模式眼鏡理論在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘要：在日常教育教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)每位同學(xué)都有對事物理解的獨特方式，如果能夠理解學(xué)生的模式眼鏡，可以對學(xué)生更多的尊重和理解，設(shè)計更適合學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑。文章對基于模式眼鏡理論進行初步探索，結(jié)合教學(xué)實踐，總結(jié)出STERS五步驟：1.教師標(biāo)準(zhǔn)表述;2.學(xué)生試述試演;3.模式眼鏡提取;4.知識重新組塊;5.學(xué)生成果呈現(xiàn)。通過這五個主要環(huán)節(jié)開展教學(xué)活動，基于模式眼鏡理論在教育教學(xué)中取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：模式眼鏡理論;學(xué)習(xí)路徑;教學(xué)模式;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間

在日常教育教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)每位同學(xué)都有對事物理解的獨特方式，這種對知識的獨特探究方式并沒有優(yōu)劣之分，如果能夠理解學(xué)生的獨特學(xué)習(xí)模式，可以對學(xué)生更多的尊重和理解，設(shè)計更適合學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑。應(yīng)用模式眼鏡理論，教師可以更加清晰了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程，極大的促進學(xué)生的發(fā)展。

一、模式眼鏡理論

（一）模式眼鏡定義

有這樣一種學(xué)習(xí)現(xiàn)象，引起我們深深思考：有時學(xué)生學(xué)的非常認(rèn)真，對老師提供的思路有一定疑問，認(rèn)為老師講的知識并不是最優(yōu)化的知識，從他們的視角看來，明明存在更優(yōu)化的學(xué)習(xí)路徑?？梢哉f，學(xué)生理解知識或事務(wù)有自己獨特的視角，我們把學(xué)生從自己視角看待事物（知識）、理解事務(wù)（知識），形象地稱為模式眼鏡。

（二）模式眼鏡理論構(gòu)成

1.教師標(biāo)準(zhǔn)表述（Standard expression）

教師利用標(biāo)準(zhǔn)的知識表述方法，將此部分知識和技能進行表述或演示。教師平時上課或輔導(dǎo)的過程就是標(biāo)準(zhǔn)表述過程。教師對知識點按照學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，呈現(xiàn)給學(xué)生完整的知識體系。對于學(xué)生的水平，教師要依據(jù)之前該學(xué)生的表現(xiàn)進行估測，選用合適的學(xué)習(xí)方法進行教學(xué)設(shè)計。

2.學(xué)生試述試演（Trial）

學(xué)生根據(jù)自己的理解對知識進行初步嘗試的表述或者演示，可能學(xué)生存在理解上的偏差或錯誤，也可能包含學(xué)生對知識創(chuàng)新的理解和發(fā)散思維。如果學(xué)生存在理解上的錯誤，仔細傾聽或觀看學(xué)生在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)了哪些問題，出現(xiàn)問題的原因是什么，以及嘗試找到解決的辦法。如果學(xué)生有創(chuàng)新思維，積極鼓勵學(xué)生對新創(chuàng)意進行有益嘗試，引導(dǎo)學(xué)生完成自己的創(chuàng)意。

3.模式眼鏡提?。‥xtract）

有學(xué)者認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識掌握狀態(tài)屬于內(nèi)隱變量，通常難以進行直接觀測。因此，建立準(zhǔn)確且易于理解的知識追蹤模型，一直是人工智能與教育交叉領(lǐng)域的研究熱點 [1] 。當(dāng)前，知識追蹤模型主要基于三類不同的技術(shù)方法（即馬爾可夫過程、邏輯回歸和深度學(xué)習(xí)）構(gòu)建[2]。模式眼鏡提取基于知識追蹤模型的構(gòu)建。

（1）提取

教師能夠快速地考查學(xué)生記憶特點、理解知識的方式、動手實踐能力對學(xué)生進行模式眼鏡提取，提取出學(xué)生個性化的知識識別、編碼方式等相關(guān)信息。

學(xué)習(xí)風(fēng)格確認(rèn)：學(xué)習(xí)風(fēng)格可以分為視覺型、聽覺型、動作性和緘默綜合型。學(xué)生到底屬于哪種學(xué)習(xí)風(fēng)格，需要教師從哪些方面進行引導(dǎo)，都是教師在確認(rèn)學(xué)生的模式眼鏡很重要的部分。知識呈現(xiàn)方式確認(rèn)：學(xué)生對何種呈現(xiàn)方式比較感興趣？需要教師準(zhǔn)確識別該知識呈現(xiàn)方式。學(xué)習(xí)路徑確認(rèn)：通過分析學(xué)生的模式眼鏡，可以了解學(xué)生不同的學(xué)習(xí)路徑。有的學(xué)生知識空間非常豐富，欲探究知識恰好落在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)中，學(xué)生很容易直接從已有知識推出欲探究知識，這時學(xué)習(xí)路徑呈現(xiàn)“H”形狀;另外有些知識較難，學(xué)生需要借助其它的探究工具和方法或者需要教師、同學(xué)的幫助，才能順利到達欲探究知識，這時學(xué)習(xí)路徑呈現(xiàn)“Z”形狀。在提取學(xué)生模式眼鏡時，可以借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間進行。通過了解學(xué)生以往網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)據(jù)，可以很清晰的得知學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格，諸如喜好學(xué)習(xí)材料類型、答題方式偏好、答題時間偏好等參數(shù)?；谶@些參數(shù)，可以清晰地了解學(xué)生的模式眼鏡，并且盡量在不影響學(xué)生的情況下靜默進行。

（2）試戴

以學(xué)生視角看待問題，我們形象地稱之為“試戴”模式眼鏡。從學(xué)生的視角出發(fā)看待問題，從而更有效的體會學(xué)習(xí)者已有知識儲備同與欲探索問題之間的差距，促使更有效地解決問題?！霸嚧鳌庇袃煞N方式：一種是教師身臨其境嘗試，即為教師試戴。另一種方式為AI虛擬試戴?？梢詫W(xué)生的模式眼鏡置于虛擬教學(xué)環(huán)境，由AI智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)自動判定何種方法為最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑。AI智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)包括知識推理、虛擬教學(xué)情景模擬、人工智能自動決策、知識空間系統(tǒng)等多種學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

（3）知識標(biāo)準(zhǔn)表述到模式眼鏡視角轉(zhuǎn)換

了解學(xué)生的模式眼鏡并且試戴后，需要進行從標(biāo)準(zhǔn)知識表述到模式眼鏡的轉(zhuǎn)換，這樣才有利于學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。知識標(biāo)準(zhǔn)表述到模式眼鏡視角轉(zhuǎn)換策略有兩種：一種是AI自動組合知識點，另一種是菜單式選擇知識組塊。所謂AI自動組合知識點，是指在運行AI智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)時，可以進行自動組合知識點。輸入學(xué)生的模式眼鏡對應(yīng)的學(xué)習(xí)風(fēng)格，進行知識點的重新組合。而菜單式選擇知識組塊，是指教師利用系統(tǒng)提供的選擇菜單，進行手動選擇，進行組合。這種方法比較適合系統(tǒng)中存在尚未輸入的學(xué)習(xí)風(fēng)格組合策略，也適合對系統(tǒng)自動組合不滿意的情況。

4.知識重新組塊（Reorganization）

按照學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格，對知識進行切分和知識點重新組合，組成新的知識組塊，以便于學(xué)生更好地接受。在進行知識重新組塊時，需要注意進行適切知識組塊。何為適切知識組塊？教師根據(jù)對學(xué)生模式眼鏡的認(rèn)知，將待學(xué)知識節(jié)點按照契合學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格的方式，設(shè)計學(xué)習(xí)路徑，即為適切知識組塊。提供給學(xué)生“適切的學(xué)習(xí)資源” [3]，非常重要。

5.學(xué)生成果呈現(xiàn)（Show）

學(xué)生經(jīng)過教師重新知識組塊的個性化學(xué)習(xí)后，對學(xué)習(xí)成果進行展現(xiàn)，展示出新知識節(jié)點的內(nèi)化和連接，形成了新的知識空間。根據(jù)認(rèn)知精致理論，讓學(xué)生記憶最為牢固的方法是，讓學(xué)生講出來或者動手做出來，可以極大地重構(gòu)學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，獲得最高的學(xué)習(xí)效率。

二、模式眼鏡理論在教育教學(xué)中的應(yīng)用

（一）在個性化輔導(dǎo)中的應(yīng)用

每位同學(xué)都有自己獨特的視角，對知識獨特的理解，如果能夠了解學(xué)生的模式眼鏡，就能更快的了解學(xué)生理解知識的方式方法，幫助他們糾正在理解中出現(xiàn)的問題和疏漏。我在教學(xué)中，認(rèn)真地進行知識表述，在對學(xué)生的模式眼鏡進行提取后，進行知識節(jié)點的重新設(shè)計，然后將新組合好的知識組塊傳遞給學(xué)生，學(xué)生在進行適切知識組塊學(xué)習(xí)后，將成果展示出來（認(rèn)知精致理論），這樣促成學(xué)生從低階知識節(jié)點到高階知識節(jié)點的躍升，從而促進最近發(fā)展區(qū)。

（二）在分層教學(xué)中的應(yīng)用

根據(jù)不同學(xué)生擁有獨特模式眼鏡的實際情況，按照同質(zhì)分組的方法，對學(xué)生進行分層教學(xué)，從而極大的提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有自己獨特的學(xué)習(xí)偏好和學(xué)習(xí)方法，把喜好相同或者接近的同學(xué)分在一起，通過相近學(xué)習(xí)路徑學(xué)習(xí)后的互動交流，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)很好溝通，學(xué)習(xí)效率非常高。

（三）在人工智能教學(xué)中的應(yīng)用

在人工智能教學(xué)中，可以較好地應(yīng)用模式眼鏡理論。先給學(xué)生講授編程用的控制板知識、傳感器知識，學(xué)生在進行試述試演后，進行發(fā)散思維。同樣的研究課題，學(xué)生可能得出非常多的創(chuàng)意。

三、實驗過程

（一）實驗班與參照班的選定

本研究依托北京市教育科學(xué)規(guī)劃課題一般課題《基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間混合式學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究》，對高一年級和初一年級進行檢驗。實驗班3個，參照班3個，綜合比較各個班的成績、日常行為表現(xiàn)、學(xué)習(xí)風(fēng)格等多個指標(biāo)，選取指標(biāo)接近的班級并劃分為兩組，即實驗組和參照組。根據(jù)實驗班選取原則可以知道，實驗班和參照班學(xué)生成績、學(xué)習(xí)習(xí)慣等日常行為表現(xiàn)都相差不多，符合實驗初始條件，可以進行教學(xué)實驗。

（二）實驗方法

網(wǎng)絡(luò)法、訪談法、問卷法和觀察法。網(wǎng)絡(luò)法主要依靠學(xué)校購買的managebac教學(xué)內(nèi)容管理平臺和classin在線直播平臺兩個混合式學(xué)習(xí)平臺，對學(xué)生進行模式眼鏡的識別、學(xué)習(xí)路徑識別、學(xué)習(xí)過程記錄和挖掘和學(xué)習(xí)成果呈現(xiàn)等。

（三）實驗前測

實驗對象為剛?cè)雽W(xué)的高一學(xué)生和初一學(xué)生，對學(xué)生進行學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)方式方法等12個指標(biāo)的學(xué)習(xí)測評，實驗班得分76.3分，參照班得分76.4，可見在實驗前，實驗班和參照班水平相當(dāng)，相差無幾。

（四）模式眼鏡理論教學(xué)實驗中的應(yīng)用

1.模式眼鏡提取。對實驗班學(xué)生采用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等多種方法進行評測，有效提取學(xué)生的模式眼鏡。

2.試戴。教師經(jīng)過提取每位同學(xué)模式眼鏡并試戴，按照同質(zhì)分組的原則進行劃分，盡量能夠完成呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)視角和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

3.知識標(biāo)準(zhǔn)表述到模式眼鏡視角轉(zhuǎn)換。教師按照模式眼鏡分類，把知識的標(biāo)準(zhǔn)表述轉(zhuǎn)換為適合學(xué)生模式眼鏡的方式方法，給每位同學(xué)精心設(shè)計學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)方案，并將學(xué)習(xí)方案傳送到managebac混合式學(xué)習(xí)平臺。滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需要。

4.知識重新組塊（Reorganization）。針對學(xué)習(xí)眼鏡呈現(xiàn)出的差異，進行同質(zhì)分組，分層教學(xué)和項目式教學(xué)，并且針對不同模式眼鏡，制定適切性學(xué)習(xí)方案，經(jīng)過一段時間后，進行方法預(yù)想效果和實際效果的對比，對有偏差的部分進行適度糾正，保障教師個性化學(xué)習(xí)方案匹配到每一位學(xué)生。

5.學(xué)生成果呈現(xiàn)（Show）。學(xué)生登錄自己的managebac班級后，查收教學(xué)準(zhǔn)備好的音視頻、圖片、文本素材等學(xué)習(xí)材料，上傳自己的學(xué)習(xí)成果，并與其他同學(xué)進行分享。學(xué)習(xí)成果分享可以采用線上線下相結(jié)合的方式進行，讓學(xué)生做到能夠盡情展現(xiàn)自己學(xué)習(xí)成果。

（五）實驗中測

經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)后，對實驗班和參照班進行中測，發(fā)現(xiàn)實驗班得分為84.6，而參照班的得分仍在75.5左右徘徊?？梢姡?jīng)過應(yīng)用模式眼鏡教學(xué)后，實驗班的有了初步的學(xué)習(xí)效果。

（六）實驗后測

經(jīng)過對實驗班學(xué)生和參照班學(xué)生進行為期兩年的學(xué)習(xí)追蹤，綜合評定他們在學(xué)習(xí)成果等多個方面的成就，發(fā)現(xiàn)實驗班得分在94.2，參照班得分在80.1。對實驗班進行效果檢測，數(shù)據(jù)表明效果顯著。

（七）實驗結(jié)論

經(jīng)過一學(xué)年的數(shù)據(jù)跟蹤對比觀察，通過運用模式眼鏡理論進行教學(xué)，能夠極大地促進學(xué)生發(fā)展。

（八）研究展望

在本研究中，只對高一和初一兩個起始年級進行了研究，沒有對其他年級進行很好的研究，再加之本課題研究團隊理論基礎(chǔ)有限以及平時教學(xué)任務(wù)繁忙，因此研究結(jié)論有可能在一定程度上偏頗。在后期研究中，加入對其他年級的全面研究，以及提升研究團隊的理論水平，以期待能更大程度的促進學(xué)生的全面發(fā)展。

四、模式眼鏡理論在教育教學(xué)中的重要意義

（一）通過模式眼鏡可以更大程度的尊重學(xué)生

在教學(xué)實踐中，經(jīng)常會遇到學(xué)生和教師爭論不休的場景，或者教師僅從自己的視角解決問題，忽略學(xué)生的視角，因此很容易造成師生的隔閡。如果站在學(xué)生的角度考慮問題 ，教師能夠及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)的過程方法，可以拉近師生關(guān)系，也可以極大程度上尊重學(xué)生。模式眼鏡是學(xué)生的視角，用和學(xué)生一樣的思路進行學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計，契合學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格，可以極大地提高教學(xué)效率。

（二）通過模式眼鏡對動態(tài)了解學(xué)生學(xué)習(xí)路徑有重要意義

在沒有模式眼鏡理論前，教師要想很好了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好以及學(xué)習(xí)路徑，往往費時費力，或者對學(xué)生學(xué)習(xí)偏好和學(xué)習(xí)路徑把握得不夠準(zhǔn)確。有了模式眼鏡理論以后，通過運用模式眼鏡理論深入挖掘，對學(xué)生的“H”型和“Z”形學(xué)習(xí)路徑進行甄別，教師可以很方便地根據(jù)學(xué)生們不同學(xué)習(xí)路徑，準(zhǔn)備相應(yīng)的知識腳手架，建構(gòu)相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境，促進學(xué)生快速高效學(xué)習(xí)。

（三）通過模式眼鏡對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維有重要意義

創(chuàng)新思維是指能形成有創(chuàng)新性和價值性的思想觀念與理論方法的一種高級的、復(fù)雜的認(rèn)知能力[4]。不同學(xué)生擁有不同的模式眼鏡，他們可以從不同的視角去觀察事務(wù)（知識）和探究事務(wù)（知識）。大量的教學(xué)實踐表明，某些特定的視角可以激發(fā)學(xué)生源源不斷的創(chuàng)新思維。例如，研究者在講解機器人各個組成部件功能和編程方法后，有學(xué)生創(chuàng)新地提出“利用人工智能自動偵測胎壓輪胎防爆胎”的構(gòu)想，并且在模擬實驗中取得較好的效果;有的學(xué)生創(chuàng)新地提出“知晴雨自動伸縮晾衣竿”構(gòu)想等。有了獨特模式眼鏡，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了極大的提高。

（四）通過模式眼鏡對個性化教學(xué)有重要意義

通過利用模式眼鏡理論，教師有了和學(xué)生同視角看待問題的方法，而進行的適切性教學(xué)設(shè)計，對學(xué)生幫助很大，學(xué)生可以很愉快、很輕松地進行高效學(xué)習(xí)。從而更加關(guān)注個體差異，進一步推進分層教學(xué)和差異化教學(xué)，深層次的落實新課程思想，自動融入教育教學(xué)大數(shù)據(jù)中。教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可以實現(xiàn)對大量細粒度教育大數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，對個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)提供技術(shù)支撐[5]?？梢姡Ｊ窖坨R理論，對個性化學(xué)習(xí)有很重要現(xiàn)實意義。

總之，通過模式眼鏡理論，可以更好地動態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需要，滿足分層教學(xué)和差異化教學(xué)的需要，有效地促進學(xué)生的全面發(fā)展，極大的提升教學(xué)效果，深入踐行新課程理念。

作者單位：徐啟發(fā)? ? 北京市第八中學(xué)怡海分校

參? 考? 文? 獻

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