支持小學(xué)差異化編程教學(xué)的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式探究

摘要：小學(xué)課堂是當(dāng)前兒童編程教育與計(jì)算思維啟蒙的主陣地，但由于師資薄弱、資源缺乏等原因，許多學(xué)校將不同年級學(xué)生混班、混級進(jìn)行編程教學(xué)，難以滿足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。基于此，文章首先以探究社區(qū)模型、SOLO分類理論為理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式。之后，文章將混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式應(yīng)用于小學(xué)低年級編程教學(xué)，并通過準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究檢驗(yàn)了其教學(xué)效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該模式下不同年級學(xué)生對于認(rèn)知臨場感、社會臨場感、教學(xué)臨場感都有良好的主觀感受，實(shí)驗(yàn)班中各年級學(xué)生的站點(diǎn)任務(wù)表現(xiàn)都能達(dá)到對照班水平，實(shí)驗(yàn)班中達(dá)到升組標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生基本能夠適應(yīng)更高層級的學(xué)習(xí)內(nèi)容與新的學(xué)習(xí)輪轉(zhuǎn)路徑。最后，文章根據(jù)研究結(jié)果，構(gòu)建了優(yōu)化后的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式。文章的研究能夠?yàn)樾W(xué)差異化編程教學(xué)提供切實(shí)可行的操作指導(dǎo)與應(yīng)用示范，對于提高小學(xué)編程教學(xué)質(zhì)量、推動小學(xué)編程教育發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)；小學(xué)編程；混合式教學(xué)；差異化教學(xué)

【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009—8097（2023）05—0059—11 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2023.05.007

引言

計(jì)算思維（Computational Thinking）作為一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)方法進(jìn)行問題求解的思維方式，已經(jīng)成為除閱讀、寫作、計(jì)算之外，21世紀(jì)學(xué)習(xí)者必須具備的核心能力之一[1]。在《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，教育部明確提出將“初步具備解決問題的能力，發(fā)展計(jì)算思維”作為課程學(xué)習(xí)的總目標(biāo)[2]。編程教育作為培養(yǎng)計(jì)算思維的絕佳方式，已在我國許多地區(qū)的小學(xué)階段逐步普及。目前，小學(xué)編程課主要以興趣班、“第二課堂”等形式開展，由于受師資、設(shè)備、環(huán)境等因素的制約，學(xué)校通常以混班、混級方式組織學(xué)生學(xué)習(xí)編程，類似情況在少兒編程教育機(jī)構(gòu)中也十分常見。在學(xué)生認(rèn)知能力存在顯著差異的混合班級中，如何促進(jìn)學(xué)生均衡發(fā)展與個(gè)性化學(xué)習(xí)，是小學(xué)編程課堂教學(xué)面臨的新挑戰(zhàn)。

混合式教學(xué)模式從高等教育向基礎(chǔ)教育滲透，是后疫情時(shí)代教學(xué)模式革新的必然趨勢。混合式教學(xué)模式注重將面對面的課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)有效結(jié)合，有助于平衡普適性教育與個(gè)性化學(xué)習(xí)[3]。混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式是一種特殊的混合式教學(xué)模式，既延續(xù)了傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢，又能整合課堂活動與線上資源，促進(jìn)不同認(rèn)知層次學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗(yàn)并控制教學(xué)成本，在國外中小學(xué)得到了普遍應(yīng)用[4]。混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式最初源于美國，主要應(yīng)用于小學(xué)階段的語言學(xué)科和自然學(xué)科教學(xué)[5]。美國的Highlander Charter學(xué)校、KIPP Empower學(xué)院、Canyon Lake學(xué)校等的教學(xué)實(shí)踐表明，混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式能幫助學(xué)校解決師資緊缺、學(xué)生差異化顯著等教學(xué)問題，并能在控制教學(xué)成本的同時(shí)滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求、提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)[6][7][8]。小學(xué)編程教育主要培養(yǎng)兒童的問題解決能力、創(chuàng)造力、計(jì)算思維等高階認(rèn)知能力[9]，而混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式在高階思維培養(yǎng)、差異化學(xué)習(xí)等方面的效果已經(jīng)得到了有效驗(yàn)證[10][11][12]。

本研究通過引入探究社區(qū)（Community of Inquiry，COI）模型，剖析混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的內(nèi)部機(jī)制；同時(shí)應(yīng)用可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)（Structure of the Observed Learning Outcome，SOLO）分類理論，對不同年級學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知層級劃分。在此基礎(chǔ)上，本研究嘗試構(gòu)建支持小學(xué)差異化編程教學(xué)的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式，并通過教學(xué)實(shí)踐探究此模式的應(yīng)用效果，以期為小學(xué)差異化編程教學(xué)提供解決方案。

一 理論基礎(chǔ)

1 混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式

混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式由Staker等[13]提出，是指學(xué)生根據(jù)既定的學(xué)習(xí)路徑，在一間獨(dú)立教室或多間教室內(nèi)進(jìn)行多個(gè)學(xué)習(xí)站點(diǎn)（下文簡稱“站點(diǎn)”）之間輪轉(zhuǎn)的一種混合式教學(xué)模式。站點(diǎn)是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)活動的總和，所有站點(diǎn)中必須有一個(gè)在線學(xué)習(xí)站點(diǎn)，其他站點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。通常情況下，站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式包括在線學(xué)習(xí)站、教師指導(dǎo)站、協(xié)作活動站三個(gè)基本站點(diǎn)。

混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式如圖1所示。在該模式的教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生不同的認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)需求劃分學(xué)習(xí)小組，并為各小組設(shè)置相應(yīng)的輪轉(zhuǎn)路徑，組織學(xué)生在各個(gè)站點(diǎn)間進(jìn)行“錯(cuò)位輪轉(zhuǎn)”學(xué)習(xí)。學(xué)生進(jìn)行“錯(cuò)位輪轉(zhuǎn)”學(xué)習(xí)的次數(shù)一般不受限制，但在各個(gè)站點(diǎn)的活動時(shí)長必須一致。理論上，整個(gè)課堂只需要一名教師在特定站點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)指導(dǎo)，就能夠?qū)崿F(xiàn)不同認(rèn)知層級學(xué)生的差異化教學(xué)，這既可以提升教學(xué)資源利用的效率，也符合“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教育理念，有利于促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。

2 COI模型

COI模型由Garrison等[14]提出，主要從教學(xué)和學(xué)生心理特征的角度揭示混合式教學(xué)環(huán)境中有效學(xué)習(xí)發(fā)生的內(nèi)部機(jī)制，是目前較有影響力的混合式教學(xué)理論模型之一。基于COI模型分析混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的內(nèi)部機(jī)制，有助于深入剖析站點(diǎn)功能、站點(diǎn)活動、輪轉(zhuǎn)路徑等外部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

混合式學(xué)習(xí)環(huán)境下的探究社區(qū)模型如圖2所示，其呈現(xiàn)了混合式教學(xué)中提高學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵要素，即認(rèn)知臨場感（Cognitive Presence，CP）、社會臨場感（Social Presence，SP）和教學(xué)臨場感（Teaching Presence，TP）。其中，認(rèn)知臨場感是對學(xué)習(xí)者在混合式學(xué)習(xí)環(huán)境中認(rèn)知探究過程的全面反映，強(qiáng)調(diào)通過批判性溝通和持續(xù)反思來解決問題的過程[15]；社會臨場感強(qiáng)調(diào)混合式學(xué)習(xí)環(huán)境需要具備促進(jìn)學(xué)習(xí)者有意義交流、支持批判性探究和達(dá)成教育目標(biāo)的作用[16]；教學(xué)臨場感是指教師通過各種促進(jìn)認(rèn)知臨場感和社會臨場感的策略，幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)有意義的知識建構(gòu)，具體策略包括設(shè)計(jì)和組織教學(xué)活動、促進(jìn)討論交流、提供直接指導(dǎo)等。在一個(gè)動態(tài)的學(xué)習(xí)過程中，三種臨場感的共同作用可以產(chǎn)生深刻而有意義的教學(xué)體驗(yàn)[17]。

3 SOLO分類理論

SOLO分類理論由Biggs等[18]提出，描述了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中概括化的思維過程。此理論主要應(yīng)用于差異化教學(xué)領(lǐng)域[19]，涉及地理、化學(xué)、物理等自然學(xué)科。盡管已有應(yīng)用SOLO分類理論指導(dǎo)新手編程技能訓(xùn)練的研究案例[20]，但用此理論指導(dǎo)編程分層教學(xué)的研究仍然很少。

SOLO分類理論根據(jù)學(xué)習(xí)者解決具體問題時(shí)的表現(xiàn)，將學(xué)習(xí)者的思維水平由低到高劃分為五個(gè)結(jié)構(gòu)層級，分別為：前結(jié)構(gòu)（4～6歲）、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)（7～9歲）、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)（10～12歲）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（13～15歲）、抽象拓展結(jié)構(gòu)（16歲以上）。每個(gè)層級學(xué)習(xí)者具備不同的思維特征與認(rèn)知表現(xiàn)，并設(shè)有對應(yīng)的測評指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)可視化、直觀化的教學(xué)評價(jià)。此外，在各個(gè)層級之間還存在一個(gè)過渡層級，代表學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平高于當(dāng)前層次但還沒有進(jìn)入下一層次。

SOLO分類理論描述了不同層級學(xué)習(xí)者的概括化思維特征和認(rèn)知表現(xiàn)，適用于設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的概念分層與評價(jià)。兒童早期計(jì)算思維的發(fā)展首先從計(jì)算概念認(rèn)知開始，利用SOLO分類理論分析各層次學(xué)習(xí)者對計(jì)算概念的認(rèn)知特點(diǎn)，有助于制定明確的分層教學(xué)目標(biāo)，并設(shè)計(jì)適切的小學(xué)編程教學(xué)內(nèi)容與策略。

二 混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的構(gòu)建

差異化教學(xué)是指在學(xué)習(xí)者分層的基礎(chǔ)上，確保學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)者的準(zhǔn)備水平、興趣等相匹配。本研究基于SOLO理論對小學(xué)一、二、三年級學(xué)生的思維水平進(jìn)行層級劃分，通過對學(xué)習(xí)站點(diǎn)以及站點(diǎn)間輪轉(zhuǎn)路徑的設(shè)計(jì)，為不同層級學(xué)生提供相適應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)策略；同時(shí)，通過制定有效的升降級標(biāo)準(zhǔn)，來幫助學(xué)生在各層級間動態(tài)調(diào)整與準(zhǔn)確適配，實(shí)現(xiàn)對一、二、三年級學(xué)生混合班級的差異化編程教學(xué)。

1 學(xué)習(xí)層級分析

依據(jù)SOLO分類理論，小學(xué)一、二、三年級學(xué)生分別處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層級、過渡結(jié)構(gòu)層級和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層級，各層級學(xué)生的思維特征與認(rèn)知表現(xiàn)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容以及對應(yīng)的教學(xué)策略如表1所示。SOLO分類理論認(rèn)為，概念的復(fù)雜程度不僅取決于概念內(nèi)要素的難易程度，還取決于要素的數(shù)量[21]。表1中各層級學(xué)習(xí)內(nèi)容包含的概念要素基本相同，學(xué)習(xí)內(nèi)容的難度差異主要體現(xiàn)為學(xué)習(xí)任務(wù)中所涉概念要素的數(shù)量不等和概念相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性程度不同。

2 學(xué)習(xí)站點(diǎn)設(shè)計(jì)

在混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式中，學(xué)習(xí)站點(diǎn)的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動設(shè)計(jì)是有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)、促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。本研究根據(jù)COI模型對三個(gè)臨場感的要求，結(jié)合小學(xué)生的計(jì)算思維認(rèn)知發(fā)展特征，設(shè)計(jì)了在線編程站、合作任務(wù)站和不插電活動站三個(gè)學(xué)習(xí)站點(diǎn)。

①在線編程站為每位學(xué)生配備一臺個(gè)人電腦（Personal Computer，PC），學(xué)生通過訪問Code平臺（網(wǎng)址：https：//code.org）進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。此平臺的課程依據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會（Computer Science Teachers Association，CSTA）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，按照年齡段劃分為A～F共6個(gè)層級，并提供配套教案、不插電紙筆編程等教學(xué)參考資源。根據(jù)SOLO分類理論，一、二、三年級學(xué)生對應(yīng)選擇B、C、D層級課程。

②合作任務(wù)站為每位學(xué)生提供一臺平板電腦，相較于PC，平板電腦具有更強(qiáng)的移動性與操控性，便于學(xué)生交流討論與合作探究。學(xué)生可以使用平板電腦訪問Code平臺進(jìn)行編程學(xué)習(xí)，該平臺的學(xué)習(xí)社區(qū)功能支持結(jié)對編程（限制為2人）和編程項(xiàng)目分享。

③不插電活動站為學(xué)生提供紙筆編程、卡片編程等不插電編程活動，活動內(nèi)容主要來自Code平臺提供的小學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)課程配套教案。不插電編程活動通過紙筆游戲訓(xùn)練兒童的計(jì)算思維，能夠避免兒童長時(shí)間使用電子設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)面影響，有利于兒童全身心參與認(rèn)知過程，更符合低齡兒童的認(rèn)知特點(diǎn)[22]。

3 輪轉(zhuǎn)模式設(shè)計(jì)

輪轉(zhuǎn)路徑設(shè)計(jì)首先需要確保多個(gè)層級學(xué)生能夠“錯(cuò)位輪轉(zhuǎn)”，其次學(xué)習(xí)路徑與站點(diǎn)活動設(shè)計(jì)必須符合編程學(xué)習(xí)的一般認(rèn)知過程，滿足不同層級學(xué)生的認(rèn)知需要。為使學(xué)習(xí)效果最大化，本研究設(shè)計(jì)了混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式，如圖3所示。

一年級學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自控力較弱，首先進(jìn)入教師主導(dǎo)的不插電活動站，由教師通過不插電活動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們掌握編程的基本概念與知識。之后進(jìn)入合作任務(wù)站，學(xué)生通過小組合作完成簡單的編程項(xiàng)目。最后進(jìn)入在線編程站，學(xué)生通過自主編程學(xué)習(xí)，鞏固舊知并探究、拓展新知。

二年級學(xué)生的起始站點(diǎn)為在線編程站，通過在線闖關(guān)激發(fā)學(xué)生的編程興趣與學(xué)習(xí)動機(jī)，幫助他們理解編程的相關(guān)概念。之后進(jìn)入不插電活動站，學(xué)生通過紙筆編程活動加深對知識概念的理解。最后進(jìn)入合作任務(wù)站，學(xué)生按照預(yù)定學(xué)習(xí)目標(biāo)合作完成編程任務(wù)，鞏固學(xué)習(xí)成果。

相較于一、二年級學(xué)生，三年級學(xué)生具有更強(qiáng)的自主探究能力，可以先進(jìn)入合作任務(wù)站，通過合作探究學(xué)習(xí)基本的編程知識，發(fā)現(xiàn)并探究新的問題。然后進(jìn)入在線編程站，學(xué)生通過在線編程拓展知識，并嘗試解決上一站遇到的問題。最后進(jìn)入不插電活動站，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成不插電編程任務(wù)，鞏固所學(xué)知識。

4 站點(diǎn)活動與升級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

為確保各站點(diǎn)活動既滿足學(xué)生層級學(xué)習(xí)目標(biāo)的需要，又能為學(xué)生提供一定的拓展空間，每個(gè)站點(diǎn)均設(shè)有層級任務(wù)和升級任務(wù)，并制定了相應(yīng)的升級標(biāo)準(zhǔn)——各層級的升級標(biāo)準(zhǔn)就是下一層級的層級標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生需要完成層級任務(wù)后才能挑戰(zhàn)升級任務(wù)，完成升級任務(wù)并經(jīng)教師評估確定升級后，學(xué)生將在下一課進(jìn)入更高層級開始學(xué)習(xí)。最高層級不設(shè)置升級任務(wù)，但在實(shí)際教學(xué)中可以為有需要的學(xué)生提供相應(yīng)的拓展學(xué)習(xí)材料。

三 混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的教學(xué)應(yīng)用

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2022年春季學(xué)期，本研究將混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式應(yīng)用于小學(xué)低年級編程教學(xué)，并通過準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究檢驗(yàn)其教學(xué)效果。研究對象為廣東省F小學(xué)的118名學(xué)生，分為實(shí)驗(yàn)班和對照班。其中，實(shí)驗(yàn)班為“第二課堂”編程興趣班，是從主動報(bào)名的一、二、三年級學(xué)生中隨機(jī)挑選30人（每個(gè)年級選10人）組成的混合班級，按照年級從低到高對應(yīng)劃分為紅、黃、藍(lán)三組，采用混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式教學(xué)；對照班為3個(gè)常規(guī)獨(dú)立班級，其中一年級A班28人、二年級B班30人、三年級C班30人，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)。

2 實(shí)驗(yàn)過程

（1）實(shí)驗(yàn)班教學(xué)過程

本研究將實(shí)驗(yàn)班所學(xué)課程內(nèi)容劃分為初階（1～2課）、進(jìn)階（3～5課）和高階（6～8課）三個(gè)階段，對應(yīng)開展三輪行動研究。在課程開始前對學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，幫助學(xué)生了解設(shè)備環(huán)境、站點(diǎn)功能、輪轉(zhuǎn)路徑、升級標(biāo)準(zhǔn)及課程安排。

在第一輪行動研究中，學(xué)生處于適應(yīng)階段，在各個(gè)站點(diǎn)中進(jìn)入任務(wù)的耗時(shí)過長，且在站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)錯(cuò)位與混亂，導(dǎo)致第一節(jié)課僅完成了1次輪轉(zhuǎn)，即每組學(xué)生僅經(jīng)歷了前兩個(gè)學(xué)習(xí)站點(diǎn)。此外，通過課堂觀察，本研究發(fā)現(xiàn)紅組學(xué)生在合作任務(wù)站更傾向于獨(dú)立探究完成簡單任務(wù)，交流討論較少，合作探究深度不夠；而藍(lán)組學(xué)生在合作任務(wù)站會產(chǎn)生較多的問題與疑惑，但這些問題與疑惑在前兩站都無法得到教師的及時(shí)指導(dǎo)，因而也就無法及時(shí)解決。

針對上一輪的問題，第二輪行動研究進(jìn)行了以下改進(jìn)：①對各個(gè)站點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，確保大部分學(xué)生能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成層級任務(wù)。②在每節(jié)課開始前向?qū)W生發(fā)放紙質(zhì)學(xué)習(xí)清單，詳細(xì)說明各組的輪轉(zhuǎn)路徑、站點(diǎn)任務(wù)及其升級標(biāo)準(zhǔn)。③調(diào)整各組輪轉(zhuǎn)路徑，將紅組輪轉(zhuǎn)路徑調(diào)整為“不插電活動站→在線編程站→合作任務(wù)站”，因?yàn)榍皟烧局械慕處熤笇?dǎo)與在線學(xué)習(xí)能夠幫助紅組學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識，從而為后續(xù)合作探究的開展提供助力；同時(shí)，藍(lán)組輪轉(zhuǎn)路徑調(diào)整為“合作任務(wù)站→不插電活動站→在線編程站”，通過將不插電活動站前移，有助于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決藍(lán)組學(xué)生在合作學(xué)習(xí)站遇到的問題。在第二輪行動研究中，學(xué)生逐步適應(yīng)課堂環(huán)境與教學(xué)流程，課程輪轉(zhuǎn)次數(shù)均達(dá)到2次以上。

在前兩輪行動研究中，教師只能停留在不插電活動站，無法兼顧指導(dǎo)其余兩個(gè)站點(diǎn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此，第三輪行動研究增加了一名輔助教師，專門為在線編程站與合作任務(wù)站的學(xué)生提供指導(dǎo)與幫助；同時(shí)，對不插電活動站點(diǎn)的相關(guān)功能進(jìn)行了調(diào)整，如針對黃、藍(lán)兩組增加了教師答疑環(huán)節(jié)。在整個(gè)課程實(shí)施過程中，每節(jié)課后教師都會根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)清單、在線學(xué)習(xí)后臺數(shù)據(jù)等綜合評估學(xué)生是否達(dá)到升級標(biāo)準(zhǔn)，最終共有5名學(xué)生升組，無學(xué)生降組。

（2）對照班教學(xué)過程

對照班A、B、C班分別使用與實(shí)驗(yàn)班紅、黃、藍(lán)組相同的課程，每個(gè)班級都配有一名主講教師和一名輔助教師。對照班采用常規(guī)教學(xué)模式，教師首先運(yùn)用不插電編程活動引入教學(xué)新知，再通過講練結(jié)合的方式引導(dǎo)學(xué)生完成基本的編程任務(wù)，最后組織學(xué)生以小組協(xié)作的方式自主探究，完成拓展任務(wù)。

3 數(shù)據(jù)采集與分析

（1）K12-COI問卷數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)

為檢驗(yàn)學(xué)生對混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式下差異化編程教學(xué)的主觀感受，本研究采用Wei等[23]設(shè)計(jì)的K12-COI李克特量表分析小學(xué)生在三個(gè)臨場感方面的表現(xiàn)。同時(shí)，本研究應(yīng)用此量表對COI模型的子類別和內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)展與微調(diào)，以更適合小學(xué)生作答，其信度與效度都得到了有效驗(yàn)證。課程結(jié)束后，研究人員向?qū)嶒?yàn)班的30名學(xué)生發(fā)放問卷，所有題項(xiàng)都由教師口述，學(xué)生現(xiàn)場作答，共回收有效問卷30份。問卷數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)如表2所示，可以看出：學(xué)生在認(rèn)知臨場感、社會臨場感、教學(xué)臨場感方面的表現(xiàn)得分分別為3.917、4.136、4.091，表明實(shí)驗(yàn)班學(xué)生對混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的整體體驗(yàn)感較好。

（2）臨場感相關(guān)分析與方差分析

為揭示混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式下有效學(xué)習(xí)發(fā)生的內(nèi)部機(jī)制，本研究采用Pearson積差相關(guān)分析三個(gè)臨場感之間的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果如表3所示。積差相關(guān)系數(shù)絕對值r表示變量之間關(guān)系的強(qiáng)弱，r值越高，表示兩個(gè)變量之間的相關(guān)性越強(qiáng)，r＞0.7表示高度相關(guān)；r為正數(shù)代表兩個(gè)變量正相關(guān)，r為負(fù)數(shù)則為負(fù)相關(guān)。由表3可知，社會臨場感與認(rèn)知臨場感、教學(xué)臨場感與認(rèn)知臨場感、教學(xué)臨場感與社會臨場感之間均存在高度正相關(guān)，這與Kozan等[24]、Shea等[25]對COI理論模型三個(gè)臨場感之間相關(guān)性的研究結(jié)論一致。

為分析混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式下不同層級學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的差異性，本研究通過方差分析對三組學(xué)生在三個(gè)臨場感上是否存在顯著差異進(jìn)行檢驗(yàn)，整體檢驗(yàn)的F值分別為2.399（p=0.11＞0.05）、5.846（p=0.001＜0.05）、2.76（p=0.081＞0.05）。其中，三組學(xué)生在社會臨場感上的差異性達(dá)到顯著水平，表明至少有兩組之間存在顯著差異。為進(jìn)一步明確三組學(xué)生兩兩之間的關(guān)系，本研究采用Scheffe法進(jìn)行多重比較，結(jié)果如表4所示，可以看出：紅組的社會臨場感顯著低于黃組與藍(lán)組，但黃、藍(lán)兩組之間不存在顯著差異。

（3）站點(diǎn)任務(wù)表現(xiàn)分析

實(shí)驗(yàn)班學(xué)生每節(jié)課的站點(diǎn)任務(wù)總分為30分，每個(gè)站點(diǎn)任務(wù)計(jì)10分（包括層級任務(wù)6分、升級任務(wù)4分）。對照班與實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)內(nèi)容相同，課堂任務(wù)與計(jì)分規(guī)則也完全一致，其學(xué)生的課堂站點(diǎn)任務(wù)表現(xiàn)得分如表5所示。

在表5中，由于第1課只輪轉(zhuǎn)1次，各組最后一站均未計(jì)分，故總分為20分。從第3課開始，三組學(xué)生的站點(diǎn)平均分逐步達(dá)到6分以上，總分均呈上升趨勢，且黃、藍(lán)兩組總分都穩(wěn)定在20分以上，紅組學(xué)生的合作任務(wù)站得分從第4課開始出現(xiàn)明顯上升。上述數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，第二、三輪行動研究中對混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的調(diào)整與改進(jìn)措施有效。

由于實(shí)驗(yàn)班樣本量小且不服從正態(tài)分布，故本研究采用Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)班與對照班在單節(jié)課堂總分方面的差異性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：除了第1課成績因記錄不完整而不納入對比，實(shí)驗(yàn)班與對照班第2～8課的課堂總分都不存在顯著差異。

（4）學(xué)生升組情況分析

在整個(gè)課程教學(xué)過程中，共有5名學(xué)生升組，其中有2名學(xué)生在第4課后由紅組升入黃組，另外3名學(xué)生分別在第3課（1人）、第5課后（2人）由黃組升入藍(lán)組。課程結(jié)束后，研究人員對5名升組學(xué)生進(jìn)行訪談，訪談問題涉及教學(xué)內(nèi)容、輪轉(zhuǎn)路徑、同伴關(guān)系等。訪談結(jié)果顯示：在教學(xué)內(nèi)容方面，5名學(xué)生均表示能夠適應(yīng)升組后學(xué)習(xí)內(nèi)容難度的增加；在輪轉(zhuǎn)路徑方面，有4名學(xué)生表示能夠適應(yīng)新的輪轉(zhuǎn)路徑，但有1名學(xué)生表現(xiàn)出對新的學(xué)習(xí)路徑不適應(yīng)；在同伴關(guān)系方面，有3名學(xué)生表示能夠接受并適應(yīng)新的學(xué)習(xí)同伴，但有2名學(xué)生表示不太愿意加入升組后的新團(tuán)隊(duì)，其中有1名學(xué)生甚至希望取消升組，且該生與不適應(yīng)新學(xué)習(xí)路徑的學(xué)生為同一人。

四 結(jié)果討論與模式優(yōu)化

1 結(jié)果討論

（1）K12-COI問卷結(jié)果討論

K12-COI問卷數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：社會臨場感的表現(xiàn)得分最高，說明學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部能夠積極互動與充分交流，合作解決問題；教學(xué)臨場感的表現(xiàn)得分較高，說明教師在課程組織與實(shí)施過程中發(fā)揮了良好作用，能夠提供及時(shí)有效的指導(dǎo)、監(jiān)督與評價(jià)，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。從單組得分來看，紅組的社會臨場感顯著低于黃、藍(lán)兩組，這可能是因?yàn)橐荒昙墝W(xué)生的紀(jì)律感與合作意識較弱，課程初期他們不愿意協(xié)作分享，而傾向于獨(dú)占設(shè)備編程，在同伴給出建議時(shí)往往會表現(xiàn)出拒絕或排斥。隨著課程推進(jìn)與混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式的優(yōu)化調(diào)整，紅組的合作意識逐漸加強(qiáng)，合作任務(wù)得分穩(wěn)步提升。在認(rèn)知臨場感方面，學(xué)生整體得分較高，這與學(xué)生課堂任務(wù)成績情況相符，表明混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式能夠促進(jìn)小學(xué)生開展有意義的編程學(xué)習(xí)與知識建構(gòu)。

（2）站點(diǎn)任務(wù)表現(xiàn)結(jié)果討論

從實(shí)驗(yàn)班的站點(diǎn)任務(wù)表現(xiàn)得分來看，隨著課程內(nèi)容難度逐步增加，學(xué)生成績?nèi)阅芊€(wěn)步提升，表明混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式設(shè)計(jì)基本合理，行動研究過程中對此模式的調(diào)整與改進(jìn)措施有效。在不插電活動站，大部分學(xué)生都能較好地完成本層級任務(wù)并嘗試挑戰(zhàn)升級任務(wù)，表明活動設(shè)計(jì)基本符合各層級學(xué)生的認(rèn)知水平。在合作任務(wù)站，高階課程內(nèi)容為綜合編程項(xiàng)目，黃組、藍(lán)組的得分較高，表明二、三年級學(xué)生具有更強(qiáng)的知識組織、遷移與應(yīng)用能力。在在線編程站，黃組、藍(lán)組的得分保持穩(wěn)步提升，但紅組得分偏低，有可能是因?yàn)樵撜救蝿?wù)涉及的知識概念數(shù)量逐步遞增，一年級學(xué)生處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層級，面對包含多個(gè)要素的概念時(shí)會出現(xiàn)認(rèn)知困難。

在教學(xué)內(nèi)容、師生比率基本相同的情況下，實(shí)驗(yàn)班與對照班的所有課堂任務(wù)總分接近且沒有顯著差異，說明兩組學(xué)生的初始編程能力相近。另外，在混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)班不同層級學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果也都能達(dá)到相應(yīng)對照班的水平。

（3）升組情況分析討論

從升組情況來看，升、降組機(jī)制能夠支持學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，但升組后學(xué)習(xí)環(huán)境的改變對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響值得關(guān)注：首先，升組學(xué)生需要調(diào)整學(xué)習(xí)策略以適應(yīng)新的輪轉(zhuǎn)路徑，導(dǎo)致學(xué)生的外部認(rèn)知負(fù)荷增加；其次，升組后學(xué)習(xí)內(nèi)容的難度增加，會造成升組學(xué)生內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的增加，并影響其自我效能感；最后，升組學(xué)生需要重新適應(yīng)新的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，這可能會引起他們的心理排斥與情緒波動，進(jìn)而影響合作學(xué)習(xí)的開展。總的來說，升組學(xué)生基本上能夠適應(yīng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，但教師需要重點(diǎn)關(guān)注他們面臨的學(xué)習(xí)困難與心理變化，并及時(shí)提供指導(dǎo)與幫助。

2 模式優(yōu)化

根據(jù)上述研究結(jié)果，本研究對混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化：①將不插電編程活動站改為教師站，強(qiáng)調(diào)教師的組織、指導(dǎo)、答疑、評價(jià)等全方位作用，突出教師在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的主導(dǎo)地位；②考慮到小學(xué)低年級學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性與合作意識不強(qiáng)，增加一名輔助教師組織、指導(dǎo)合作任務(wù)站與在線編程站的學(xué)習(xí)活動；③根據(jù)小學(xué)低年級學(xué)生編程學(xué)習(xí)的認(rèn)知特點(diǎn)，對各層級學(xué)生的站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)路徑進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)化后的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式如圖4所示，其通過強(qiáng)調(diào)教師的作用并突出其主導(dǎo)地位、增加一名輔助教師，進(jìn)一步提升了學(xué)生的教學(xué)臨場感；根據(jù)不同層級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，通過輪轉(zhuǎn)路徑將教師講授、自主探究、小組合作三種學(xué)習(xí)形式進(jìn)行有效整合，提升了學(xué)生的認(rèn)知臨場感；同時(shí)，通過靈活有效的合作探究形式與升、降組機(jī)制，保障了學(xué)生的社會臨場感。

五 結(jié)語

本研究設(shè)計(jì)了混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式，并在小學(xué)低年級編程教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，本研究對此模式進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，構(gòu)建了優(yōu)化后的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式。為更好地支持小學(xué)差異化編程教學(xué)，本研究建議：①將混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式應(yīng)用于編程教學(xué)前，先要明確可利用的軟、硬件資源，然后以此為基礎(chǔ)合理設(shè)計(jì)站點(diǎn)功能，進(jìn)而設(shè)計(jì)活動任務(wù)和輪轉(zhuǎn)路徑，以保障教學(xué)效果；②在具體的教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)盡量嘗試輪轉(zhuǎn)路徑與輪轉(zhuǎn)次數(shù)的不同組合，拓展和豐富站點(diǎn)功能，為不同層級學(xué)生尋求學(xué)習(xí)效果的“最大公約數(shù)”；③對學(xué)生的升、降組調(diào)整應(yīng)盡量在課程初期階段完成，以避免學(xué)生在已適應(yīng)現(xiàn)有學(xué)習(xí)環(huán)境的情況下因重新融入新環(huán)境而產(chǎn)生心理壓力、出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難。

需要說明的是，本研究設(shè)計(jì)的混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式僅適用于小學(xué)低年級學(xué)生的編程教學(xué)。面向其他研究對象時(shí)，仍然需要根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與學(xué)習(xí)需要，對站點(diǎn)功能、活動任務(wù)、輪轉(zhuǎn)路徑等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐不斷調(diào)整、優(yōu)化混合混合式站點(diǎn)輪轉(zhuǎn)模式，如此才能有效提升教學(xué)資源的使用效率與課堂的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)。

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Abstract： Primary school classrooms are the current battlefield for the enlightenment of children’s programming education and computational thinking. However， due to the weak teachers， the lack of resources and other reasons， many schools mix students of different grades to teach programming， which is difficult to meet the personalized learning needs of different students. Based on this， the paper designed the blended station rotation model on the theoretical bases of community of inquiry（COI） model and structure of the observed learning outcome（SOLO） theory. Subsequently， the blended station rotation model was employed in programming education for lower primary school， and its teaching effect was examined through a quasi-experimental research. It was found that under this model， students from different grades had positive subjective perceptions on cognitive presence， social presence， and teaching presence. The station task performance of students at different grade levels in the experimental classes reached the level of the control classes. Students who met the ascending standard in the experimental classes were generally able to adapt to the higher-level learning content and new learning rotation pathway. Finally， according to the research findings， this paper constructed an optimized version of the blended station rotation model. The research in this paper could provide concrete and feasible operation guidances and application demonstrations for differentiated programming education in primary schools， which was of significant importance in enhancing the teaching quality and promoting the development of programming education in primary schools.

Keywords： station rotation; primary programming; blended teaching; differentiated teaching

*基金項(xiàng)目：本文為2021年廣東省普通高校人文社會科學(xué)研究特色創(chuàng)新項(xiàng)目“一種面向兒童早期計(jì)算思維培養(yǎng)的可編程教育機(jī)器人設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號：2021WTSCX084）的階段性研究成果。

作者簡介：胡畔，副教授，博士，研究方向?yàn)閯?chuàng)客與STEAM教育，郵箱為hupan0825@163.com。

收稿日期：2022年9月1日

編輯：小米