在线教学师生互动策略研究——以高中信息技术“初探信息系统”为例

金 琼 吴美琴

上海市七宝中学

一、 案例背景

本案例主要基于高中信息技术新课标要求“观察日常生活中的信息系统”“通过分析典型的信息系统，知道信息系统的组成与功能”进行开发。本节课是华东师范大学版信息技术教材必修2《信息系统与社会》的第二课，包含本册教材的核心概念“信息系统四要素”，也是下一节“物联网”学习的前序知识。教材中以“上海市公交查询系统”为例，通过项目化方式呈现公交查询系统的功能和过程等，侧重实例分析，知识体系较为模糊，延展性弱，而信息系统的概念与功能相对抽象，两者之间需要衔接与过渡。

关于上海市公交查询系统，绝大多数学生可能对此有一定的了解和体验，但对“信息系统”这一概念知之甚少。学生既有的经验和认识相较于当前教材中对系统的理解，可能存在偏差。学生在前期的学习中已经理解了数据采集与加工的方式等。本节课使用钉钉软件的群直播功能进行在线教学。学校在排课时打破了原有的班级划分，将6个班级共235名学生集中于一个大群中。从第一学期期终测试成绩来看，学生之间学习能力和知识基础差异较大（图1）。

图1 钉钉群内学生第一学期期末成绩分布图

二、 问题提出

（一） 在线教学时的师生互动问题

由于课堂中学生人数众多，学生之间的能力、知识基础等差异较大，导致在线教学时师生互动问题较多，学生的学习参与率与参与度均有待提高。主要体现在以下三个方面：

从教学主体来看，活跃的学生过于活跃，静默的学生一直静默。部分学生非常热情，表现欲强烈，积极回答，还会发与课程无关的内容；部分学生回答问题时参与意愿不高，课堂中教师无法即时分辨学生是否认真上课。有些学生可能觉得问题过于简单而不愿意回答；有些学生可能觉得问题太难，担心出错，也不愿意回答。

从互动方式来看，连麦方式反应太慢，留言方式滚屏太快。教师选取学生连麦回答问题时，经常遇到“请老师再重复一遍问题”“网络有点卡顿”之类的回答，甚至是15秒以上没有响应。个别学生留言回答时，情况和连麦时类似。群体留言回答时，消息滚屏太快，教师来不及捕捉学生的答案，且学生跟风情况严重，教师较难识别部分学生是否已真正理解。

从教学效率和效果来看，由于网络延迟、师生眼神和肢体动作交流不畅等原因，线上互动相较于线下互动，耗费了更多的时间。对于复杂问题，由于时间原因，讨论的深度和广度可能不够，参与互动的学生覆盖面可能有限，较难真正实现对全体学生学科思维和问题解决能力的训练。

（二） 在线教学时的师生互动策略

1. 构建TTP要素，激发互动的动机

成就动机理论表明，成就动机的水平与完成学业任务的质与量紧密相关。麦克里兰（David C. McClelland）的实验研究显示， 追求成功的孩子选择了具有一定挑战性的任务，避免失败的孩子尽力地避免失败和与之有关的消极情绪。美国心理学家德西（Edward L. Deci）和瑞恩（Richard M. Ryan）提出理解学生学习动机的关键是个体的三种基本心理需要——胜任需要、归属需要和自主需要。基于以上理论，构建TTP要素，即人人可参与的话题（Topic/Why）+有挑战的任务（Task/What）+热情进取的小伙伴（Partner/Who）。创设项目问题情境，激发学生的求知欲，提供明确的学习反馈，进行适当的表扬和抢答等活动，提高学生的互动参与率。

2. 达成“九不”约定，提升互动的约束性

“九不”约定包括：（1）留言时，不跟风，不重复前人答案，不发与问题无关的内容。（2）被点到时，不推托，不掉线，不“缓冲”（要求把问题再重复一遍）。（3）全体讨论时，不冷场，不抢话，不啰唆。

3. 铺陈多元结构，强化互动的有效性

（1） 线性迭代加深（图2）。借鉴限定下界的深度优先搜索算法，若一开始没有发现可行解，那么就重复若干步骤，直到搜索到可行解，在这里是指就某个问题展开反复深入探讨。

图2 线性迭代加深

（2） 树状层级推进（图3）。借鉴广度优先搜索算法，将衍生问题组成队列，分小组逐层扫描击破。

图3 树状层级推进

（3） 图式交互扩张（图4）。同学之间相互讨论，进行问题质疑，在思维碰撞中完善答案。

图4 图式交互扩张

三、 设计实施

采用项目化学习方式，通过分析和讨论生活中信息系统的应用实例“上海市公交查询系统”，探究公交查询信息系统，理解信息系统的功能和组成要素。认识信息系统对于人们日常生活与社会发展的重要作用，提升学科核心素养之数字化学习与创新和信息社会责任。

（一） 设计基于现实生活的项目情境

创设项目主题“我为上海市公交查询系统建言献策”。

项目情境：请同学们在了解了当前的公交查询系统之后，作为上海市民建言献策，说说还可以在哪些方面对该系统进行优化，为市民出行提供更多的便利。

（二） 创建具有挑战性的活动任务

1. 活动一：“说一说当前的上海市公交查询系统”

根据“线性迭代加深”策略，就该问题答案的不断迭代，修正和加深学生对知识的理解。根据“图式交互扩张”策略，鼓励学生之间相互讨论，对他人的答案质疑并提出自己的观点，通过思维的碰撞，使答案趋于全面、合理。互动结束后，展示公交查询示意图和公交查询系统的功能图，对上述问题进行归纳和总结，得出信息系统四要素（硬件、软件、数据、人）。活动中的师生互动情况如表1所示。

表1 活动一师生互动情况

2. 活动二：“谈一谈你心目中的上海市公交查询系统”

相较于线下分组讨论，线上分组讨论的实施难度更高。因而，采用“树状层级推进”策略，大问题衍生出若干个小问题，用类似广度优先搜索方式，将问题组成队列，逐个扫描击破。教师将全班学生分为“演讲者”和“大众评审”，充分调动学生的好奇心和求胜欲。活动中的师生互动情况如表2所示。

表2 活动二师生互动情况

3. 活动三：“讲一讲你身边的信息系统”

通过“线性迭代加深”策略，使学生对信息系统概念和功能的理解逐渐清晰。通过“图式交互扩张”策略，使学生能对所学知识举一反三，更好地理解信息系统对当下社会的影响，理解国家倡导的数字化转型的目的和意义，从而激发学生用科技改变生活的社会责任感。活动中的师生互动情况如表3所示。

表3 活动三师生互动情况

（三） 布置即时反馈的练习训练

借助钉钉平台上的“番茄云”功能，教师可以方便地发布试题并即时得到反馈。针对本节课内容，结合生活实际，教师设计了关于信息系统概念、组成和应用的3道多选题和1道开放题。利用“番茄表单”所呈现的数据，进行了试题讲解和学生答案点评。图5为“番茄表单”的设置界面。图6是某名学生的答案，可见单题得分和总分。图7是测试进行过程中132名学生第1题的数据柱状图，数据每5分钟更新1次。图8是第1题选取每个选项的人数。通过这些数据，教师可以及时了解学生学习中的难点和易错点等，使得互动更有针对性。

图5 钉钉平台“番茄表单”设置界面

图6 某名学生的答案

图7 第1题的数据柱状图

图8 第1题选择各选项的人数

对于开放题“简述你身边的一个信息系统（教材上的公交查询系统、ETC智能停车除外），包括名称、功能、信息系统四要素，限100字以内”，学生之间表现差异较大，问题主要体现在概念不清、术语表达欠佳、完整性较差等几个方面。答案摘选及点评分析如表4所示。

表4 开放题答案摘选及点评分析

四、 教学成效

（一） 增进了师生关系和生生关系

在线教学中，由于空间距离的限制，教师和学生不在同一个空间，难以产生实时有效的互动，师生关系和生生关系较为疏远。在本节课中，根据图式交互扩张策略，教师不断鼓励学生之间互相讨论，对他人的观点进行质疑并提出自己的观点，犹如在虚拟空间建立多个学习小组。在讨论和互动中，加强了学生之间、师生之间的联结，增进了师生关系和生生关系。

（二） 探索了线上教学互动策略

由于网络延时、卡顿，设备故障等原因，在线教学的互动效率不佳，互动效果不好，学生在课堂的参与程度参差不齐。探索有效的互动策略，激发学生的学习动力是在线教学中需要关注的问题。本案例探索了在线教学的互动策略，有效促进了学生的学习参与度提升。通过线性迭代加深策略，落实了知识点的深度；通过图式交互扩张策略，提高了生生交互的频率和质量；通过树状层级推进策略，将复杂问题进行分解，有效训练了学生的思维。

（三） 实践了线上项目化教学

新教材倡导用项目化教学方式，基于真实的项目情境，激发学生的主体性，进行积极建构。本案例尝试在在线教学中开展项目化教学，通过学生熟悉的“上海市公交查询系统”项目，依托提前设计好的问题支架和互动策略，引导学生完成该项目活动。学生在课堂中表现得非常活跃，深入理解了信息系统的组成要素和功能，教学达成度较好。

（四） 提升了教学互动精准性

在线教学可用信息化手段实时统计本节课的参与人数，方便教师进行教学管理，了解学生的参与情况。通过直播回放和直播数据统计可以对本节课进行复盘，回顾本节课的互动问题数量、互动时间、学生留言数量和质量；通过表单可以实时可视化呈现学生测试答题情况。这是线下教学难以达到的，有利于教师进行教学反思，不断完善教学，有效提升了教学互动的精准性。

五、 实践反思

总体来说，本节课的教学达成度较高。从项目化教学来看，本节课的项目情境贴近学生生活，使学生有体验、有共鸣，提升了学生数字化学习与创新这一学科核心素养。从课堂互动效果来看，课堂氛围活跃，学生积极发言。互动策略的使用有效地提高了学生的参与度，提升了互动效率和互动效果。然而，由于在线教学学生人数众多，教师在课堂上无法关注每一名学生的表现，还需要课后结合反馈练习，及时关注学生的学习状态，特别是要通过数据分析，甄别出在课堂中发言较少的学生。