導(dǎo)引知識(shí)學(xué)習(xí)的“支學(xué)”系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

高翔 劉靜 張宗虎

摘要：實(shí)施教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略需要推動(dòng)技術(shù)與教育深度融合。結(jié)合認(rèn)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(shí)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(jì)分析

（一）認(rèn)知學(xué)徒制

認(rèn)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(lái)。傳統(tǒng)學(xué)徒制必須有動(dòng)手操作的學(xué)習(xí)過(guò)程，而認(rèn)知學(xué)徒制強(qiáng)調(diào)認(rèn)知學(xué)習(xí)過(guò)程，要將概念的形成過(guò)程和思維過(guò)程可視化。開(kāi)展認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該注意兩點(diǎn)：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(guò)程。

“支學(xué)”作為引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)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(kāi)發(fā)完成之時(shí)，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?！爸W(xué)”是一個(gè)平臺(tái)，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(shuō)明。WPS Office作為常用的數(shù)字化資源開(kāi)發(fā)工具，教師可以利用它開(kāi)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(kāi)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(shí)內(nèi)容、思維邏輯以文字的形式表述和記錄下來(lái)，同時(shí)可以添加必要的多媒體資源。教師通過(guò)“支學(xué)”創(chuàng)建的每一個(gè)相對(duì)完整的學(xué)習(xí)資源，稱為一個(gè)“支架實(shí)例”。學(xué)生利用“支學(xué)”學(xué)習(xí)時(shí)，每個(gè)支架實(shí)例就如同“導(dǎo)師”一般，循序漸進(jìn)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(jià)值是什么？事實(shí)上，“支學(xué)”的不同體現(xiàn)在其每個(gè)支架實(shí)例并非僅僅依據(jù)教師的個(gè)人邏輯組合創(chuàng)建，而是在教師專業(yè)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，遵循支架理論和程序教學(xué)法的基本原則來(lái)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(xiàng)任務(wù)，或者學(xué)生在實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)的過(guò)程中，導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的支持與幫助。支架具有五個(gè)關(guān)鍵特征：主體間性、對(duì)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(shí)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(kāi)展某項(xiàng)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(duì)學(xué)生水平持續(xù)診斷。支架學(xué)習(xí)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，變化的依據(jù)在于對(duì)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(guò)程的推進(jìn)，支架對(duì)學(xué)生提供的幫助是不斷變化的?？梢岳斫鉃?，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(shí)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(duì)學(xué)生的支持是從100%逐漸過(guò)渡到0%的漸隱過(guò)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(guò)程的推進(jìn)，學(xué)生必須承擔(dān)更多的學(xué)習(xí)責(zé)任。

筆者通過(guò)讓學(xué)生列方程解決應(yīng)用題的案例，說(shuō)明如何開(kāi)展支架式教學(xué)。列方程解決應(yīng)用題大體可以分為五個(gè)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(jì)算出未知數(shù)與未知量；第五，將求解的數(shù)值帶回題目驗(yàn)證。

整個(gè)支架教學(xué)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)至幾天不等，具體時(shí)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(guò)程中的行為特征，整個(gè)支架式教學(xué)過(guò)程大致可以分為五個(gè)模式，在第一個(gè)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(gè)模式，教師過(guò)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(wèn)題的運(yùn)用流程，詳細(xì)講解每個(gè)步驟并闡述其意義，學(xué)生聆聽(tīng)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(wèn)題。如教師問(wèn)學(xué)生：“我們應(yīng)該用什么方法來(lái)求解這類問(wèn)題？該方法的一個(gè)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(shuō)出方法的某個(gè)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(wèn)題，然后由學(xué)生獨(dú)立完成。模式五，學(xué)生在具體的問(wèn)題情境中，獨(dú)立判斷出應(yīng)該采用列方程求解問(wèn)題，進(jìn)而獨(dú)立解題。

需要說(shuō)明的是，并非每個(gè)支架式教學(xué)都需要分為五個(gè)模式，每個(gè)模式也并非要遵循上述案例的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，教師應(yīng)該依據(jù)自身專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模式規(guī)劃與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。

開(kāi)展支架式教學(xué)，動(dòng)態(tài)推進(jìn)教學(xué)過(guò)程是精髓。在課堂情境中，支架的動(dòng)態(tài)性較容易體現(xiàn)，教師通過(guò)口頭表達(dá)或?qū)嶋H操作互動(dòng)便可以實(shí)現(xiàn)，但在“支學(xué)”中，這種動(dòng)態(tài)性應(yīng)該如何實(shí)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(shí)際上，“支學(xué)”對(duì)動(dòng)態(tài)性的體現(xiàn)，是借助程序教學(xué)法的基本原則來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

（三）程序教學(xué)法

程序教學(xué)法是一種嚴(yán)格按照心理學(xué)理論建立的，通過(guò)個(gè)體自學(xué)方式進(jìn)行的教學(xué)方法，其流程是由專家或教師設(shè)計(jì)出包含具體學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)機(jī)器（程序），每個(gè)學(xué)生借助教學(xué)機(jī)器，獨(dú)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(guò)教學(xué)機(jī)器（程序）主導(dǎo)的程序教學(xué)，要遵循五個(gè)原則。

第一，積極反應(yīng)原則，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)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(shí)強(qiáng)化原則，當(dāng)學(xué)生作出反應(yīng)，教師應(yīng)該及時(shí)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(jìn)行一定的正強(qiáng)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(cuò)誤率原則，教師要精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，盡可能避免學(xué)生犯錯(cuò)。

教師利用“支學(xué)”創(chuàng)建支架實(shí)例，每個(gè)支架實(shí)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(guò)“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(gè)支架實(shí)例的第一個(gè)模式中，需要學(xué)生“填空”處較少，隨著模式的推進(jìn)，學(xué)生需要“填空”處逐漸增加，這是“支學(xué)”動(dòng)態(tài)性和交互性的體現(xiàn)。在設(shè)置文字“空缺”時(shí)，教師要遵循小步子原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，需要正確“填空”每一處，才能進(jìn)入下一個(gè)步驟或模式。學(xué)生“填空”后，系統(tǒng)即時(shí)向?qū)W生反饋所填寫內(nèi)容的正確性，這種即時(shí)的反饋便是對(duì)學(xué)生的一種強(qiáng)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(gè)模式再次學(xué)習(xí)。

二、“支學(xué)”系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

（一）開(kāi)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)?！爸W(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(shí)現(xiàn)，后端編程語(yǔ)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(shí)現(xiàn)

1.用戶模塊

用戶模塊功能包括用戶注冊(cè)、登錄和信息修改等。雖然上文在闡述“支學(xué)”相關(guān)功能時(shí)，提到了教師和學(xué)生兩種用戶身份，但在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中是沒(méi)有教師與學(xué)生的身份區(qū)分。這是因?yàn)椤爸W(xué)”作為一個(gè)學(xué)習(xí)資源的創(chuàng)作與使用平臺(tái)（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(shí)，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(shí)，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(huì)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(shí)例的創(chuàng)建、搜索和使用。教師創(chuàng)建的一個(gè)相對(duì)完整的學(xué)習(xí)資源，稱為一個(gè)支架實(shí)例，每個(gè)支架實(shí)例又包含了若干模式。每個(gè)模式可以包含視頻、圖片等多媒體輔助資源，但每個(gè)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(shí)標(biāo)記需要學(xué)生補(bǔ)齊的關(guān)鍵內(nèi)容。在學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，被標(biāo)記的關(guān)鍵內(nèi)容會(huì)以“空缺”的形式呈現(xiàn)。

教師創(chuàng)建并發(fā)布支架實(shí)例后，學(xué)生便可以在搜索界面根據(jù)支架實(shí)例的編號(hào)或名稱搜索、添加和使用支架。其中，支架實(shí)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(cuò)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(shí)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(gè)“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(shí)。

3.其他模塊

在學(xué)生利用“支學(xué)”學(xué)習(xí)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)記錄使用時(shí)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(jì)信息，如最長(zhǎng)用時(shí)、最短用時(shí)和平均用時(shí)等。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生如果有任何疑問(wèn)，可以在支架實(shí)例的“話題模塊”留言，方便學(xué)生相互討論、交流，以及教師對(duì)學(xué)生問(wèn)題的解答。

（三）應(yīng)用場(chǎng)景分析

“支學(xué)”使用方便，通過(guò)電腦端或移動(dòng)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(shí)的預(yù)習(xí)材料，并根據(jù)學(xué)生的完成情況，對(duì)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(wèn)題；課后，教師結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，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(kāi)發(fā)初衷是引導(dǎo)、促進(jìn)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，在“雙減”政策背景下，學(xué)生在課后通過(guò)“支學(xué)”學(xué)習(xí)，是一種作業(yè)練習(xí)的新形式?！爸W(xué)”的優(yōu)點(diǎn)之一是一次創(chuàng)作就可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的導(dǎo)引學(xué)習(xí)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，“支學(xué)”如同一個(gè)課外的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)師”。

在實(shí)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(shí)，借助“支學(xué)”，遵循認(rèn)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(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。

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（作者單位：喀什大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院）