基于網絡學習空間的高中信息技術支架式教學應用與實踐

摘要：本文以《加密與解密》一課為例，探討了基于網絡學習空間的支架式教學法在信息技術課程中的應用。作者通過充分利用網絡學習空間，設計、實施了一系列課前、課中和課后的教學活動，并為學生搭建和設計了各種學習支架，旨在提升學生的自主學習能力、信息安全意識和計算思維，進而促進核心素養(yǎng)的提升。

關鍵詞：高中信息技術；支架式教學；網絡學習空間

中圖分類號：TP391.1 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）20-0000-04

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：“高中信息技術課程要關注學生個性化和多樣化的學習需求，促進人才培養(yǎng)模式的轉變，著力發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，進而把學生培養(yǎng)成為具備較高信息素養(yǎng)的中國公民?！币虼?，在高中信息技術教學過程中，實施個性化指導的教學策略至關重要，它不僅能夠確保學生在遇到個性化問題時獲得及時的反饋和解決方案，還能夠推動學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有效落地。

支架式教學法作為一種以學生為中心、以任務為導向的教學方法，能夠幫助學生主動構建知識體系，為學生提供個性化和多樣化的學習支持，鼓勵學生獨立思考，重視情境的創(chuàng)設與學生合作意識的培養(yǎng)[1]，是促進核心素養(yǎng)發(fā)展的有效教學方式。因此，本文以高中信息技術《加密與解密》一課為例，探討基于學校網絡學習空間的支架式教學法在高中信息技術課程中的應用。

支架式教學法應用于高中信息技術課程的理論基礎

支架式教學法是基于建構主義學習理論的一種以學生為中心、以培養(yǎng)學生問題解決能力和自主學習能力為目標的教學法[2]，強調學生在學習過程中的主動性和建構性。教師作為學習的引導者和促進者，通過搭建“支架”來幫助學生逐步構建知識體系，最終使學生能夠獨立完成學習任務，以培養(yǎng)學生的自主學習能力。在高中信息技術課程中，支架式教學法可以幫助學生更深入地理解抽象的概念和算法，提高計算思維，增強信息安全意識，進而達到發(fā)展核心素養(yǎng)的目的。

基于網絡學習空間的支架式教學實踐

《加密與解密》是高中信息技術教科版《必修1 數據與計算》第三單元第四節(jié)的內容。本節(jié)課的學習目標主要包括：①了解古代和近現代都有哪些信息加密技術；②掌握凱撒密碼加密和解密的基本算法以及算法的Python編程實現；③了解保障信息安全的重要意義，學會使用基本的信息安全防護措施，樹立正確的信息安全意識和觀念。

為了實現以上學習目標，筆者基于所在學校網絡學習空間設計了課前預習和任務發(fā)布、課上自主學習和課堂任務評測以及課后復習鞏固和合作探究等教學環(huán)節(jié)，利用網絡學習空間為學生設計了元認知支架、導學支架、情境支架、程序支架、評價反思支架等形式多樣的學習支架，以滿足學生個性化和多樣化的學習需求，促進學生自主學習和全面發(fā)展，進而促進核心素養(yǎng)的提升。

1.課前溫故知新

（1）前置知識評估：元認知支架促溫故

元認知支架主要用于幫助學生對自己的認知過程，包括已有的知識、能力、技能等方面進行了解和評估，從而對自己的認知過程進行控制和調節(jié)。由于本節(jié)課內容與《文本數據的編碼》一課聯(lián)系密切，為使學生對自己已有的知識水平進行檢測和評估，幫助學生識別和彌補已有知識的不足，將需要學習的知識與已有知識經驗聯(lián)系起來，更全面地理解和習得新知，筆者提前一周在網絡學習空間發(fā)布了課前任務一——前置知識評估：文本數據的編碼。

在此任務中，筆者針對本節(jié)課用到的文本數據編碼知識點設計了評測練習，學生登錄網絡學習空間完成評測練習并提交，學習空間會實時顯示評測成績及各小題對錯。由此，學生可實時獲得舊知識的學習和掌握情況，并通過任務一中的答案解析以及重難點復習，了解錯誤原因和知識漏洞，并對知識薄弱點加以復習鞏固，以提升學習效率和能力。[3]

（2）課前預習及小組任務發(fā)布：導學支架和任務支架促知新

導學支架可以是教學過程中教師精心設計的用于引導學生主動思考、積極探究和自主學習的活動和資源。在本環(huán)節(jié)中，筆者在網絡學習空間發(fā)布了課前任務二——自主預習。此任務設計了基于H5移動場景的學習課件，以使學生提前了解和掌握知識，提高學習效率，從而有效實現教學目標。學生可使用手機、平板、計算機等通過掃描網絡學習空間中的二維碼或點擊鏈接打開移動課件進行課前自主預習。

在移動課件中，筆者通過情報加密及傳遞的電影片段引出本節(jié)課的主題——“加密與解密”，并簡要介紹了加密與解密的相關概念。為了讓學生對信息加密有更全面深入的了解，筆者設計了任務支架。小組任務一——走進信息加密的前世今生，要求一、二小組分別搜集古代和近現代的信息加密技術。在移動課件中，筆者通過三個信息安全相關案例引導學生思考現代社會信息泄露事件依然屢見不鮮的原因，進而發(fā)布小組任務二，要求三、四小組結合案例分析在現實生活中如何保障個人信息安全。最后，對小組任務做進一步明確，要求各小組形成書面報告并在課上做分享交流。在本環(huán)節(jié)中，通過任務支架幫助學生明確學習目標、理清學習內容，并通過小組合作實現了知識遷移和知識共享。

2.課中分享實踐

（1）成果交流：主題活動支架促分享

主題活動支架是指在教學中，教師為了引出某個特定的學習主題，通過選擇具體的背景作為活動情境，以激發(fā)學生學習興趣而設計的活動或環(huán)節(jié)。課上，為了切入第一個活動主題，筆者通過展示墨子號量子通信衛(wèi)星的圖片，引出正處于研究中的信息加密技術——量子通信加密技術。隨后通過播放視頻讓學生了解量子通信加密技術的獨特魅力，并指出信息加密技術悠久的發(fā)展歷史?；谶@一背景，筆者提出了第一個活動主題——走進信息加密的前世今生，即課前小組任務的成果分享。兩個小組的成員代表分別介紹古代和現代的信息加密方法和技術。通過他們的分享交流，學生既領略了古人信息加密中蘊含的智慧，又感受到現代加密技術發(fā)展的速度和力量，進而激發(fā)對信息安全的思考，為后續(xù)的活動開展做鋪墊。

（2）自主學習：資源程序支架促探究

資源支架是教師提供的，以幫助學生更好地掌握知識、技能或概念的一種輔助學習的材料、工具和策略，本課中用到的資源支架是微課。本環(huán)節(jié)以古代的信息加密方法——“凱撒密碼”為例，讓學生學習和掌握信息加密和解密的算法，并用Python將算法轉化為程序。課前，學生已經對相關知識做過評估復習，此內容主要以學生自主學習的方式完成。

筆者提前在網絡學習空間發(fā)布微課，學生登錄后通過鏈接或二維碼打開微課自主學習，之后完成網絡學習空間中的加密和解密程序，并提交至網絡空間進行評測。為了減少熟悉代碼環(huán)境和編寫基礎代碼的時間，讓學生將精力放在主要問題的解決上，筆者為學生提供了程序支架。學生只需要完成程序支架中的待填空部分，就可實現核心代碼和關鍵算法部分的聚焦，使練習和實踐更有針對性。[4]網絡學習空間會實時反饋評測結果，并提示程序錯誤原因。學生可以根據提示反復修改程序，直至評測通過。

3.課后拓展延伸

（1）拓展任務：任務探究支架促遷移

課后的任務和探究支架可以幫助學生復習鞏固所學知識，提升知識應用和創(chuàng)造性解決問題的能力，從而促進知識建構重組和遷移。筆者在網絡學習空間發(fā)布了課后拓展任務——加密與解密的評測練習，并且在討論區(qū)布置了課后探究任務——如何改進凱撒密碼的加密算法。

課后任務涵蓋了基礎鞏固、應用提升和拓展創(chuàng)新三個不同層次?；A鞏固類練習中涉及“加密”“解密”“明文”“密文”等基本概念的考查，可以幫助學生復習f9d7da7704958462381d89f17b4ac328鞏固本節(jié)課所學的基礎知識和概念，以加深對知識點的理解記憶；應用提升類練習中根據凱撒密碼解密算法的流程圖寫結果等問題，可以檢測學生利用所學知識解決實際問題的能力；拓展創(chuàng)新類任務，即討論區(qū)的探究任務，主要是鼓勵學生提出創(chuàng)新性問題解決方案以對凱撒密碼算法進行改進，從而幫助學生構建更加完整靈活的知識體系，樹立正確的信息安全意識，促進知識的有效遷移和教學目標的有效達成。

（2）自動評測：評價反饋支架促反思

網絡學習空間的實時評測和排名等功能為學生提供了評價反饋支架。學生在自主完成課后評測練習后會收到實時評測結果。系統(tǒng)的即時反饋不僅可以使學生及時發(fā)現學習過程中存在的問題，迅速定位知識薄弱點，還可以促進學生反思學習過程，針對評測結果調整學習策略，提高學習效率。網絡學習空間中的成績表實時動態(tài)顯示每名學生的作業(yè)完成情況。學生通過成績表可查看自己在班級中的排名，從而了解自身學習狀況。教師則可以通過成績表掌握教學班級中每一位學生的學習水平，從而為個性化輔導和分層次教學提供依據。

評價反饋支架貫穿本節(jié)課的所有環(huán)節(jié)，從課前的前置知識評估、課中的自主學習效果評測到課后的拓展任務，評價反饋支架都能給予學生及時有效的反饋。網絡學習空間提供的評價反饋支架不僅可以實時評測練習中選擇填空的正誤，還能檢查學生提交的程序中存在的語法和邏輯錯誤，并給出相應提示，幫助學4abbe1a03c2b90ca66f5c187e905570b生及時發(fā)現并改正錯誤，提高學習效率。

教學效果分析

在《加密與解密》一課中，筆者基于網絡學習空間，將課前溫故知新、課中分享實踐和課后拓展延伸等環(huán)節(jié)有機整合到一起，為學生構建了一個全面、高效、數字化的學習環(huán)境。課前，在網絡學習空間中設計了元認知支架以幫助學生回顧和評估已有知識，發(fā)布導學支架使學生可通過移動學習課件自主學習，設計任務支架推動小組合作探究；課中，設計了主題活動支架促進小組合作成果分享，在自主學習環(huán)節(jié)設計了資源程序支架為學生自主學習提供支持；課后，在網絡學習空間發(fā)布任務探究支架，促進學生知識遷移和重組建構。利用網絡學習空間的自動評測功能為學生提供了評價反饋支架以引導學生對學習過程進行反思。

通過實施基于網絡學習空間的支架式教學法，筆者所在學校信息技術課程的教學取得顯著成效。

①實現了學習路徑的整合優(yōu)化。在教學過程中，筆者利用網絡學習空間將所有的環(huán)節(jié)和學習支架有機融合，為學生提供了明確的學習方向和豐富的學習體驗。在教師的引導下，學生借助學習支架逐步完成網絡學習空間中的任務和練習，所有學習過程在網絡學習空間中留痕，形成了完整的學習路徑。教師也能根據學生的學習路徑，不斷優(yōu)化和調整教學策略，從而提高教學效果和質量。

②增強了學生學習的主動性。學生在教師的引導和學習支架的輔助下，逐步完成探究任務。主題活動支架的搭建為學生創(chuàng)設了具體的學習情境，有助于激發(fā)學生的學習興趣；在遇到困難時學生可通過資源支架和程序支架獲得學習支持，逐漸收獲學習的滿足感和成就感；評測反饋支架的實時反饋有助于學生獲得正向激勵，從而激發(fā)學生的學習動力，提高學生學習的主動性和積極性。

③提高了學生的自主學習和合作探究能力?；诰W絡學習空間的支架式教學為學生學習搭建了教學目標指導下的學習任務框架，并在學習支架的作用下將復雜的學習任務拆解成一個個小的易于實現的任務。在完成任務的過程中啟發(fā)學生思維，引導他們進行自主探索分析，從而提高自主學習能力。在完成小組任務過程中，小組成員分工合作，分享成果，在尋求解決問題途徑的過程中，小組成員不斷進行思維碰撞，加深了對知識的理解應用，提高了合作探究能力。

④實現了核心素養(yǎng)的有效提升。基于網絡學習空間的支架式教學更加關注學生的學習過程，突出學生的主體地位，形式多樣、種類豐富的學習支架滿足了學生個性化的學習需求，促進了學生的全面發(fā)展，這與新課標的基本理念一致。任務支架有助于培養(yǎng)學生利用數字化工具搜集、整理和處理信息的能力，從而提升學生的信息意識。評價反饋支架在編程學習過程中能實時反饋語法或邏輯錯誤，有助于學生編程能力的發(fā)展和計算思維的培養(yǎng)，進而實現核心素養(yǎng)的提升。

結語

基于網絡學習空間的支架式教學法在高中信息技術課程中的應用具有重要意義。通過搭建有效的學習支架和提供豐富的學習資源，可以幫助學生更好地理解和掌握抽象概念和復雜算法，從而主動建構知識體系，促進自主學習能力的提升。同時，支架式教學法還能夠促進學生的合作學習和探究學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力，進而實現核心素養(yǎng)的提升。

參考文獻：

[1]丁雪.支架式教學在高中信息技術課程教學中的應用研究[D].牡丹江：牡丹江師范學院，2023.

[2]董芳芳.基于互動平臺的高中信息技術“支架式”教學策略的應用研究[J].中國信息技術教育，2022（11）：36-38.

[3]吳曉曉.基于元認知支架的游戲化編程教學對小學生問題解決能力的影響[D].武漢：華中師范大學，2020.

[4]王聲光.搭建學習支架 落實學科核心素養(yǎng)——以《算法與程序實現》單元為例[J].中國現代教育裝備，2024（04）：54-59.