信息科技學(xué)科教學(xué)中深度協(xié)作模式的學(xué)習(xí)路徑探究（下）

中圖分類號：G434文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674—2117（2025）14—0017-04

深度協(xié)作模式（DeepCollaboration Model）是一種強(qiáng)調(diào)多方深度融合、資源共享、目標(biāo)協(xié)同的高效合作機(jī)制。它突破了傳統(tǒng)協(xié)作中“任務(wù)分工+信息同步”的淺層模式，注重參與者之間的能力互補(bǔ)、知識共創(chuàng)和長期價值共生，廣泛應(yīng)用于設(shè)計創(chuàng)新、跨團(tuán)隊項目、生態(tài)合作及復(fù)雜問題解決等領(lǐng)域。本刊在2025年第10期“名師課堂”欄目對“深度協(xié)作模式的研究現(xiàn)狀”“學(xué)理分析及主要觀點”“路徑一：創(chuàng)設(shè)開放性的學(xué)習(xí)共同體”“路徑二：個性化目標(biāo)樣態(tài)知識建構(gòu)”進(jìn)行了介紹，本期仍以《Python繪制正多邊形》一課為例，就剩余的三條路徑展開分享。

學(xué)習(xí)活動組織與實施教學(xué)組織路徑

路徑三：深度資源整合

在深度協(xié)作模式中，信息科技學(xué)科的資源整合關(guān)注認(rèn)知基礎(chǔ)的融合，從多學(xué)科視角出發(fā)，以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，通過整合不同學(xué)科資源，為學(xué)生提供多元化的認(rèn)知情境，促進(jìn)信息科技學(xué)科關(guān)鍵認(rèn)知點的主動建構(gòu)。在整合過程中，教師要關(guān)注個體需求，強(qiáng)調(diào)深度整合目標(biāo)的定制化；要注重動態(tài)調(diào)整，深人優(yōu)化整合方式；要凸顯學(xué)科的獨特性，融合個人經(jīng)驗與認(rèn)知偏好；要靈活整合多元知識資源。

（1）原設(shè)計

《Python繪制正多邊形》一課第三階段的常見教學(xué)思路如下：首先，帶領(lǐng)學(xué)生回顧turtle庫基礎(chǔ)操作與正多邊形原理；其次，引入循環(huán)嵌套、函數(shù)封裝等知識，引導(dǎo)學(xué)生將正多邊形繪制代碼模塊化；最后，讓學(xué)生自主探索不同邊數(shù)正多邊形的繪制，繼而修改參數(shù)實現(xiàn)個性化圖形，小組交流分享代碼與成果。常規(guī)教學(xué)中的思路較為線性，如部分學(xué)生未能在前兩個階段跟進(jìn)，此時易出現(xiàn)認(rèn)知障礙，影響后續(xù)學(xué)習(xí)效能。

（2）思考焦點

第二部分是程序繪制圖形的重點內(nèi)容，對學(xué)生的抽象思維、具象提升能力均有一定的認(rèn)知要求。雖然整體設(shè)計較合理，但存在一些不足：當(dāng)學(xué)生在前兩個階段未能準(zhǔn)確理解代碼的內(nèi)涵時，可能對遇到的代碼錯誤產(chǎn)生困惑，急需解決辦法的引導(dǎo)。因此，設(shè)計未強(qiáng)調(diào)代碼的優(yōu)化和性能考量，難以保障交流效果和學(xué)生的收獲，不能滿足學(xué)生此時的認(rèn)知需求。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

在基于深度協(xié)作模式模型的設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)整合多學(xué)科資源，將多學(xué)科中符合該課認(rèn)知需求的內(nèi)容進(jìn)行有效的提升和關(guān)鍵點的歸納，繼而采用有效的協(xié)作手段，觸發(fā)學(xué)生在不同學(xué)科中尋求整合后的共同資源，并據(jù)此安排合理的學(xué)習(xí)過程。建議設(shè)計如下：

教學(xué)過程：嘗試與創(chuàng)新。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解多邊形編碼程序體。

任務(wù)分解： ① 探究生活中的幾何藝術(shù)。 ② 用Python重構(gòu)自然界的多邊形密碼。

學(xué)科融合：

數(shù)學(xué)：正多邊形外角計算、黃金分割比例。

藝術(shù)：分析埃舍爾鑲嵌畫作中的密鋪規(guī)律。

生物：蜂巢結(jié)構(gòu)中的正六邊形優(yōu)化原理。

分層任務(wù)設(shè)計：

青銅任務(wù)：繪制科赫雪花。（分形基礎(chǔ)）

白銀任務(wù)：生成伊斯蘭幾何花紋。 （文化編碼）

黃金任務(wù)：模擬向日葵種子排列。（斐波那契螺旋）

跨學(xué)科分析引擎：

自動檢測數(shù)學(xué)公式合規(guī)性（如外角 =360^°/Ω±0.5^° 容差）。

色彩搭配與藝術(shù)風(fēng)格匹配度評分。

生物結(jié)構(gòu)相似度對比（OpenCV圖像比對）。

教學(xué)評析：以上的活動設(shè)計，將學(xué)科進(jìn)行了有效融合，設(shè)計了針對融合內(nèi)容的分層教學(xué)設(shè)計，并關(guān)注了學(xué)生認(rèn)知協(xié)作過程中的交互能力，保證了不同環(huán)境下多學(xué)科融合點的貫通，為學(xué)生提供了豐富的深度協(xié)作空間。

路徑四：動態(tài)反饋的非線性 交互

知識建構(gòu)活動是一個復(fù)雜且動態(tài)的過程，涉及學(xué)生之間的交互、協(xié)作與共享。非線性交互強(qiáng)調(diào)知識建構(gòu)過程中的不確定性和靈活性，允許學(xué)生在探索中不斷調(diào)整方向、深化理解。在信息科技教學(xué)中，這種非線性交互能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。另外，動態(tài)反饋機(jī)制是在非線性交互過程中的實時反饋，讓學(xué)生能夠在實時有效的反饋中及時了解自我的學(xué)習(xí)進(jìn)度，將伙伴間的協(xié)作方式與個體需求相融合，并找到最佳契合點。

（1）原設(shè)計

《Python繪制正多邊形》一課的第四階段的常見教學(xué)思路如下：在前面教學(xué)過程的情境及激發(fā)興趣后，教師通過故事化的主題，讓學(xué)生想象用代碼指揮海龜繪制房屋的各個部件（如正四邊形屋頂、正六邊形窗戶），并展示繪制效果，如播放用Python繪制的復(fù)雜多邊形圖案（如蜂巢、雪花），同時提問“如何用代碼實現(xiàn)這些圖形”來驗證學(xué)習(xí)效果，再讓學(xué)生進(jìn)行自我創(chuàng)作。

（2）思考焦點

此部分是程序繪制圖形的實踐及反饋部分的內(nèi)容，對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生來說完成度較高，但對于部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)欠缺的學(xué)生來說則容易出現(xiàn)無效學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如，教師在介紹turtle庫時，通過簡單代碼演示基礎(chǔ)命令（如forward（前進(jìn)、right右轉(zhuǎn)），希望讓學(xué)生直觀感受海龜繪圖的原理，但是任務(wù)難度較大。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

在《Python繪制正多邊形》一課教學(xué)中，教師可以不局限于固定教學(xué)步驟，而是通過開放式問題引導(dǎo)學(xué)生自主探索，如通過提出“如何用Python繪制一個邊數(shù)可變的正多邊形”等問題鼓勵學(xué)生嘗試不同的編程策略。建議設(shè)計如下：

教學(xué)過程：鞏固與實踐。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：繪制多元圖形。

主要流程：

① 你會了嗎？——“繪制正三角形”：分析每條邊需前進(jìn)相同距離，每次旋轉(zhuǎn)120度，用for循環(huán)實現(xiàn)。

import turtle t=turtle.Turtle for_in range（3）：

t.forward（100）

t.right（120）

② 你變了嗎？—“繪制正六邊形”：引導(dǎo)學(xué)生計算內(nèi)角（60度），修改循環(huán)次數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度。

for_in range（6）：

t.forward（100）

t.right（60）

③ 你設(shè)定了嗎？—將邊長、邊數(shù)設(shè)為變量，實現(xiàn)通用繪制函數(shù)，提升代碼復(fù)用性。

def draw_polygon（sides， length）： angle =360， /sides for_in range（sides）： t.forward（length） t.right（angle）

draw_polygon（8，80）#繪制 正八邊形，邊長80

實踐與拓展：

① 基礎(chǔ)練習(xí)：小組布置計算繪制任務(wù)。② 創(chuàng)意挑戰(zhàn)：協(xié)同小組商議創(chuàng)意內(nèi)容。③ 嵌套變形：分別繪調(diào)整視覺的效果。④ 組合圖形：異步拼接復(fù)雜圖案（如花朵、星形）。

⑤ 繪制花朵（多個正六邊形組合）。

for_in range（12）：

draw_polygon（6，50）

t.right（30）

⑥ 參數(shù)探索：引導(dǎo)學(xué)生改變角度、邊長等參數(shù)，觀察圖形變化規(guī)律，理解代碼與圖形的關(guān)聯(lián)性。

問題解決與調(diào)試：

① 預(yù)設(shè)錯誤：故意在代碼中設(shè)置邏輯錯誤（如角度計算錯誤），讓學(xué)生通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)并修正問題，培養(yǎng)調(diào)試能力。

② 分組完成復(fù)雜圖形繪制，通過討論解決編程中的難題，提升團(tuán)隊合作能力。

③ 知識回顧：總結(jié)循環(huán)結(jié)構(gòu)、turtle庫的使用，強(qiáng)調(diào)正多邊形繪制的核心邏輯。

④ 拓展方向：介紹Python其他繪圖庫如matplotlib、Pygame，或結(jié)合數(shù)學(xué)知識如分形幾何等繪制更復(fù)雜圖形。

教學(xué)評析：在改進(jìn)型設(shè)計中，教師引導(dǎo)學(xué)生通過非線性交互的方式深化對Python繪圖的理解；學(xué)生則通過小組討論確定繪制正多邊形的策略，在編程實踐中共同協(xié)作調(diào)整代碼，觀察圖形變化。例如，在繪制正五邊形時發(fā)現(xiàn)圖形出現(xiàn)偏差，小組經(jīng)過討論和代碼審查，發(fā)現(xiàn)角度與計算等方面的錯誤，然后通過修正代碼并再次運行，成功繪制出標(biāo)準(zhǔn)的正五邊形。這個過程不僅加深了學(xué)生對程序語言的理解，而且深化了其團(tuán)隊協(xié)作和問題解決能力。

路徑五：構(gòu)建多元評價機(jī)制

多元評價機(jī)制強(qiáng)調(diào)從多維度、多主體、多方式對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全面評估，其理論基礎(chǔ)包括建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和多元智能理論。該機(jī)制突破了傳統(tǒng)的單一分?jǐn)?shù)評價，采用形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合，融入自評、互評、師評等多元主體參與，通過作品展示、實踐操作、項目報告等多種形式，關(guān)注學(xué)生知識掌握、能力發(fā)展和情感態(tài)度等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。評價標(biāo)準(zhǔn)注重個體差異性和發(fā)展性，旨在通過動態(tài)反饋促進(jìn)教學(xué)相長。

（1）原設(shè)計

《Python繪制正多邊形》一課第五階段的常見教學(xué)思路如下：教師先回顧生活中多邊形實例，再講解turtle庫基礎(chǔ)函數(shù)，如forward、right等；然后學(xué)生分析正多邊形的規(guī)律，并通過循環(huán)語句實現(xiàn)繪制；最后教師布置拓展任務(wù)，讓學(xué)生繪制基于Python程序體的不同邊數(shù)的多邊形。

（2）思考焦點

在上述教學(xué)中，學(xué)生難以從中找到重復(fù)命令，這就很難引起有效知識關(guān)聯(lián)。因此，需要調(diào)整任務(wù)設(shè)計，采取更加符合學(xué)生已有經(jīng)驗的主題，促進(jìn)其學(xué)習(xí)動機(jī)的提升。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

在基于學(xué)習(xí)共同體的設(shè)計中，教師要構(gòu)建多元評價機(jī)制，從學(xué)生的認(rèn)知能力和需求出發(fā)，采用變通維度、多元主體、更新方式的形式，對主體的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行客觀的評價，幫助學(xué)生通過自評、互評、師評、AI評等方式獲取最為客觀的評價反饋，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行團(tuán)隊協(xié)作，達(dá)到深度升華認(rèn)知、更新學(xué)習(xí)過程的目的。建議過程如下：

教學(xué)過程：評價與反思。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：反饋與迭代。

任務(wù)分解： ① 掌握turtle庫的基本繪圖指令； ② 理解正多邊形的幾何特征。

課標(biāo)探索

評價情境：展示梵高《星月夜》中的漩渦圖案，引出正多邊形在藝術(shù)中的應(yīng)用。

核心概念： ① 外角公式： 360^°/n ② turtle庫三要素：前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、落筆。

基礎(chǔ)代碼：

import turtle for_in range（6）：

turtle.forward（100） turtle.left（60）

自我評價：

① 我可以：青銅任務(wù) $$ 繪制固定邊數(shù)的正多邊形。② 我嘗試：白銀任務(wù)→通過input（實現(xiàn)邊數(shù)自定義。③ 我創(chuàng)新：黃金任務(wù)：添加顏色填充和漸變色效果。

團(tuán)隊評價：

① 起始評價 $$ 代碼功能是否可以完整實現(xiàn)并形成作品。② 進(jìn)階評價 $$ 創(chuàng)意設(shè)計是否能夠展現(xiàn)必要的個性特色。③ 高維評價一調(diào)試過程是否記錄下不同參數(shù)的角色差。

人工智能介入性評價：

① 可視化維度一代碼雷達(dá)圖，自動生成包含多維度的報告。② 結(jié)構(gòu)完整性一函數(shù)封裝程度，可否達(dá)到優(yōu)化語句的目的。③ 創(chuàng)新性指數(shù)一如非教材解法出現(xiàn)率和自我的創(chuàng)新類型。④ 效率系數(shù)據(jù) $$ 如代碼行數(shù)與運行時長的比值判斷優(yōu)化。

人工智能與師生互評系統(tǒng)：

方向1：在學(xué)生提交代碼后，GPT-4自動生成3條改進(jìn)建議。

方向2：同伴評審時顯示匿名代碼+AI評分基準(zhǔn)線。

方向3：自動追蹤從青銅到黃金任務(wù)的進(jìn)步軌跡。

方向4：生成可分享的編程能力數(shù)字徽章。

典型評價場景：

① 色品評價：識別turtle.color（的參數(shù)組合是否符合色輪規(guī)律。② 外角準(zhǔn)確：檢測循環(huán)結(jié)構(gòu)是否采用最優(yōu)外角計算公式。③ 作品風(fēng)格：對比班級作品集給出風(fēng)格相似度分析。

教學(xué)評析：在上述學(xué)習(xí)設(shè)計中，多元智能評價體系實現(xiàn)了過程可追溯、發(fā)展可視化、反饋可操作的新型評價范式，相關(guān)數(shù)據(jù)可通過學(xué)習(xí)儀表盤實時呈現(xiàn)給師生，需要具體實施方案可進(jìn)一步溝通。同時，通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)能夠自動記錄編程過程中的代碼迭代頻次、調(diào)試耗時等微觀數(shù)據(jù)，并即時反饋給系統(tǒng)。因此，協(xié)作的過程是動態(tài)的、可調(diào)整的，具有深度挖掘的空間和機(jī)會。

需要關(guān)注的問題

深度協(xié)作模式在信息科技學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用具有廣闊的前景和深遠(yuǎn)的意義。在具體的教學(xué)過程中，需要更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)策略和方法，不僅要讓學(xué)生掌握Python編程和繪圖過程，更要深化培養(yǎng)其邏輯思維、問題解決能力和創(chuàng)新意識。在信息科技學(xué)科教學(xué)中，深度協(xié)作模式的應(yīng)用為學(xué)生提供了更加豐富、多元的學(xué)習(xí)體驗，在實施過程中，有以下一些需要關(guān)注的問題。

首先，創(chuàng)新協(xié)作的深度。該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性，這對教師的角色定位提出了新的要求。教師要具備更高的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)智慧，能夠靈活應(yīng)對學(xué)生在協(xié)作過程中出現(xiàn)的各種問題，及時給予有效的指導(dǎo)和支持。

其次，精準(zhǔn)協(xié)作的需求。深度協(xié)作模式的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計需要更加精細(xì)化和個性化。在《Python繪制正多邊形》一課的教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)共同體、個性化目標(biāo)樣態(tài)等策略的運用取得了一定的成效，這說明，需要注重學(xué)生的個體差異和學(xué)習(xí)需求，提供更加精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源和路徑選擇，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

再次，選擇協(xié)作的支持。深度協(xié)作模式的實施還需要充分考慮技術(shù)因素的支持。在信息科技教學(xué)中，技術(shù)平臺、學(xué)習(xí)工具等資源的選擇和使用對教學(xué)效果具有重要影響。需要不斷探索和嘗試新的技術(shù)工具和學(xué)習(xí)平臺，以更好地支持學(xué)生的深度協(xié)作和知識建構(gòu)。

最后，反饋協(xié)作的效能。深度協(xié)作模式的評估與反饋機(jī)制是需要重點關(guān)注的問題之一。不僅要科學(xué)、有效地評估學(xué)生在深度協(xié)作過程中的學(xué)習(xí)成效和協(xié)作能力，還需要給予及時、具體的反饋以促進(jìn)學(xué)生持續(xù)改進(jìn)。