有效失敗理論下信息技術(shù)課程教學(xué)過程設(shè)計(jì)與實(shí)踐

（沈陽師范大學(xué)，遼寧 沈陽 121000）

一、引言

高中信息技術(shù)課程是培養(yǎng)高中生信息素養(yǎng)與計(jì)算機(jī)操作能力的重要課程。在《高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂說明》中明確強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的實(shí)踐能力[1]。Manu經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明了有效失敗能夠提升學(xué)生的問題解決能力、知識(shí)遷移能力。近幾年國內(nèi)也有學(xué)者進(jìn)行了此項(xiàng)研究，均驗(yàn)證了這一理論的積極作用，但還未有研究者嘗試在信息技術(shù)課程中應(yīng)用。因此，本文將驗(yàn)證有效失敗理論是否能夠有效指導(dǎo)信息技術(shù)課程并且可以提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

二、有效失敗理論

有效失敗最早由學(xué)者M(jìn)anu提出，由英文單詞“productive failure”翻譯過來。Manu[2]認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的挫折和困境雖然暫時(shí)阻止了學(xué)習(xí)任務(wù)的順利完成，但從長遠(yuǎn)學(xué)習(xí)效果來看，正是學(xué)習(xí)中的困難和學(xué)生在困難中“掙扎”的過程，促進(jìn)了學(xué)生問題解決能力、知識(shí)遷移能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展。

有效失敗理論包含四個(gè)核心機(jī)制，這四個(gè)核心機(jī)制體現(xiàn)在三個(gè)原則和兩個(gè)教學(xué)階段中[3]，如圖1所示：

圖1 基于有效失敗理論的教學(xué)模式

（一）生成與探索階段

該階段學(xué)生通過小組合作嘗試對(duì)一個(gè)復(fù)雜的問題情境生成多種表征和解決方法，教師推遲結(jié)構(gòu)化教學(xué)。在這個(gè)過程中學(xué)生可能會(huì)遭遇失敗，這里的失敗僅指學(xué)生通常無法依靠自身來產(chǎn)生或發(fā)現(xiàn)正確答案。然而，學(xué)生能夠用其先前知識(shí)來產(chǎn)生次優(yōu)解決方案或錯(cuò)誤答案。

（二）整合階段

該階段學(xué)生通過班級(jí)討論，將自己總結(jié)出來的表征和解決方法與標(biāo)準(zhǔn)的表征和解決方法進(jìn)行比較。教師在這一階段不僅對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，還要對(duì)學(xué)生的解決方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

三、有效失敗教學(xué)模式案例——以Photoshop課程為例

（一）實(shí)踐概述

1.教學(xué)對(duì)象

選取某鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)的高一（一）班和高一（三）班兩個(gè)平行班級(jí)作為研究對(duì)象。高一（一）班共42名同學(xué)，男生18人，女生24人；高一（三）班共44名同學(xué)，男生21人，女生23人。根據(jù)上學(xué)期的期末考試成績進(jìn)行選?。ㄉ蠈W(xué)考試的內(nèi)容為Flash工具的使用，由完成的案例個(gè)數(shù)及完成程度進(jìn)行打分），挑選兩個(gè)成績最為接近的班級(jí)。一班實(shí)施有效失敗教學(xué)過程設(shè)計(jì)方案，以下簡(jiǎn)稱為PF班級(jí)。三班實(shí)施直接教學(xué)過程設(shè)計(jì)方案，以下簡(jiǎn)稱為DI班級(jí)。兩個(gè)班級(jí)都為同一教師進(jìn)行授課。

2.測(cè)量工具

（1）問卷

量表的維度是根據(jù)劉三朵、張冬勝[4]發(fā)表在《教育評(píng)論》雜志上的《論實(shí)踐能力的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)》一文確定的。變量的問題是由文獻(xiàn)和訪談確定的。問卷在發(fā)放前選取某高校大一新生（學(xué)習(xí)過信息技術(shù)課程并具有合作學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)）進(jìn)行了先導(dǎo)測(cè)試，在經(jīng)過兩輪修改后確定了最終問卷內(nèi)容?；诖藛柧韥沓醪綔y(cè)量PF班級(jí)學(xué)生的實(shí)踐能力是否高于DI班級(jí)。

（2）實(shí)驗(yàn)記錄單

每堂課通過具體的實(shí)驗(yàn)記錄單來記錄學(xué)生思維的發(fā)展變化，以此來確定PF班級(jí)學(xué)生的知識(shí)遷移能力與實(shí)踐能力是否得到提升。

（二）模式分析

根據(jù)李龍[5]在《教學(xué)設(shè)計(jì)》一書中的“教學(xué)過程設(shè)計(jì)的操作程序”，進(jìn)行信息技術(shù)課程的教學(xué)過程設(shè)計(jì)，分為課程教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.課程教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）課程總教學(xué)目標(biāo)

熟練掌握Photoshop軟件的知識(shí)與技能。使學(xué)生了解圖像處理軟件的操作界面，掌握各種工具的使用，將各種知識(shí)進(jìn)行融合，能夠按照要求制作出各種圖形。提高藝術(shù)修養(yǎng)與分析問題、解決問題的能力。

（2）教學(xué)內(nèi)容的分析

Photoshop軟件的學(xué)習(xí)主要是要學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)工具的使用以及制作出相應(yīng)的圖像效果。學(xué)習(xí)內(nèi)容包括工具、路徑、通道以及輸出等。各部分內(nèi)容均以案例的形式展開，在制作的過程中深入淺出，學(xué)習(xí)各種工具的使用。

（3）學(xué)習(xí)者的分析

高中生已經(jīng)具備直覺思維能力，能進(jìn)行推理演繹，具有分析問題與解決問題的能力。他們能夠與他人合作解決問題，具有一定的信息素養(yǎng)。

2.課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)有效失敗教學(xué)模式將課堂教學(xué)分為兩個(gè)階段，教學(xué)過程設(shè)計(jì)如圖2所示：

圖2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

（1）生成——探索階段

第一個(gè)階段教師根據(jù)目標(biāo)概念和學(xué)生的先前知識(shí)提出問題。在這一階段教師不進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的講授。學(xué)生首先進(jìn)行獨(dú)立思考尋找解決方案；接下來進(jìn)行分組討論，生成多種解決方案。在這一過程中學(xué)生可能會(huì)遇到各種問題，可能會(huì)產(chǎn)生挫敗感，因此教師要提供足夠的情感支持；最后進(jìn)行小組匯報(bào)。

①發(fā)布問題

教師發(fā)布的問題必須是學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過的，但是學(xué)生用先前的知識(shí)能夠生成次優(yōu)或是失敗的方案。問題的設(shè)計(jì)要符合“最近發(fā)展區(qū)”原則，使問題既符合學(xué)生的原有水平，又富有挑戰(zhàn)性。

②獨(dú)立思考與小組討論

這一階段要給學(xué)生足夠的思考時(shí)間，以找出解決方案。首先要使學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，形成對(duì)問題的認(rèn)識(shí)，有一個(gè)初步解決問題的思路。接下來進(jìn)行小組討論，小組內(nèi)部將思路匯聚，形成一個(gè)更優(yōu)的解決方案。分組要符合組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的規(guī)律。

這一階段學(xué)生因?yàn)榕c以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)不同，可能會(huì)因?yàn)槔щy而產(chǎn)生挫敗感，甚至想要放棄，此時(shí)教師要特別注意學(xué)生的情感變化以提供充足的元認(rèn)知支持與情感支持。

③小組匯報(bào)

要提供讓學(xué)生詳細(xì)地闡述他們所做事情的機(jī)會(huì)。

（2）整合階段

在這一階段的開始教師要進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的講授，然后給出標(biāo)準(zhǔn)的解決方案（但不一定是唯一正確的解決方案）。學(xué)生將自己的解決方案與標(biāo)準(zhǔn)方案作對(duì)比，找出自己存在的問題。教師也應(yīng)對(duì)學(xué)生方案中值得采取的地方提出肯定。最后讓學(xué)生進(jìn)行總結(jié)反思。

①教師講授、給出標(biāo)準(zhǔn)解決方案

在第二階段的初始階段，教師對(duì)所要用到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，并對(duì)問題給出標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，這一解決方案不一定是唯一的，但是應(yīng)為相對(duì)最優(yōu)的解決方案。

②與標(biāo)準(zhǔn)方案做比較

給學(xué)生足夠的時(shí)間來比較解決方案與標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)和解決方案的差別。教師要學(xué)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入分析，找出自己的方案與標(biāo)準(zhǔn)方案的差異。要給學(xué)生提供解決這些問題的機(jī)會(huì)。

③反思

反思階段是有效失敗教學(xué)的最后階段也是極為重要的一個(gè)階段，這一階段要學(xué)生進(jìn)行反思，也就是進(jìn)行知識(shí)的整合。使學(xué)生下次遇到該類問題時(shí)能夠更好地解決。教師在這一階段也要進(jìn)行反思，反思教學(xué)中存在的問題，優(yōu)化教學(xué)過程設(shè)計(jì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

（三）案例設(shè)計(jì)

由于時(shí)間原因，本次實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了四輪，用時(shí)八周。課程內(nèi)容分別為鋼筆工具、選框工具、套索、魔棒工具、漸變工具、圖層樣式等，共八個(gè)案例。下面選取其中一個(gè)案例作為代表進(jìn)行分析。

1.分析

（1）教學(xué)內(nèi)容分析

光盤的制作主要包括選框工具、漸變工具、圖層樣式的使用。選框工具在前幾節(jié)課已經(jīng)有了具體的講述。光盤的填充需要用到漸變工具，此處涉及漸變工具的填充方式，需要學(xué)生自己探究。圖層樣式的使用需要加以指點(diǎn)。

表1為問題等級(jí)，教師可以按問題等級(jí)為學(xué)生提供相應(yīng)程度的解答。

表1 問題等級(jí)表

（2）學(xué)習(xí)者分析

經(jīng)過幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了運(yùn)用有效失敗理論指導(dǎo)信息技術(shù)課程教學(xué)的學(xué)習(xí)方式，能夠掌握好課堂節(jié)奏。學(xué)生掌握同心圓的制作方法，因此對(duì)于光盤輪廓的制作不會(huì)存在太大的問題。

2.教學(xué)活動(dòng)流程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)發(fā)布問題1.觀察光盤實(shí)物，分析結(jié)構(gòu)。2.觀察光盤案例的結(jié)構(gòu)。1.教師展示光盤實(shí)物。2.為學(xué)生展示制作好的光盤。3.提示學(xué)生光盤的大體制作結(jié)構(gòu)與制作要求。4.要求學(xué)生觀察光盤并制作。生成—— 探索階段獨(dú)立思考給學(xué)生留有足夠的思考時(shí)間。1.思考制作光盤各個(gè)部分所需要的工具。2.思考制作光盤的方案。小組討論1.給學(xué)生留有足夠的思考時(shí)間。2.時(shí)刻注意各個(gè)小組的討論情況與遇到的問題，提供足夠的情感支持。3.根據(jù)問題等級(jí)列表給學(xué)生提供相應(yīng)的解答。1.按課前分配好的小組（組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)）進(jìn)行討論。2.商討制作光盤的方案。3.共同制作光盤。4.填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。小組匯報(bào)對(duì)小組的匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)評(píng)并給予肯定。1.詳細(xì)闡述自己的制作方案。2.對(duì)其他小組的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。

教學(xué)環(huán)節(jié)教師講授、給出標(biāo)準(zhǔn)解決方案整合階段與標(biāo)準(zhǔn)方案做比較學(xué)生活動(dòng)學(xué)習(xí)光盤的標(biāo)準(zhǔn)制作方案。1.用自己的方案與標(biāo)準(zhǔn)的制作方案比較，比較其優(yōu)劣。2.完善自己的方案并重新制作。1.自己生成的解決方案存在哪些不足。2.小組合作過程中自己是否做了貢獻(xiàn)，怎樣能更適應(yīng)小組合作學(xué)習(xí)。3.是否熟練掌握了本次案例中所使用的工具與方法。反思教師活動(dòng)教師講授光盤的制作過程。1.輔助學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方案與自己的方案進(jìn)行比較。2.指導(dǎo)學(xué)生重新制作光盤。1.教學(xué)流程是否需要修改。2.自己是否給學(xué)生足夠的情感支持。3.問題等級(jí)設(shè)置是否合理。4.小組劃分是否合理。

3.實(shí)施過程

為了保證學(xué)生有足夠的思考時(shí)間，所以分為兩課時(shí)。第一課時(shí)為生成——探索階段。教師展示了光盤實(shí)物以及制作好的光盤案例，通過控屏給學(xué)生觀察。然后提示學(xué)生光盤的大體結(jié)構(gòu)與學(xué)生必須要制作出的具體效果要求。接下來教師將光盤的.GIF格式發(fā)送給學(xué)生（第一次觀察時(shí)使用控屏是為了保證每個(gè)學(xué)生都能夠觀察，第二次發(fā)送給學(xué)生是便于學(xué)生細(xì)致觀察每一個(gè)細(xì)節(jié)）。

給學(xué)生留有一定的獨(dú)立思考時(shí)間，然后組織學(xué)生進(jìn)行小組討論。進(jìn)行小組討論時(shí)課堂的環(huán)境有一些喧鬧，但是教師沒有去特意控制，以免破壞學(xué)生討論的積極氛圍。在討論時(shí)對(duì)于學(xué)生的提問，教師按照問題等級(jí)單上的要求給予了相應(yīng)的回答。部分學(xué)生對(duì)于教師的回答有一些不滿意，例如一個(gè)學(xué)生對(duì)漸變的填充一直達(dá)不到案例中的效果，但是教師要求學(xué)生自己嘗試，這導(dǎo)致這位學(xué)生的情緒很低落。但是教師一直鼓勵(lì)他，提供情感支持。并督促所有學(xué)生完成自己的實(shí)驗(yàn)記錄單，寫出自己小組的制作方案。討論結(jié)束后教師選出了兩個(gè)有代表性的小組來闡述自己的制作思想，并給予了點(diǎn)評(píng)。

第二課時(shí)為整合階段。課程開始，教師先用五分鐘的時(shí)間讓學(xué)生回憶自己的制作方案，然后講授標(biāo)準(zhǔn)的制作過程。接下來讓學(xué)生比較自己的方案與標(biāo)準(zhǔn)的方案有哪些不同。一些學(xué)生的制作方法雖然與標(biāo)準(zhǔn)方案不同，但是也能達(dá)到要求的效果，甚至更簡(jiǎn)便。對(duì)于光盤的陰影有的同學(xué)經(jīng)教師點(diǎn)撥使用圖層樣式里的陰影，有的則是在光盤下加一圖層用羽化，從這里可以看出學(xué)生真的進(jìn)行了思考。剩余的時(shí)間要求學(xué)生進(jìn)行下一個(gè)案例“彩虹”的制作，來鞏固知識(shí)內(nèi)容。

四、教學(xué)實(shí)踐分析

在整個(gè)實(shí)踐結(jié)束后給兩個(gè)班級(jí)發(fā)放了實(shí)踐能力問卷并收集整理了他們的實(shí)驗(yàn)記錄單。從實(shí)驗(yàn)記錄單中可以看出，PF班級(jí)學(xué)生從原來只有幾個(gè)小組能給出解決方案，到最后幾乎都能給出一個(gè)方案。從PF班級(jí)的實(shí)驗(yàn)記錄單與第二堂課的案例完成情況都可以看出，學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)能力有了一定的提升。

本次PF班級(jí)發(fā)放問卷42份，DI班級(jí)44份。去除無效問卷與不合理的問卷，PF班級(jí)的有效問卷數(shù)量為37份，DI班級(jí)的有效問卷數(shù)量為35份。下面對(duì)兩個(gè)班級(jí)的問卷總體分?jǐn)?shù)與操縱使用工具能力兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

對(duì)兩個(gè)班級(jí)的問卷結(jié)果作獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2、表3所示：再次對(duì)兩個(gè)班級(jí)的動(dòng)手操作能力作獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表4、表5所示：

表2 問卷總體組統(tǒng)計(jì)量

表3 問卷總體獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

表4 動(dòng)手操作能力組統(tǒng)計(jì)量

表5 動(dòng)手操作能力獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

從四個(gè)表中的數(shù)據(jù)可以看出，無論是在總體實(shí)踐能力方面還是動(dòng)手操作能力方面，PF班級(jí)的N值均大于DI班級(jí)，且P<0.05，存在顯著差異，PF班級(jí)都明顯優(yōu)于DI班級(jí)。而且從案例的完成質(zhì)量上來看，PF班級(jí)更好。這也證明了，應(yīng)用有效失敗理論確實(shí)能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)于課堂的學(xué)習(xí)效果也有一定的提升。

但是不難發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)班級(jí)的分?jǐn)?shù)存在較大的差異，經(jīng)過分析，歸納為以下原因：

第一，DI班級(jí)學(xué)生對(duì)自己的評(píng)價(jià)非常低，多數(shù)集中于比較不符合和非常不符合兩項(xiàng)，因此對(duì)分?jǐn)?shù)的影響非常大；

第二，DI班級(jí)的分?jǐn)?shù)呈兩極化分布，一部分學(xué)習(xí)效果好的，對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果很是認(rèn)可，這也反映在了問卷上。另一部分是學(xué)習(xí)效果不好的，因?yàn)閷?duì)信息技術(shù)課程重視不夠，因此分?jǐn)?shù)極低，這也是在前期對(duì)該校學(xué)生調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)的確實(shí)存在的問題。

第三，PF班級(jí)因?yàn)槿碌膶W(xué)習(xí)方式激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，因此問卷分?jǐn)?shù)大部分集中于非常符合與比較符合。

五、結(jié)論

從實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，有效失敗理論應(yīng)用于信息技術(shù)教學(xué)中在一定程度上提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，但是因?yàn)闀r(shí)間與場(chǎng)所的問題，也存在一定的局限性，希望在后續(xù)的實(shí)踐中可以繼續(xù)完善該項(xiàng)研究。