基于支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Python教學(xué)行動(dòng)研究

（南京師范大學(xué)蘇州實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇 蘇州 215131）

一、問(wèn)題提出

1.教育信息化 2. 0時(shí)代轉(zhuǎn)變的需要

2018年4月教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中提出，新形勢(shì)下教育變革勢(shì)在必行，從國(guó)家層面發(fā)布教育創(chuàng)新戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)教育改革發(fā)展藍(lán)圖，積極探索新模式、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、推進(jìn)新技術(shù)支持下的教育教學(xué)創(chuàng)新[1]。教育信息化的持續(xù)發(fā)展，使得教師角色和學(xué)生角色都發(fā)生了變化，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中知識(shí)不是靜態(tài)的，而是在對(duì)事物理解的不斷深化、變革和改寫(xiě)而變化的過(guò)程，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)中拋棄原有的教與學(xué)分離的方法，基于協(xié)作學(xué)習(xí)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行重構(gòu)，促使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力和思維能力得到最大化的提高，順應(yīng)我國(guó)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的潮流。

2.Python語(yǔ)言的學(xué)習(xí)成為主流趨勢(shì)

在一些權(quán)威排名中，例如PYPL、IEEE、TIOBE等，Python語(yǔ)言穩(wěn)居第一，最接近自然語(yǔ)言的Python語(yǔ)言成為主流趨勢(shì)。Python語(yǔ)言在教育界同樣深受歡迎，在人工智能的浪潮中，國(guó)務(wù)院也出臺(tái)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件，推動(dòng)人工智能技術(shù)在中國(guó)發(fā)展，而Python作為最接近人工智能的語(yǔ)言，其重要性不言而喻[2]。在信息技術(shù)新課程改革的趨勢(shì)中，浙江省首次將Python語(yǔ)言納入高考，隨后北京、山東在新出版的教材中也加入了Python編程基礎(chǔ)的知識(shí)，而江蘇省新教材中程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言也選擇了Python語(yǔ)言，高中階段學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言已是勢(shì)在必行。

3.應(yīng)用學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)更有效

新課程改革綱要也指出：教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力，教師的任務(wù)不僅僅是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授，而是交給學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的方法，提高學(xué)習(xí)者的知識(shí)遷移能力和實(shí)踐能力[3]。為了幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)有利于協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，信息化時(shí)代，學(xué)習(xí)支架對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)有效的支持和幫助也越來(lái)越受到關(guān)注。但是協(xié)作學(xué)習(xí)的落實(shí)空有噱頭，如何讓協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生是值得思考的問(wèn)題，利用實(shí)用探究模型學(xué)習(xí)支架實(shí)現(xiàn)迭代的協(xié)作學(xué)習(xí)，探索學(xué)習(xí)支架的引入是否有效促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)的真正發(fā)生。

二、概念界定

1.協(xié)作學(xué)習(xí)

協(xié)作學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以小組形式參與、為達(dá)到共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)、在一定的激勵(lì)機(jī)制下為獲得最大化個(gè)人和小組習(xí)得成果而合作互助的一切相關(guān)行為[4]。

2.行動(dòng)研究法

行動(dòng)研究是由社會(huì)情境或教育情境的參與者，為提高所從事的社會(huì)或教育實(shí)踐的理性認(rèn)識(shí)，為加深對(duì)實(shí)踐活動(dòng)及其依賴的背景的理解所進(jìn)行的反思研究。大量的行動(dòng)研究都是準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究[5]。本研究采用三次迭代實(shí)驗(yàn)，螺旋深入，不斷改進(jìn)，反復(fù)進(jìn)行計(jì)劃-實(shí)施-觀察-反思四個(gè)基本環(huán)節(jié)。

3.實(shí)用探究模型

實(shí)用探究模型框架如圖1所示，模型的第一階段是觸發(fā)事件，課堂中教師布置作業(yè)、任務(wù)或挑戰(zhàn)等都可以觸發(fā)事件。模型的第二階段是探索，學(xué)生根據(jù)任務(wù)全面收集信息，選擇信息，挖掘問(wèn)題的本質(zhì)，這是一個(gè)頭腦風(fēng)暴、互相提問(wèn)和信息交流的分歧階段。模型的第三階段是整合，就是對(duì)探索階段產(chǎn)生的想法進(jìn)行整合和意義建構(gòu)，將批判性思維和認(rèn)知發(fā)展的過(guò)程推進(jìn)到更高級(jí)的階段。模型的第四階段是解決，通過(guò)直接或間接的行動(dòng)來(lái)解決問(wèn)題，但在解決問(wèn)題的時(shí)候會(huì)引發(fā)另一個(gè)問(wèn)題，這就會(huì)產(chǎn)生新的觸發(fā)事件，導(dǎo)致流程重新開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)了模型的動(dòng)態(tài)迭代[6]。

三、基于高中Python教學(xué)的行動(dòng)研究過(guò)程

1.基于支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Pyytthhoonn教學(xué)過(guò)程規(guī)劃

在開(kāi)展本項(xiàng)研究之前，筆者對(duì)支架式協(xié)作學(xué)習(xí)、Python和石墨平臺(tái)作了相關(guān)研究，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境選用石墨平臺(tái)，石墨平臺(tái)可支持多人在線協(xié)作編輯，每位同學(xué)可以將自己的想法和思路寫(xiě)出來(lái)，一起完善相關(guān)內(nèi)容。

教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞提高學(xué)生舉一反三的能力和創(chuàng)新能力，在直接經(jīng)驗(yàn)和協(xié)作討論的基礎(chǔ)上反復(fù)探索，得出最優(yōu)解。每個(gè)章節(jié)教師都提出較為開(kāi)放式的問(wèn)題，學(xué)生以教師提出的問(wèn)題為觸發(fā)事件，繼而探索出自己的解決方案和想法，所有學(xué)生同時(shí)在石墨文檔中撰寫(xiě)算法思路或者是偽代碼，在思維的不斷碰撞和整合中，檢驗(yàn)該思路是否能有效解決當(dāng)前問(wèn)題，是否還有更好的方案解決這個(gè)問(wèn)題，在解決問(wèn)題的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，而第二次學(xué)生提出的觸發(fā)事件使得流程再次執(zhí)行，不斷循環(huán)不斷迭代，最后寫(xiě)出較為完善的偽代碼之后，小組成員分別根據(jù)偽代碼在IDLE中寫(xiě)出代碼，在這一過(guò)程中可以繼續(xù)口頭討論，最后完成任務(wù)并且提交。根據(jù)完成時(shí)間和代碼性能等多方面評(píng)價(jià)，小組內(nèi)、小組間和教師分別給出分?jǐn)?shù)，每個(gè)階段學(xué)習(xí)后每個(gè)成員得到最終平均分。

2.支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Pyytthhoonn行動(dòng)研究過(guò)程

2019年3月至2019年5月，以X高中高一學(xué)生為研究樣本，對(duì)試驗(yàn)班學(xué)生進(jìn)行了為期3個(gè)月的跟蹤行動(dòng)研究，小班化教學(xué)，4人一組，男女搭配，同質(zhì)分組。教學(xué)內(nèi)容安排如表1所示。

表1 教學(xué)內(nèi)容安排

研究過(guò)程及有關(guān)記錄如表2所示。

表2 行動(dòng)研究過(guò)程

經(jīng)過(guò)三輪的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已完全適應(yīng)了學(xué)習(xí)支架支撐的協(xié)作學(xué)習(xí)模式，在實(shí)踐的過(guò)程中也實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)支架的動(dòng)態(tài)迭代，探索、整合和解決問(wèn)題過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題、疑惑和猜想都觸發(fā)流程的重新開(kāi)始。所以說(shuō)，基于學(xué)習(xí)支架的Python的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程可以呈現(xiàn)為圖2。

圖2 基于學(xué)習(xí)支架的Python教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程

3.研究結(jié)果

在個(gè)別學(xué)習(xí)中，每個(gè)學(xué)習(xí)者是整個(gè)教與學(xué)的中心，一切學(xué)習(xí)資源、環(huán)境以及教學(xué)策略的設(shè)計(jì)都是圍繞學(xué)習(xí)者的初試水平、動(dòng)機(jī)目標(biāo)等與學(xué)習(xí)相關(guān)的個(gè)人特征設(shè)計(jì)并實(shí)施的，因此發(fā)生在學(xué)習(xí)者個(gè)人身上的變化就能表征整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的輸出情況，就能反映教學(xué)或?qū)W習(xí)的成效[9]。所以，根據(jù)最后Python代碼的完成度的平均得分可以有效地表征在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中學(xué)生的個(gè)人成效。

在協(xié)作學(xué)習(xí)中，若干個(gè)學(xué)習(xí)者組成了一定結(jié)構(gòu)的協(xié)作小組，擁有共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間合作互助，其目的是最大化個(gè)人和小組的習(xí)得成果。因此應(yīng)該用什么樣的參量來(lái)反映協(xié)作學(xué)習(xí)的成效呢，黃榮懷教授提出了一個(gè)代表性的參量定義為協(xié)作績(jī)效[10]。根據(jù)個(gè)人成效得分計(jì)算出小組的協(xié)作績(jī)效（E=（平均成績(jī)，協(xié)作度））如表3所示。

表3 實(shí)驗(yàn)班協(xié)作績(jī)效得分

由表3可知，各個(gè)小組的成績(jī)平均值變化范圍較大，說(shuō)明各個(gè)小組的基礎(chǔ)不一致，但是小組的協(xié)作度均超過(guò)了0.9，說(shuō)明協(xié)作學(xué)習(xí)成效明顯，基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生了。

四、結(jié)論

1.勞動(dòng)分工可以提高協(xié)作效率

組內(nèi)提前設(shè)定好勞動(dòng)分工可以提高小組協(xié)作效率，促進(jìn)學(xué)生責(zé)任意識(shí)、團(tuán)體意識(shí)的形成，強(qiáng)化學(xué)生在該分工下學(xué)習(xí)到的知識(shí)與能力。

2.個(gè)人完成和協(xié)作完成相結(jié)合更符合Python學(xué)習(xí)特點(diǎn)

Python當(dāng)中的概念性問(wèn)題、解釋性問(wèn)題和設(shè)計(jì)性問(wèn)題都可以采用協(xié)作學(xué)習(xí)解決，而Python代碼的撰寫(xiě)屬于程序性的知識(shí)，可以根據(jù)協(xié)作學(xué)習(xí)的偽代碼指導(dǎo)性的練習(xí)，獨(dú)立練習(xí)，才能將知識(shí)轉(zhuǎn)化成技能，以應(yīng)對(duì)技能在新的情景中的應(yīng)用。

3.基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)更有效

基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)可以促使協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)探索，由接受問(wèn)題轉(zhuǎn)為敢于提出問(wèn)題，打破了傳統(tǒng)的封閉式學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)造出有價(jià)值生成性的知識(shí)，成員之間共同思索，互幫互助，真正實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。