導(dǎo)引知識學(xué)習(xí)的“支學(xué)”系統(tǒng)開發(fā)

高翔 劉靜 張宗虎

摘要：實施教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略需要推動技術(shù)與教育深度融合。結(jié)合認知學(xué)徒制、支架理論、程序教學(xué)法和信息技術(shù)，研發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源創(chuàng)作系統(tǒng)——“支學(xué)”系統(tǒng)，文章闡述了相關(guān)理論和程序。

關(guān)鍵詞：知識學(xué)習(xí)；數(shù)字化學(xué)習(xí)資源；“支學(xué)”系統(tǒng)

一、理論基礎(chǔ)與設(shè)計分析

（一）認知學(xué)徒制

認知學(xué)徒制是由柯林斯等人提出的一種教學(xué)模式，是在傳統(tǒng)學(xué)徒制的基礎(chǔ)上傳承發(fā)展而來。傳統(tǒng)學(xué)徒制必須有動手操作的學(xué)習(xí)過程，而認知學(xué)徒制強調(diào)認知學(xué)習(xí)過程，要將概念的形成過程和思維過程可視化。開展認知學(xué)徒制教學(xué)時，教師應(yīng)該注意兩點：第一，要為學(xué)生作示范，并解釋相關(guān)依據(jù)和思考邏輯。第二，要為學(xué)生搭建合適的支架，引導(dǎo)學(xué)生反思自己的思維過程。

“支學(xué)”作為引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，必然包含特定學(xué)習(xí)資源。但是在“支學(xué)”開發(fā)完成之時，系統(tǒng)本身并不包含直接可用的資源，而是需要由教師創(chuàng)作之后，學(xué)生才能使用。“支學(xué)”是一個平臺，其使用流程概況為，教師創(chuàng)作學(xué)習(xí)資源-學(xué)生使用學(xué)習(xí)資源-教師查看學(xué)習(xí)結(jié)果了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

為了更好地理解“支學(xué)”的使用邏輯，筆者將其與WPS Office軟件作類比說明。WPS Office作為常用的數(shù)字化資源開發(fā)工具，教師可以利用它開發(fā)課件資源。WPS Office本身并不包含任何學(xué)習(xí)資源，而是需要廣大教師或者專業(yè)人員開發(fā)后才能使用。同樣，“支學(xué)”依賴教師創(chuàng)作學(xué)習(xí)資源。教師在“支學(xué)”中創(chuàng)作學(xué)習(xí)資源的主要形式是將知識內(nèi)容、思維邏輯以文字的形式表述和記錄下來，同時可以添加必要的多媒體資源。教師通過“支學(xué)”創(chuàng)建的每一個相對完整的學(xué)習(xí)資源，稱為一個“支架實例”。學(xué)生利用“支學(xué)”學(xué)習(xí)時，每個支架實例就如同“導(dǎo)師”一般，循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

那么，“WPS Office”同樣能將特定的文字和其他多媒體材料結(jié)合，那“支學(xué)”的功能價值是什么？事實上，“支學(xué)”的不同體現(xiàn)在其每個支架實例并非僅僅依據(jù)教師的個人邏輯組合創(chuàng)建，而是在教師專業(yè)知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，遵循支架理論和程序教學(xué)法的基本原則來創(chuàng)作。

（二）支架理論

支架原本是指建筑工地中搭建的“腳手架”，伍德把支架引申為，學(xué)生在導(dǎo)師的引導(dǎo)協(xié)助下執(zhí)行一項任務(wù)，或者學(xué)生在實現(xiàn)一個目標的過程中，導(dǎo)師對學(xué)生的支持與幫助。支架具有五個關(guān)鍵特征：主體間性、對學(xué)生水平持續(xù)診斷、適應(yīng)性支持、漸隱性、責(zé)任轉(zhuǎn)移。學(xué)生借助支架，能穩(wěn)步提升自己的知識與技能水平。

第一，主體間性。這是支架發(fā)揮作用的前提，學(xué)生在借助支架開展某項學(xué)習(xí)任務(wù)之前，必須先理解該任務(wù)的目的，即任務(wù)水平需要在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。第二，對學(xué)生水平持續(xù)診斷。支架學(xué)習(xí)是一個動態(tài)變化過程，變化的依據(jù)在于對學(xué)生水平的持續(xù)診斷。第三，適應(yīng)性支持。這是支架與支持相區(qū)別的關(guān)鍵，隨著學(xué)習(xí)過程的推進，支架對學(xué)生提供的幫助是不斷變化的。可以理解為，由一定數(shù)量互相聯(lián)系但又互相區(qū)別的支持所構(gòu)成的整體就是支架，支架與支持是整體與部分的關(guān)系。第四，漸隱性。漸隱形是指提供給學(xué)生的支持應(yīng)該逐漸撤去。但漸隱性并不意味著在同一時間內(nèi)撤去所有支持，而是隨著學(xué)生水平的漸增逐漸撤去，支架對學(xué)生的支持是從100%逐漸過渡到0%的漸隱過程。第五，責(zé)任轉(zhuǎn)移。這是學(xué)生能力提高的關(guān)鍵，即隨著學(xué)習(xí)過程的推進，學(xué)生必須承擔(dān)更多的學(xué)習(xí)責(zé)任。

筆者通過讓學(xué)生列方程解決應(yīng)用題的案例，說明如何開展支架式教學(xué)。列方程解決應(yīng)用題大體可以分為五個步驟：第一，找出題目中的等量關(guān)系；第二，設(shè)未知數(shù)，用未知數(shù)表示有關(guān)的未知量；第三，根據(jù)等量關(guān)系，列出方程式；第四，求解方程式，計算出未知數(shù)與未知量；第五，將求解的數(shù)值帶回題目驗證。

整個支架教學(xué)過程所經(jīng)歷的時間從幾個小時至幾天不等，具體時間依據(jù)學(xué)生的掌握情況而定。根據(jù)教師和學(xué)生在教學(xué)過程中的行為特征，整個支架式教學(xué)過程大致可以分為五個模式，在第一個模式中，教師承擔(dān)幾乎全部的學(xué)習(xí)責(zé)任，到了第五個模式，教師過渡為幾乎不承擔(dān)學(xué)習(xí)責(zé)任，學(xué)生則與教師相反。

模式一，教師完整示范列方程求解問題的運用流程，詳細講解每個步驟并闡述其意義，學(xué)生聆聽教師講解。模式二，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧如何求解，學(xué)生需要回答教師的問題。如教師問學(xué)生：“我們應(yīng)該用什么方法來求解這類問題？該方法的一個步驟是什么？”如果學(xué)生能順利回答，教師再示范具體的操作步驟；如果學(xué)生不能順利回答，那么教師要考慮是否應(yīng)該回到上一模式的教學(xué)。模式三，教師直接說出方法的某個步驟名稱，讓學(xué)生自己演示。模式四，教師指定學(xué)生用列方程的方法求解問題，然后由學(xué)生獨立完成。模式五，學(xué)生在具體的問題情境中，獨立判斷出應(yīng)該采用列方程求解問題，進而獨立解題。

需要說明的是，并非每個支架式教學(xué)都需要分為五個模式，每個模式也并非要遵循上述案例的細節(jié)設(shè)計，教師應(yīng)該依據(jù)自身專業(yè)知識和經(jīng)驗進行模式規(guī)劃與細節(jié)設(shè)計。

開展支架式教學(xué)，動態(tài)推進教學(xué)過程是精髓。在課堂情境中，支架的動態(tài)性較容易體現(xiàn)，教師通過口頭表達或?qū)嶋H操作互動便可以實現(xiàn)，但在“支學(xué)”中，這種動態(tài)性應(yīng)該如何實現(xiàn)？隨著模式的深入，學(xué)生如何承擔(dān)更多學(xué)習(xí)責(zé)任？實際上，“支學(xué)”對動態(tài)性的體現(xiàn)，是借助程序教學(xué)法的基本原則來實現(xiàn)的。

（三）程序教學(xué)法

程序教學(xué)法是一種嚴格按照心理學(xué)理論建立的，通過個體自學(xué)方式進行的教學(xué)方法，其流程是由專家或教師設(shè)計出包含具體學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)機器（程序），每個學(xué)生借助教學(xué)機器，獨立自主學(xué)習(xí)。需要注意的是，不論是由人主導(dǎo)的，還是通過教學(xué)機器（程序）主導(dǎo)的程序教學(xué)，要遵循五個原則。

第一，積極反應(yīng)原則，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該處于積極反應(yīng)的狀態(tài)；第二，小步子原則，教師要將復(fù)雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為較小的、學(xué)生容易理解、接受的步驟；第三，及時強化原則，當(dāng)學(xué)生作出反應(yīng)，教師應(yīng)該及時給予學(xué)生反饋，若是學(xué)生出現(xiàn)期待的積極行為，教師則進行一定的正強化；第四，自定步調(diào)原則，即學(xué)生可以按照自己的速度學(xué)習(xí)；第五，低錯誤率原則，教師要精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，盡可能避免學(xué)生犯錯。

教師利用“支學(xué)”創(chuàng)建支架實例，每個支架實例又包含若干模式，隨著模式的深入，學(xué)生需要承擔(dān)更多的學(xué)習(xí)責(zé)任。如通過“支學(xué)”創(chuàng)建的學(xué)習(xí)資源，主要是以文字形式呈現(xiàn)，所以在每個支架實例的第一個模式中，需要學(xué)生“填空”處較少，隨著模式的推進，學(xué)生需要“填空”處逐漸增加，這是“支學(xué)”動態(tài)性和交互性的體現(xiàn)。在設(shè)置文字“空缺”時，教師要遵循小步子原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)時，需要正確“填空”每一處，才能進入下一個步驟或模式。學(xué)生“填空”后，系統(tǒng)即時向?qū)W生反饋所填寫內(nèi)容的正確性，這種即時的反饋便是對學(xué)生的一種強化。學(xué)生可以自定步調(diào)學(xué)習(xí)，若不能順利“填空”，則可以返回上一個模式再次學(xué)習(xí)。

二、“支學(xué)”系統(tǒng)開發(fā)

（一）開發(fā)技術(shù)分析

“支學(xué)”是一款基于“瀏覽器/服務(wù)器”架構(gòu)的Web系統(tǒng)。“支學(xué)”這一名稱取自基礎(chǔ)理論之一的支架理論，寓意是支持學(xué)生學(xué)習(xí)。其前端用“HTML + JavaScript + CSS”編寫實現(xiàn)，后端編程語言為Python。系統(tǒng)搭建在騰訊云服務(wù)器上，方便管理和使用。

（二）功能模塊分析與實現(xiàn)

1.用戶模塊

用戶模塊功能包括用戶注冊、登錄和信息修改等。雖然上文在闡述“支學(xué)”相關(guān)功能時，提到了教師和學(xué)生兩種用戶身份，但在實際開發(fā)過程中是沒有教師與學(xué)生的身份區(qū)分。這是因為“支學(xué)”作為一個學(xué)習(xí)資源的創(chuàng)作與使用平臺（工具），任何人都可以成為資源的創(chuàng)作者或使用者。當(dāng)教師創(chuàng)作資源時，其身份就是資源創(chuàng)建者；當(dāng)教師使用他人創(chuàng)作的資源時，其身份又變成了使用者。學(xué)生也是如此。但為了敘述方便，筆者依然會采用教師和學(xué)生兩種敘述身份，教師代表資源的創(chuàng)建者，學(xué)生代表資源的使用者。

2.支架模塊

支架模塊是“支學(xué)”的核心功能模塊，包括支架實例的創(chuàng)建、搜索和使用。教師創(chuàng)建的一個相對完整的學(xué)習(xí)資源，稱為一個支架實例，每個支架實例又包含了若干模式。每個模式可以包含視頻、圖片等多媒體輔助資源，但每個模式的主要資源形式是“文字 + 空缺”，教師輸入文字內(nèi)容，同時標記需要學(xué)生補齊的關(guān)鍵內(nèi)容。在學(xué)生學(xué)習(xí)時，被標記的關(guān)鍵內(nèi)容會以“空缺”的形式呈現(xiàn)。

教師創(chuàng)建并發(fā)布支架實例后，學(xué)生便可以在搜索界面根據(jù)支架實例的編號或名稱搜索、添加和使用支架。其中，支架實例的文字內(nèi)容以單元格的形式呈現(xiàn)。橙色的單元格是需要學(xué)生填寫的“空缺單元格”，填寫正確，單元格顏色變?yōu)榫G色；填寫錯誤，單元格顏色變?yōu)榧t色，需要重新填寫。學(xué)生使用支架實例的大致流程可以概括為，閱讀學(xué)習(xí)材料內(nèi)容，填寫每一個“空缺單元格”，直至完成所有步驟和模式，逐漸掌握所學(xué)知識。

3.其他模塊

在學(xué)生利用“支學(xué)”學(xué)習(xí)時，系統(tǒng)會記錄使用時間，教師有權(quán)限查看學(xué)生的使用記錄，也可以獲取學(xué)生的整體統(tǒng)計信息，如最長用時、最短用時和平均用時等。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生如果有任何疑問，可以在支架實例的“話題模塊”留言，方便學(xué)生相互討論、交流，以及教師對學(xué)生問題的解答。

（三）應(yīng)用場景分析

“支學(xué)”使用方便，通過電腦端或移動端的瀏覽器即可使用，課前、課中和課后也能使用“支學(xué)”。課前，教師利用“支學(xué)”創(chuàng)建新知識的預(yù)習(xí)材料，并根據(jù)學(xué)生的完成情況，對學(xué)生的預(yù)習(xí)效果有初步的了解；課中，學(xué)生首先使用“支學(xué)”自學(xué)，之后教師輔導(dǎo)學(xué)生，并集中講解出現(xiàn)的問題；課后，教師結(jié)合課堂所學(xué)知識，創(chuàng)建相應(yīng)的練習(xí)資源，讓學(xué)生鞏固練習(xí)。

“支學(xué)”的開發(fā)初衷是引導(dǎo)、促進學(xué)生的課外學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時，在“雙減”政策背景下，學(xué)生在課后通過“支學(xué)”學(xué)習(xí)，是一種作業(yè)練習(xí)的新形式。“支學(xué)”的優(yōu)點之一是一次創(chuàng)作就可以實現(xiàn)一對多的導(dǎo)引學(xué)習(xí)。對學(xué)生來說，“支學(xué)”如同一個課外的“計算機導(dǎo)師”。

在實施教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略背景下，教師可以基于自身專業(yè)知識，借助“支學(xué)”，遵循認知學(xué)徒制、支架理論和程序教學(xué)法的基本原則，創(chuàng)作出合適的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，從而引導(dǎo)、促進學(xué)生學(xué)習(xí)知識，提高學(xué)習(xí)效率。

參考文獻：

[1]顧小清.教育信息化步入數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2022（4）.

[2]林雷，樂納紅，陳愷，等.數(shù)字賦能，助力“雙減”：作業(yè)數(shù)字化流程再造的探索與實踐[J].中國電化教育，2022（4）.

[3]陳家剛.認知學(xué)徒制研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2009.

（作者單位：喀什大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院）