術基于虛實融合創設沉浸式互動情境，可以提高學生的專注度，使學生在與情境的互動中豐富想象，在與師生的交流互動中提升表達。

（2）基于實時交互促進漸進式問題解決原則

學生必須在情境中通過與問題互動，才能解決問題，完成寫作任務。實時交互是增強現實技術的操作特征，即學生既可以通過平板電腦與虛實結合的場景進行交互，又可以隨時與同學交流，共同解決教師設計的問題，理解寫作主題與內容，促進批判思維的發展。

（3）基于三維可視化支持抽象內容理解原則

小學階段的寫作主題中存在一些抽象、復雜、遠離學生生活的內容和情境。三維可視化的呈現方式能夠將寫作素材、對象以及情境全面、直觀、生動形象地展現給學生，豐富學生寫作內容，并激發學生想象，為寫作意義的建構提供可能。

2.PBL-CD教學模式構建

本研究基于虛實融合創設沉浸式互動情境、實時交互促進漸進式問題解決、三維可視化支持抽象內容理解三大原則構建教學模式，該模式以導入型、提示型、探究型、評價型問題來組織和推動課堂教學活動（如下圖），具有情境導入、提示回憶、沉浸探究、評價反饋四個階段。具體的教學活動包含情境創設、告知目標，引導回憶、喚醒舊知，設計問題、促進理解，評價成果、指導反饋四大步驟。與其對應的學習活動分別是進入情境、確定目標，分享交流、回憶舊知，沉浸觀察、解決問題，整理思路、輸出成果。

（1）情境導入階段

導入型問題是具有啟發性的問題，其作用是在課堂的開始設置懸念，能發散學生思維，激發學生學習興趣。學生進入學習情境后，通過解決問題來確定學習目標，保證學習方向不偏離。

（2）提示回憶階段

在新知識學習前教師要設置提示型問題引導學生回憶先前知識。學生在提示型問題的觸發下回憶舊知，并與師生分享交流，為下一階段的共同探究打好基礎。

（3）沉浸探究階段

本階段教師通過設計探究型問題促進學生理解。師生在沉浸式互動情境中與三維可視化對象互動，通過理解與計劃、分享與行動、反思、重新思考與修正四個思考點組成的循環圈解決問題，開展由身體到思維的沉浸式學習。

（4）評價反饋階段

評價型問題是一種診斷性問題，其作用是檢驗學習目標的達成情況，能促進學生知識內化。教師在學生成果輸出前提出評價型問題，學生通過解決評價型問題獲得評價標準，依據評價標準整理思路后輸出成果。在學生輸出成果后，教師依據評價標準給予學生反饋指導，使學生進一步修改完善作品。

● 案例分析：《寫觀察日記》教學片段

1.前期分析

“寫觀察日記”是部編版四年級上冊第三單元的習作，本單元的主題是“處處留心皆學問”。經過《古詩三首》《爬山虎的腳》《蟋蟀的住宅》三篇課文的學習，學生體會到了文章準確生動的表達與作者連續細致的觀察是分不開的。四年級的學生經過一年的習作練習，能有意識地留心周圍事物，對書面表達有一定的興趣，但是將所見所聞條理清晰、真情實感地用書面形式表達出來還存在一定的困難。

2.教學環境

本節課采用增強現實技術和多媒體網絡教室相結合的學習環境。學生使用平板電腦上的AR軟件開展連續細致的觀察，教師使用多媒體網絡教室向學生展示AR軟件的使用方法并開展寫作教學活動。增強現實軟件“AR森林動物園”中包含學生日常生活中難以近距離觀察的動物，如老虎、獾熊、蜘蛛、長頸鹿、野豬、松鼠等。學生可以自己操作平板電腦在場景中觀察，點擊自己喜歡的動物，系統會提供有關該動物的相關解說，也可以前后左右調整視角詳細觀察動物的外貌。

3.教學目標

知識與技能目標：借助“AR森林動物園”APP，通過運用眼、耳、手等感官，學會連續、細致地觀察，了解事物的特點，習作中能夠生動、具體、細致地描寫事物。

過程與方法目標：在解決問題的過程中獲取知識，有條理地寫下觀察中的發現，并能表達自己觀察時的感受。

情感態度與價值觀目標：在自評、互評的過程中依據寫作評價標準修改完善作文，反思觀察和習作的過程，養成善于發現新事物，并細心觀察、樂于分享記錄的好習慣。

4.教學過程

（1）情境導入階段

導入型問題：大家見過野豬、獾熊、松鼠、狐貍這些生活在森林里的動物嗎？了解它們嗎？

教師活動（情境創設、告知目標）：向學生描述“AR森林動物園”中的場景，并提出導入型問題，激發學生興趣，在引起學生注意的同時告知學生本節作文課的學習目標，即在“AR森林動物園”中選擇一個自己喜歡的動物進行細致的觀察，并用文字描述自己觀察的小動物。

學生活動（進入情境、確定目標）：發揮想象力體會教師描述的“AR森林動物園”場景，將注意力集中在本節課的學習目標，向老師和同學完整說明本節課的學習目標。

（2）提示回憶階段

提示型問題：同學們有沒有仔細觀察過身邊的事物？觀察的是什么？是怎么觀察的？

教師活動（引起回憶、喚醒舊知）：引導學生回憶之前的寫作內容和寫作方法，通過分享交流會的形式邀請學生分享自己的習作經驗。

學生活動（分享交流、回憶舊知）：在教師的引導下，通過回憶觀察經驗，喚醒已掌握的觀察知識。

（3）沉浸探究階段

探究型問題：①你會選擇哪個小動物進行觀察呢？為什么選擇它？②你想怎么去觀察這個小動物呢？③你還想了解這個小動物的什么？

教師活動（設計問題、促進理解）：本階段學生以問題為核心開展AR觀察活動。三個探究型問題結構清晰，由淺入深層層遞進。問題①的目的是幫助學生確定觀察目標，引領學生思維；問題②的目的是幫助學生從外貌、動作、觀察過程、想法和心情四個維度細致地觀察小動物；問題③的目的是促進學生深度理解。

學生活動（沉浸觀察、解決問題）：在整體觀察階段，學生熟悉“AR森林動物園”中的場景元素，整體了解森林中的動植物環境。在分步驟觀察階段，學生四人為一組采用切塊拼接法進行，即將觀察任務分為外貌觀察、動作觀察、觀察過程記錄、觀察想法和心情記錄四部分，每個成員完成一個任務，然后，不同小組中完成同一任務的學生組成“專家組”，共同討論他們的任務完成情況，最后，學生返回各自的小組，輪流將自己所觀察的部分分享給組員。學生結合問題解決任務單開展詳細觀察，任務單上呈現了學生需要在AR觀察過程中解決的問題，可以幫助學生記錄觀察內容，積累寫作素材，形成寫作思路。

（4）評價反饋階段

評價型問題：在觀察完小動物后，你認為本次習作的要點有哪些？你想怎么寫這篇習作？

教師活動（評價作文、反饋指導）：批改學生作文，組織學生依據評級標準開展自評、互評活動，并給予學生個性化的反饋指導。

學生活動（整理思路、書寫作文）：通過回答評價型問題整理習作思路，與教師共同制作評價標準,并依據評價標準，梳理課堂學習任務單上記錄的觀察素材，回顧問題解決情況，開展寫作活動，將內隱的思維語言轉化為外顯的書面語言。

5.教學效果

為驗證基于增強現實的PBLCD教學模式在小學寫作教學中應用的有效性，本研究在浙江省某小學隨機選取80名寫作成績相近的四年級學生為實驗對象，設置實驗組和對照組，每組40人。為控制變量，實驗組和控制組的授課教師由課題小組同一教師擔任。實驗組開展基于增強現實的PBL-CD教學，控制組在增強現實環境下開展講授式教學，在實驗前后分別對學生的寫作水平進行前測和后測。數據顯示，實驗組后測成績（91.3）高于對照組后測成績（89.1），且實驗組的均值差（3.9）高于對照組（1.6）。從課堂表現結合學生習作文本來看，實驗組的課堂互動更有效，體現在學生習作主題更契合、結構更完整、表達更清晰且具有一定的創新性等方面。

● 總結