有效失败理论下信息技术课程教学过程设计与实践

2019-12-26

中小学电教 2019年12期

（沈阳师范大学，辽宁沈阳 121000）

一、引言

高中信息技术课程是培养高中生信息素养与计算机操作能力的重要课程。在《高中信息技术课程标准修订说明》中明确强调了学生的实践能力[1]。Manu经过实验证明了有效失败能够提升学生的问题解决能力、知识迁移能力。近几年国内也有学者进行了此项研究，均验证了这一理论的积极作用，但还未有研究者尝试在信息技术课程中应用。因此，本文将验证有效失败理论是否能够有效指导信息技术课程并且可以提升学生的实践能力。

二、有效失败理论

有效失败最早由学者Manu提出，由英文单词“productive failure”翻译过来。Manu[2]认为学生在学习过程中遇到的挫折和困境虽然暂时阻止了学习任务的顺利完成，但从长远学习效果来看，正是学习中的困难和学生在困难中“挣扎”的过程，促进了学生问题解决能力、知识迁移能力、创新能力的发展。

有效失败理论包含四个核心机制，这四个核心机制体现在三个原则和两个教学阶段中[3]，如图1所示：

图1 基于有效失败理论的教学模式

（一）生成与探索阶段

该阶段学生通过小组合作尝试对一个复杂的问题情境生成多种表征和解决方法，教师推迟结构化教学。在这个过程中学生可能会遭遇失败，这里的失败仅指学生通常无法依靠自身来产生或发现正确答案。然而，学生能够用其先前知识来产生次优解决方案或错误答案。

（二）整合阶段

该阶段学生通过班级讨论，将自己总结出来的表征和解决方法与标准的表征和解决方法进行比较。教师在这一阶段不仅对知识点进行讲授，还要对学生的解决方案进行点评。

三、有效失败教学模式案例——以Photoshop课程为例

（一）实践概述

1.教学对象

选取某乡镇中学的高一（一）班和高一（三）班两个平行班级作为研究对象。高一（一）班共42名同学，男生18人，女生24人；高一（三）班共44名同学，男生21人，女生23人。根据上学期的期末考试成绩进行选取（上学考试的内容为Flash工具的使用，由完成的案例个数及完成程度进行打分），挑选两个成绩最为接近的班级。一班实施有效失败教学过程设计方案，以下简称为PF班级。三班实施直接教学过程设计方案，以下简称为DI班级。两个班级都为同一教师进行授课。

2.测量工具

（1）问卷

量表的维度是根据刘三朵、张冬胜[4]发表在《教育评论》杂志上的《论实践能力的内涵与结构》一文确定的。变量的问题是由文献和访谈确定的。问卷在发放前选取某高校大一新生（学习过信息技术课程并具有合作学习经验）进行了先导测试，在经过两轮修改后确定了最终问卷内容。基于此问卷来初步测量PF班级学生的实践能力是否高于DI班级。

（2）实验记录单

每堂课通过具体的实验记录单来记录学生思维的发展变化，以此来确定PF班级学生的知识迁移能力与实践能力是否得到提升。

（二）模式分析

根据李龙[5]在《教学设计》一书中的“教学过程设计的操作程序”，进行信息技术课程的教学过程设计，分为课程教学设计和课堂教学设计。

1.课程教学设计

（1）课程总教学目标

熟练掌握Photoshop软件的知识与技能。使学生了解图像处理软件的操作界面，掌握各种工具的使用，将各种知识进行融合，能够按照要求制作出各种图形。提高艺术修养与分析问题、解决问题的能力。

（2）教学内容的分析

Photoshop软件的学习主要是要学生学习基础工具的使用以及制作出相应的图像效果。学习内容包括工具、路径、通道以及输出等。各部分内容均以案例的形式展开，在制作的过程中深入浅出，学习各种工具的使用。

（3）学习者的分析

高中生已经具备直觉思维能力，能进行推理演绎，具有分析问题与解决问题的能力。他们能够与他人合作解决问题，具有一定的信息素养。

2.课堂教学设计

根据有效失败教学模式将课堂教学分为两个阶段，教学过程设计如图2所示：

图2 教学过程设计

（1）生成——探索阶段

第一个阶段教师根据目标概念和学生的先前知识提出问题。在这一阶段教师不进行知识内容的讲授。学生首先进行独立思考寻找解决方案；接下来进行分组讨论，生成多种解决方案。在这一过程中学生可能会遇到各种问题，可能会产生挫败感，因此教师要提供足够的情感支持；最后进行小组汇报。

①发布问题

教师发布的问题必须是学生没有学习过的，但是学生用先前的知识能够生成次优或是失败的方案。问题的设计要符合“最近发展区”原则，使问题既符合学生的原有水平，又富有挑战性。

②独立思考与小组讨论

这一阶段要给学生足够的思考时间，以找出解决方案。首先要使学生进行独立思考，形成对问题的认识，有一个初步解决问题的思路。接下来进行小组讨论，小组内部将思路汇聚，形成一个更优的解决方案。分组要符合组间同质、组内异质的规律。

这一阶段学生因为与以往的学习经验不同，可能会因为困难而产生挫败感，甚至想要放弃，此时教师要特别注意学生的情感变化以提供充足的元认知支持与情感支持。

③小组汇报

要提供让学生详细地阐述他们所做事情的机会。

（2）整合阶段

在这一阶段的开始教师要进行知识内容的讲授，然后给出标准的解决方案（但不一定是唯一正确的解决方案）。学生将自己的解决方案与标准方案作对比，找出自己存在的问题。教师也应对学生方案中值得采取的地方提出肯定。最后让学生进行总结反思。

①教师讲授、给出标准解决方案

在第二阶段的初始阶段，教师对所要用到的知识点进行讲授，并对问题给出标准的解决方案，这一解决方案不一定是唯一的，但是应为相对最优的解决方案。

②与标准方案做比较

给学生足够的时间来比较解决方案与标准的表现和解决方案的差别。教师要学会引导学生进行深入分析，找出自己的方案与标准方案的差异。要给学生提供解决这些问题的机会。

③反思

反思阶段是有效失败教学的最后阶段也是极为重要的一个阶段，这一阶段要学生进行反思，也就是进行知识的整合。使学生下次遇到该类问题时能够更好地解决。教师在这一阶段也要进行反思，反思教学中存在的问题，优化教学过程设计，提高教学质量。

（三）案例设计

由于时间原因，本次实验共进行了四轮，用时八周。课程内容分别为钢笔工具、选框工具、套索、魔棒工具、渐变工具、图层样式等，共八个案例。下面选取其中一个案例作为代表进行分析。

1.分析

（1）教学内容分析

光盘的制作主要包括选框工具、渐变工具、图层样式的使用。选框工具在前几节课已经有了具体的讲述。光盘的填充需要用到渐变工具，此处涉及渐变工具的填充方式，需要学生自己探究。图层样式的使用需要加以指点。

表1为问题等级，教师可以按问题等级为学生提供相应程度的解答。

表1 问题等级表

（2）学习者分析

经过几节课的学习，学生已经适应了运用有效失败理论指导信息技术课程教学的学习方式，能够掌握好课堂节奏。学生掌握同心圆的制作方法，因此对于光盘轮廓的制作不会存在太大的问题。

2.教学活动流程

教学环节教师活动学生活动发布问题1.观察光盘实物，分析结构。2.观察光盘案例的结构。1.教师展示光盘实物。2.为学生展示制作好的光盘。3.提示学生光盘的大体制作结构与制作要求。4.要求学生观察光盘并制作。生成—— 探索阶段独立思考给学生留有足够的思考时间。1.思考制作光盘各个部分所需要的工具。2.思考制作光盘的方案。小组讨论1.给学生留有足够的思考时间。2.时刻注意各个小组的讨论情况与遇到的问题，提供足够的情感支持。3.根据问题等级列表给学生提供相应的解答。1.按课前分配好的小组（组间同质、组内异质）进行讨论。2.商讨制作光盘的方案。3.共同制作光盘。4.填写实验报告单。小组汇报对小组的汇报内容进行简单的点评并给予肯定。1.详细阐述自己的制作方案。2.对其他小组的方案进行评价。

教学环节教师讲授、给出标准解决方案整合阶段与标准方案做比较学生活动学习光盘的标准制作方案。1.用自己的方案与标准的制作方案比较，比较其优劣。2.完善自己的方案并重新制作。1.自己生成的解决方案存在哪些不足。2.小组合作过程中自己是否做了贡献，怎样能更适应小组合作学习。3.是否熟练掌握了本次案例中所使用的工具与方法。反思教师活动教师讲授光盘的制作过程。1.辅助学生对标准方案与自己的方案进行比较。2.指导学生重新制作光盘。1.教学流程是否需要修改。2.自己是否给学生足够的情感支持。3.问题等级设置是否合理。4.小组划分是否合理。

3.实施过程

为了保证学生有足够的思考时间，所以分为两课时。第一课时为生成——探索阶段。教师展示了光盘实物以及制作好的光盘案例，通过控屏给学生观察。然后提示学生光盘的大体结构与学生必须要制作出的具体效果要求。接下来教师将光盘的.GIF格式发送给学生（第一次观察时使用控屏是为了保证每个学生都能够观察，第二次发送给学生是便于学生细致观察每一个细节）。

给学生留有一定的独立思考时间，然后组织学生进行小组讨论。进行小组讨论时课堂的环境有一些喧闹，但是教师没有去特意控制，以免破坏学生讨论的积极氛围。在讨论时对于学生的提问，教师按照问题等级单上的要求给予了相应的回答。部分学生对于教师的回答有一些不满意，例如一个学生对渐变的填充一直达不到案例中的效果，但是教师要求学生自己尝试，这导致这位学生的情绪很低落。但是教师一直鼓励他，提供情感支持。并督促所有学生完成自己的实验记录单，写出自己小组的制作方案。讨论结束后教师选出了两个有代表性的小组来阐述自己的制作思想，并给予了点评。

第二课时为整合阶段。课程开始，教师先用五分钟的时间让学生回忆自己的制作方案，然后讲授标准的制作过程。接下来让学生比较自己的方案与标准的方案有哪些不同。一些学生的制作方法虽然与标准方案不同，但是也能达到要求的效果，甚至更简便。对于光盘的阴影有的同学经教师点拨使用图层样式里的阴影，有的则是在光盘下加一图层用羽化，从这里可以看出学生真的进行了思考。剩余的时间要求学生进行下一个案例“彩虹”的制作，来巩固知识内容。