基于支架式协作学习的高中Python教学行动研究

2019-12-26

中小学电教 2019年12期

（南京师范大学苏州实验学校，江苏苏州 215131）

一、问题提出

1.教育信息化 2. 0时代转变的需要

2018年4月教育部《教育信息化2.0行动计划》中提出，新形势下教育变革势在必行，从国家层面发布教育创新战略，设计教育改革发展蓝图，积极探索新模式、开发新产品、推进新技术支持下的教育教学创新[1]。教育信息化的持续发展，使得教师角色和学生角色都发生了变化，强调学习过程中知识不是静态的，而是在对事物理解的不断深化、变革和改写而变化的过程，所以在教学设计中抛弃原有的教与学分离的方法，基于协作学习对教学设计进行重构，促使学习者的学习能力和思维能力得到最大化的提高，顺应我国创新人才培养的潮流。

2.Python语言的学习成为主流趋势

在一些权威排名中，例如PYPL、IEEE、TIOBE等，Python语言稳居第一，最接近自然语言的Python语言成为主流趋势。Python语言在教育界同样深受欢迎，在人工智能的浪潮中，国务院也出台了《新一代人工智能发展规划》文件，推动人工智能技术在中国发展，而Python作为最接近人工智能的语言，其重要性不言而喻[2]。在信息技术新课程改革的趋势中，浙江省首次将Python语言纳入高考，随后北京、山东在新出版的教材中也加入了Python编程基础的知识，而江苏省新教材中程序设计语言也选择了Python语言，高中阶段学习Python语言已是势在必行。

3.应用学习支架的协作学习更有效

新课程改革纲要也指出：教学要注重培养学生的学习能力和思维能力，教师的任务不仅仅是简单的知识传授，而是交给学习者学习的方法，提高学习者的知识迁移能力和实践能力[3]。为了帮助学生学会学习，要给学生创设有利于协作学习的环境，信息化时代，学习支架对协作学习有效的支持和帮助也越来越受到关注。但是协作学习的落实空有噱头，如何让协作学习真正发生是值得思考的问题，利用实用探究模型学习支架实现迭代的协作学习，探索学习支架的引入是否有效促进协作学习的真正发生。

二、概念界定

1.协作学习

协作学习是学习者以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下为获得最大化个人和小组习得成果而合作互助的一切相关行为[4]。

2.行动研究法

行动研究是由社会情境或教育情境的参与者，为提高所从事的社会或教育实践的理性认识，为加深对实践活动及其依赖的背景的理解所进行的反思研究。大量的行动研究都是准实验研究[5]。本研究采用三次迭代实验，螺旋深入，不断改进，反复进行计划-实施-观察-反思四个基本环节。

3.实用探究模型

实用探究模型框架如图1所示，模型的第一阶段是触发事件，课堂中教师布置作业、任务或挑战等都可以触发事件。模型的第二阶段是探索，学生根据任务全面收集信息，选择信息，挖掘问题的本质，这是一个头脑风暴、互相提问和信息交流的分歧阶段。模型的第三阶段是整合，就是对探索阶段产生的想法进行整合和意义建构，将批判性思维和认知发展的过程推进到更高级的阶段。模型的第四阶段是解决，通过直接或间接的行动来解决问题，但在解决问题的时候会引发另一个问题，这就会产生新的触发事件，导致流程重新开始，实现了模型的动态迭代[6]。

三、基于高中Python教学的行动研究过程

1.基于支架式协作学习的高中Pyytthhoonn教学过程规划

在开展本项研究之前，笔者对支架式协作学习、Python和石墨平台作了相关研究，网络学习环境选用石墨平台，石墨平台可支持多人在线协作编辑，每位同学可以将自己的想法和思路写出来，一起完善相关内容。

教学设计围绕提高学生举一反三的能力和创新能力，在直接经验和协作讨论的基础上反复探索，得出最优解。每个章节教师都提出较为开放式的问题，学生以教师提出的问题为触发事件，继而探索出自己的解决方案和想法，所有学生同时在石墨文档中撰写算法思路或者是伪代码，在思维的不断碰撞和整合中，检验该思路是否能有效解决当前问题，是否还有更好的方案解决这个问题，在解决问题的基础上继续探索，而第二次学生提出的触发事件使得流程再次执行，不断循环不断迭代，最后写出较为完善的伪代码之后，小组成员分别根据伪代码在IDLE中写出代码，在这一过程中可以继续口头讨论，最后完成任务并且提交。根据完成时间和代码性能等多方面评价，小组内、小组间和教师分别给出分数，每个阶段学习后每个成员得到最终平均分。

2.支架式协作学习的高中Pyytthhoonn行动研究过程

2019年3月至2019年5月，以X高中高一学生为研究样本，对试验班学生进行了为期3个月的跟踪行动研究，小班化教学，4人一组，男女搭配，同质分组。教学内容安排如表1所示。

表1 教学内容安排

研究过程及有关记录如表2所示。

表2 行动研究过程

经过三轮的教学实验，学生已完全适应了学习支架支撑的协作学习模式，在实践的过程中也实现了学习支架的动态迭代，探索、整合和解决问题过程中产生的问题、疑惑和猜想都触发流程的重新开始。所以说，基于学习支架的Python的教学设计过程可以呈现为图2。

图2 基于学习支架的Python教学设计过程

3.研究结果

在个别学习中，每个学习者是整个教与学的中心，一切学习资源、环境以及教学策略的设计都是围绕学习者的初试水平、动机目标等与学习相关的个人特征设计并实施的，因此发生在学习者个人身上的变化就能表征整个教学系统的输出情况，就能反映教学或学习的成效[9]。所以，根据最后Python代码的完成度的平均得分可以有效地表征在整个课程学习中学生的个人成效。

在协作学习中，若干个学习者组成了一定结构的协作小组，拥有共同的学习目标，学习者与学习者之间合作互助，其目的是最大化个人和小组的习得成果。因此应该用什么样的参量来反映协作学习的成效呢，黄荣怀教授提出了一个代表性的参量定义为协作绩效[10]。根据个人成效得分计算出小组的协作绩效（E=（平均成绩，协作度））如表3所示。