精心搭建支架，促进深度学习

王娜

摘要：本文通过分析支架式教学与深度学习两者的关系，并以人教-中图版高中信息技术教材中“数据整理”一课的内容为例，采用“情境支架的导入、探究式支架的铺展、程序支架的递进、多元支架的评价”四种信息技术学科支架式教学，探讨如何在信息技术教学中运用支架式教学模式促进学生的深度学习，以期为中学信息技术课堂教学提供一定的理论支持。

关键词：支架式教学；深度学习；教学设计；数据整理

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）01-0057-04

支架式教学与深度教学的关系

支架式教学模式的定义源自欧共体，强调在教学过程中为学生提供深化理解问题所需的概念框架。深度学习以学生高阶思维的发展为导向，促使学生进行主动加工和深度理解，强调学生对新知识的批判性学习，以及将其融入到已有的认知结构中，通过高水平思维过程，灵活运用所学的知识和能力来解决实际问题。

支架式教学模式和深度学习有着相同的理论基础，即建构主义学习理论。支架式教学模式涵盖五个基本环节，即搭建支架、进入情境、独立探索、协作学习、效果评价，而深度学习过程主要包括情境创设、知识建构、问题解决和反思评价，这两种教学方法在过程方面存在许多相似之处，如图1所示。

在教学过程中，如果教师能够根据学生的“最近发展区”进行教学设计和实施，搭建适当的支架，通过探究学习、合作学习和自主学习等方式调动学生的学习主动性和积极性，发挥学生的潜能，必然能够促进学生对新知识和新技能的掌握，实现深度学习和深度理解。

实例研究

本文以人教-中图版高中信息技术必修1《数据与计算》第3章“数据处理与应用”第2节“数据的采集与整理”的第2课时《数据整理》为例，采用支架式教学方式对信息技术教学如何实现深度学习进行了实践研究，提炼出基于深度学习五大特征的支架式教学应用策略。

1.教学目标的制订

依据《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》并围绕培养学生核心素养的要求，制订“数据整理”的课堂教学目标：①通过生活中物品整理和数据整理的对比分析，理解数据整理的意义，实现深度学习；②通过典型的应用案例，了解数据整理的基本方法（信息社会责任、计算思维）；③根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据，并能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现（信息社会责任、计算思维）；④针对不同的问题，采用自主或协作方式，运用合适的数字化工具进行信息加工与处理，进而建构知识、表达思想、解决问题。

2.情境支架的导入

深度学习五大特征的前两大特征相互依赖，如何搭建既能实现生活经验与所学知识的相互转化又能促使学生全身心主动投入学习的学习支架呢？经过研究笔者发现，将真实生活情境引入课堂教学能够提升学生的学习兴趣，让学生在以现实生活情境为支架的情况下实现知识符号与现实生活的相互转化。

在《数据整理》一课中，教师针对为什么需要数据整理、什么是数据整理、怎么做数据整理等问题，从小到大，从个人到社会分别预设了三个不同的情境支架来帮助学生深入理解知识点（如图2）。①从学生身边的物品整理举例，快速吸引学生的注意力，并提问“你们平时如何收拾学习用具？”。通过现实情境问题的铺垫，引发学生迁移思考：为什么需要数据整理？②升级问题情境，请学生分析“新冠疫情期间的学生健康数据表”，思考存在的问题，并引导学生思考如何解决这些问题（解决的过程就是数据整理，以此来理解什么是数据整理）。③再次升级问题情境，选取当时的社会热门话题—拉闸限电，让学生进一步通过探究来解决实际问题，在实践中掌握“怎么做数据整理”。

该教学过程围绕“数据整理”的三个关键问题“为什么、是什么、怎么做”，分别创设了三个情境支架。问题情境层层递进，从身边的小事逐步上升到社会、国家，不仅激发了学生的学习兴趣，降低了“数据”问题的抽象度，还培养了学生的信息意识，提升了信息社会责任感，有效地促使学生全身心主动地投入学习，达成了深度学习的前两大特征的教学目标。

3.探究式支架的铺展

在深度学习的五大特点中，明确强调了学生需要达到学科知识的高阶目标，即掌握更深层次的本质特征和内在联系。所以，在信息技术课堂中思维的引导是重中之重，在本节课的教学设计中笔者注重思维支架的搭建，帮助学生在逻辑递进中构建完整的知识体系，提升计算思维、数字化学习与创新等学科核心素养。

例如，针对“如何让学生理解数据整理的概念及内涵”这一问题，教师展示了一张新冠疫情期间学生在家的健康情况跟踪数据表（数据表中210307号学生的数据登记了两遍，210304号学生则缺少了联系电话，而210325号学生在17日这天的体温为30度，很显然这是个错误数值）。这样的数据表会影响教师的统计和联系工作，也会对后续的数据分析产生不良影响。所以，通过问题数据分析可以明确，需要做的操作分别是删除重复的学生信息、补全缺失的联系电话、修改错误的体温数据等，这些操作就是数据整理。

再如，教师在引入拉闸限电的情境式支架之后，引导学生思考：拉闸限电是什么原因引起的？并抛出逻辑支架—东北地区为什么最早开始拉闸限电？教师再次递进以确定问题：“是不是因为用电量大于发电量？”学生合作讨论如何验证假设，师生共同确定行动方案，即利用Python网络爬虫程序，采集我国近10年各省用电量和发电量的原始数据，并通过数据分析对各省市的用电和发电情况做初步判断。至此，學生已确定好“数据整理”在整个数据分析知识图谱中的地位关系图，掌握了数据处理过程中数据整理与其他环节之间的内在联系。

学生通过自主学习、主动观察不难发现实验数据中存在的各类问题，课堂探究递进到了更深层次的问题，即梳理解决问题的方案—删除重复、勘误修正、排序等。在确定了思路之后，方法工具的探讨是至关重要的。在信息技术的教学中要避免学生为了使用工具而学习工具，明确问题与工具选择的适配性是学生达到学科知识的高阶目标的关键，在不同的问题情境中懂得选择适合的问题解决工具，是学生掌握更深层次的本质特征和内在联系的一项重要体现。

4.程序支架的递进

对高中生来说，根据相应的问题，从无到有编写代码，难度太大，绝大多数学生无法完成。这就要求教师搭建适当的程序框架来辅助学生解决问题。在“删除重复数据”环节中，教师先通过选择题的形式展示程序代码语句，引导学生掌握解决重复数据问题的处理步骤（如图3），再对重难点—删除数据的关键语句做精讲，最后以填空的形式布置课堂作业。在这样一步一步的铺垫中，学生可以较为轻松地实现利用Python编程删除重复数据的问题。除此之外，梯度作业的设计，可以实现分层次教学，让编程能力较强的学生继续利用教师提供的素材自学完成“课堂练习2—如何快速查看删除了哪些重复数据？”。

在“检测错误数据”环节中，同样先梳理检测数据时的逻辑顺序，再让学生对错误数据进行分类讨论，不同的错误类型，所采取的检测方法不同。由于实现检测错误数据要比上一个删除重复数据的任务难度略有增加，所以，笔者在提供程序支架时，附上了代码注释。将任务设计为增补形式，根据已给出的代码—显示需要检测的数据列，补充其中缺少的数据列。另外一个关于无效数据的检测，程序逻辑复杂且长，则提供完整的代码，让学生阅读学习。

在整个编码实践过程中，学生在程序支架的帮助下，顺利完成了数据整理的程序实践，将理论知识转化为亲身实践。该实践力的提升既达成了深度学习的目标，又为进行社会实践和终身发展奠定了良好基础。

5.多元支架的评价

多元评价支架在信息技术教学中扮演着至关重要的角色，通过多种评价方式，学生能够全面了解自己的学习进程，同时也能够从不同角度获得反馈，深度学习的五大基本特征中也同样涵盖了这一点—学会评判知识及其学习过程。

多元评价支架反馈不只是单向的教师到学生，也是学生与学生、学生与自身的相互交流与反馈。这种多维度的评价方式鼓励学生从不同角度认知自己的学习，激发他们主动思考、持续改进的意识。同时，教师也能够从多元评价中获得学生的反馈，了解教学的有效性和改进方向。综合多种反馈，教师可以更精准地调整教学策略，满足不同学生的需求，推动整体学习水平的提升。《数据整理》一课的多元评价方式与能力对应如下页表所示。

反思与启示

1.情境创设——激发学生自主学习兴趣

编程的目的就是解决问题，在编程教学中，引导学生学会思考非常重要。在编程教学中可以通过提供问题场景或让学生自己想出问题，激发学生的求知欲和好奇心，从而培养学生的问题意识和解决问题的能力。同时，问题框架的搭建要注意结合当时的实际情况，贴近学生生活来引起共鸣，从而激发学生学习兴趣。

2.思维支架—强化学生问题解决意识

在编程教学中，教师可以通过讲解和示范，帮助学生建立适合编程的思维模式和思考方式，培养学生的逻辑思维和创新思维能力，提高学生的编程水平。思维支架是最难把控的，这不仅仅是因为学生水平参差不齐，也是因为要处理循循善诱的度和有限的课堂授课时间之间的矛盾，要解决这个问题还需要进行大量的教学实践和探究，根据实际情境展开课程设计和教学。

3.程序支架——促进编程能力形成

为了让学生更好地理解程序的结构和思路，教师可以在教学中提供程序框架，让学生在框架的基础上进行编程实践，从而更好地掌握编程方法和技能。程序框架的搭建要注意巧挖空、会挖空，既要降低学生的编程难度，又要设置需要一定思考的程序补全内容。

4.评价方式—多元评价反馈机制

通过多元评价支架，让学生的深度学习不只停留于知识的掌握，更注重在实际情境中的应用和创新。这样的评价方式鼓励学生持续思考、质疑和探索，促使学生深度学习的真正实现。

参考文献：

[1]文馨.促进深度学习的教学支架的设计与应用研究[D].曲阜：曲阜师范大学，2021.

[2]王沛.指向计算思维培养的高中Python编程教学实践研究——以“枚举算法”教学为例[J].中小学信息技术教育，2022（08）：60-63.

[3]张纪明，王丽娜.基于“深度学习”的高中生物學支架式教学——以“植物生长素的发现”为例[J].生物学教学，2020，45（10）：25-29.

[4]魏伊.精心搭建支架促进深度学习——以人教版“热力环流”为例[J].地理教学，2018（08）：18-23.

本文系厦门市高中“提质增效”专项学科带头人课题“指向核心素养的聊天机器人编程大单元教学实践研究”（立项批准号：XMXD2023049）研究成果。