思維可視化視角下的單元整體教學實踐研究

作者簡介：施美娟（1982～），女，漢族，浙江杭州人，杭州市余杭區仁和中學，研究方向：信息科技。

摘 要：信息技術學科核心素養的提出將教育從知識的培養指向素養的培養，培養什么樣的人，培養哪些能力素養成為學科教學的核心。文章以“感知大數據”為例，通過思維導圖結合拼圖法探索思維可視化視角下的單元整體教學，從概念界定、實施過程、效果反思三方面，對培養學生自主學習能力、合作學習能力，提升學生責任意識等方面進行積極探索，以期為一線教師提供參考。

關鍵詞：思維可視化；拼圖法；單元教學；教學實踐

中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2023）08-0006-05

一、 引言

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，當下應關注在信息技術課堂培養學生的信息技術核心素養，幫助學生形成計算思維、運用數字化工具解決問題、理解和反思人與技術及社會之間的關系、明確自己在數字化時代應具備的倫理道德，從而塑造能夠承擔社會責任的數字公民。如何培養具有上述核心素養的人？思維導圖結合拼圖法教學為落實核心素養、探索思維可視化視角下單元整體教學提供了有效載體和實施路徑。文章以“感知大數據”為例，從概念界定、實施過程、效果反思三方面具體闡述，為在一線教學的教師提供參考。

二、 概念界定

（一）思維可視化及思維導圖

思維可視化（Thinking visualization）是指以圖示或圖示組合的方式，把原本不可見的思維結構、思考路徑及方法呈現出來，使其清晰可見的過程。思維導圖是實現思維可視化的有效技術手段。東尼·博贊（Tony Buzan）認為：“思維導圖是用圖表表現的發散性思維，通過捕捉和表達發散性思維，思維導圖將大腦內部的過程進行了外部呈現。”思維導圖以可視化的圖表形式展現大腦思維過程，有利于對知識的理解和記憶。思維導圖以可視化的圖表形式展現大腦思維過程，更有利于對知識的理解和記憶。思維導圖主要是運用線條、顏色、圖形和關鍵詞的搭配技巧，把各中心詞之間的關系通過層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖形、顏色等建立意義聯系。筆者將文章所用思維導圖的繪制準則歸納如表1所示：

（二）拼圖法

拼圖法（Jigsaw）由美國心理學家艾略特·阿倫森（Elliot Aronson）提出，是一種基于合作學習的教學法，其實質是通過分解學習任務制造信息差，“迫使”學生合作學習，以網狀交互的形式為學生提供多次機會。具體流程就是教師首先把基于某個主題的學習任務劃分成若干個子任務，同時全班學生分成若干個拼圖組，拼圖組每個成員各分配到一個子任務并進行自主學習，教師提供學習支架。其次，分配到相同子任務的學生重新組成專家組，共同學習和探究所承擔的任務。最后，專家組成員回到自己的拼圖組，把自己掌握的子任務內容教授給其他組員。拼圖法教學步驟如圖1所示：

三、 教學實施過程

“感知大數據”是一個理論知識為主的教學單元，按照傳統的信息技術理論課堂教學模式，一般以教師講——學生聽——網絡體驗的模式進行。而教師講授知識點往往占據一堂課的大部分時間甚至全部時間，這種課堂教學模式，教師講得很累，學生聽得無趣，目標達成率低。如何跳出傳統信息技術理論課課堂教學模式，讓學生的學習從被動學習轉變為主動學習？教師必須轉變教學思路，尋找新的教學策略。思維導圖結合拼圖法給我們提供了一個有效的教學實施策略。筆者將這一單元按照單元主題和單元知識結構融合成一個教學任務：制作一張以“大數據”為主題的思維導圖。

在整個教學過程中以繪制“大數據”為主題的思維導圖為目標導向，運用拼圖法教學策略進行教學設計，具體教學流程如圖2所示：

（一）第1課時：組建團隊，明確職責

第1課時主要是布置學習任務——制作“大數據”單元思維導圖，同時告知學生學習方式——拼圖小組合作學習。讓每位學生明白合作小組內的每個成員都需負責一個知識塊的學習和整理，互相不可替代，每個成員必須很好地完成自己負責的知識塊，小組任務才能成功，否則小組任務就會失敗。這種目標互賴、資源互賴和任務互賴的相互依賴關系，促進每個小組成員必須積極主動地學習自己負責的知識塊，將被動學習轉化為主動學習，激發了學生的學習動力，培養了學生的自主學習能力。

第1課時教學流程安排如圖3所示：

①第一環節，教師布置單元學習任務：5人組成一個拼圖組（筆者所在學校常規班額為45人），以小組合作的方式繪制一張“大數據”為主題的思維導圖。

②第二環節，選出組長，組長負責給每個組員分配好子任務，分到子任務的組員自動成為這一知識塊的專家，分別是“大數據概念專家”“大數據處理專家”“大數據應用專家”“大數據安全專家”“大數據案例專家”。這一環節完全由學生協商完成，為后續小組合作的順利進行打下共同認知基礎。教師負責幫助未能達成共識的小組協商達成共識，分配好子任務。

③第三環節，28分鐘內，各小組相關知識塊負責“專家”按分配到的任務通過自學教材、查看《大數據標準化白皮書（2020版）》和利用計算機進行網絡查詢的方式，在思維導圖本上建構出相關內容的思維導圖。思維導圖的建構遵循思維導圖繪制準則表（見表1）。這一環節教師負責在各組間解答疑惑和幫助有困難的學生尋找方法。

④最后3分鐘內，組長負責匯總思維導圖，根據組員完成情況進行任務再布置：沒有完成的學生利用課余時間在下次課前完成思維導圖。

（二）第2課時：“專家”交流，合作優化

第2課時主要是負責相同知識塊的“專家”組合成專家組，專家組成員通過分享信息、互助合作和共同研討調整這一領域的知識認知結構，并對知識細節進行補充。在這一過程中，培養和提高學生與他人合作學習、和睦相處、彼此交流意見等社會技能。

第2課時教學流程安排如圖4所示：

①第一環節，拼圖組中的“專家”圍坐到一起組成新的專家組，分別是“大數據概念專家組”“大數據處理專家組”“大數據應用專家組”“大數據安全專家組”“大數據案例專家組”。

“拼圖組——專家組”分組如圖5所示：

②第二環節，各專家組中每位“專家”進行1分鐘展示，向全組闡述自己對知識塊的劃分策略，具體采用了哪些主干關鍵詞并簡單說明原因，其余組員傾聽并記錄自己想法。

③第三環節，專家組用大概5分鐘的時間討論確定本組知識塊主干數量和主干關鍵詞。

④第四環節，每條主干分配負責人完善主干上的所有分支。主干負責人展示自己在這一主干上的所有分支項，其余組員負責提供補充和刪減建議，主干負責人負責記錄。所有主干分支完善完畢，組員共同完善自己的思維導圖。如果未能在課堂上完善所有主干分支，利用課余時間完成。

（三）第3課時：“專家”分享，共同進步

第3課時是“專家”回到自己的拼圖組，將經過兩課時學習、歸納、整理出來的知識分享給同組其他成員。這樣經過一輪分享，拼圖組的每一位成員都對“大數據”各方面有了認知。拼圖組每位“專家”因為在任務最初就知道需要將自己所學分享給組內所有成員，才能幫助小組共同完成學習任務，所以每位“專家”都會盡自己最大努力將知識學好，盡自己最好表達的能力將知識傳遞給同伴。這一過程能很好地培養學生的責任意識，提高學生的表達能力。

第3課時教學流程如圖6所示：

①第一環節，所有專家組成員回到原拼圖組。

②第二、第三環節，各“專家”依次分享自己所學知識塊成果。每位專家分享完，拼圖組其他成員對存疑知識點進行提問，“專家”負責解答。如果存在專家無法解答的問題，專家負責記錄下來，在這一流程結束后，請教師或其他組同知識塊專家答疑。課堂上所有“專家”分享完成后還有時間剩余的拼圖組，剩余時間構思“大數據”思維導圖的繪制；未能完成所有“專家”分享的拼圖組，利用課后時間完成。活動結束后，填寫組內分享評價表，如表2所示：

（四）第4課時：制作導圖、認知整體

第4課時只有一個教學環節，其主要任務：每位組員依據組內“專家”分享的知識塊結構和內容，獨立完成“大數據”思維導圖。通過獨立繪制“大數據”思維導圖，讓每位組員對“大數據”有整體性認知，培養學生對事物認知的整體性思維。

（五）第5課時：展示評價、復盤反思

第5課時主要通過展示評價各拼圖組代表作品，對各組的學習成果進行肯定和嘉獎；最后通過個人自評和小組互評找出自身的優勢和不足。

第5課時教學流程如圖7所示：

①第一環節，各拼圖組選出組內一致認為最好的一張思維導圖，評選標準如表3所示：

②第二環節，教師通過投影儀依次展示各組代表作，每圖展示兩分鐘，各小組依據思維導圖評分表在電子屏上逐項打分（自己小組不參與打分）。最后依據各組計分結果評選出2個“一等獎”、3個“二等獎”、4個“三等獎”，并現場頒發獎狀。

③第三環節，填寫《同伴協作和團隊合作評價表》如表4所示和《自我評價表》如表5所示。

四、 教學效果反思

未來的文盲不是不識字的人，而是沒有學會怎樣學習的人。培養能力比教會知識技能更重要，筆者將思維導圖結合拼圖法教學與傳統課堂教學進行了對比分析，如表6所示：

此外，思維導圖結合拼圖法教學具有以下幾點優勢：

①知識結構化，提升學習效率：思維導圖作為一種認知工具，可將知識概念內部進行可視化的整體呈現，形象地將知識結構繪制成一個知識網絡，從而促進學習者構建結構化的知識。結構化的知識符合大腦的認知規律，能有效提升學生的學習效率，加深學生對知識的認知深度。

②培養責任意識，促進主動學習：拼圖法學習能夠成功完成小組任務，是建立在每個組員有效完成自己任務的前提下。這種相互依賴的關系，強化了每位學生對自己學習的責任感，也培養了學生對集體負責的責任意識，同時促進學生積極主動學習的自主學習能力和自我管理能力。

③提升合作能力，增強社會適應能力：拼圖法教學的核心是小組合作，在小組討論、信息分享的過程中提升學生的合作能力。同時在小組合作過程中，友善的傾聽能力、清晰的表達能力、良好的溝通能力、積極的參與性，都是合作成功的關鍵，這些技能都能增強學生今后的社會適應能力。

五、 結語

信息技術核心素養的提出，對傳統信息技術教學模式提出了新挑戰，將思維導圖結合拼圖法教學引入信息技術教學設計和教學過程中，是實現由傳統的以學科知識技能傳授為導向的課堂教學模式，轉向以促進學生能力素養培養為導向的課堂教學模式的一條有效的實施路徑。思維導圖作為一種有效的教學工具，拼圖法作為一種高效的全員合作學習方式，作為一種信息技術課堂教學應用中的方法和途徑，值得我們繼續探究。

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