基于网络学习空间的高中信息技术支架式教学应用与实践

摘要：本文以《加密与解密》一课为例，探讨了基于网络学习空间的支架式教学法在信息技术课程中的应用。作者通过充分利用网络学习空间，设计、实施了一系列课前、课中和课后的教学活动，并为学生搭建和设计了各种学习支架，旨在提升学生的自主学习能力、信息安全意识和计算思维，进而促进核心素养的提升。

关键词：高中信息技术；支架式教学；网络学习空间

中图分类号：TP391.1 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）20-0000-04

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》指出：“高中信息技术课程要关注学生个性化和多样化的学习需求，促进人才培养模式的转变，着力发展学生的核心素养，进而把学生培养成为具备较高信息素养的中国公民。”因此，在高中信息技术教学过程中，实施个性化指导的教学策略至关重要，它不仅能够确保学生在遇到个性化问题时获得及时的反馈和解决方案，还能够推动学科核心素养的培养有效落地。

支架式教学法作为一种以学生为中心、以任务为导向的教学方法，能够帮助学生主动构建知识体系，为学生提供个性化和多样化的学习支持，鼓励学生独立思考，重视情境的创设与学生合作意识的培养[1]，是促进核心素养发展的有效教学方式。因此，本文以高中信息技术《加密与解密》一课为例，探讨基于学校网络学习空间的支架式教学法在高中信息技术课程中的应用。

支架式教学法应用于高中信息技术课程的理论基础

支架式教学法是基于建构主义学习理论的一种以学生为中心、以培养学生问题解决能力和自主学习能力为目标的教学法[2]，强调学生在学习过程中的主动性和建构性。教师作为学习的引导者和促进者，通过搭建“支架”来帮助学生逐步构建知识体系，最终使学生能够独立完成学习任务，以培养学生的自主学习能力。在高中信息技术课程中，支架式教学法可以帮助学生更深入地理解抽象的概念和算法，提高计算思维，增强信息安全意识，进而达到发展核心素养的目的。

基于网络学习空间的支架式教学实践

《加密与解密》是高中信息技术教科版《必修1 数据与计算》第三单元第四节的内容。本节课的学习目标主要包括：①了解古代和近现代都有哪些信息加密技术；②掌握凯撒密码加密和解密的基本算法以及算法的Python编程实现；③了解保障信息安全的重要意义，学会使用基本的信息安全防护措施，树立正确的信息安全意识和观念。

为了实现以上学习目标，笔者基于所在学校网络学习空间设计了课前预习和任务发布、课上自主学习和课堂任务评测以及课后复习巩固和合作探究等教学环节，利用网络学习空间为学生设计了元认知支架、导学支架、情境支架、程序支架、评价反思支架等形式多样的学习支架，以满足学生个性化和多样化的学习需求，促进学生自主学习和全面发展，进而促进核心素养的提升。

1.课前温故知新

（1）前置知识评估：元认知支架促温故

元认知支架主要用于帮助学生对自己的认知过程，包括已有的知识、能力、技能等方面进行了解和评估，从而对自己的认知过程进行控制和调节。由于本节课内容与《文本数据的编码》一课联系密切，为使学生对自己已有的知识水平进行检测和评估，帮助学生识别和弥补已有知识的不足，将需要学习的知识与已有知识经验联系起来，更全面地理解和习得新知，笔者提前一周在网络学习空间发布了课前任务一——前置知识评估：文本数据的编码。

在此任务中，笔者针对本节课用到的文本数据编码知识点设计了评测练习，学生登录网络学习空间完成评测练习并提交，学习空间会实时显示评测成绩及各小题对错。由此，学生可实时获得旧知识的学习和掌握情况，并通过任务一中的答案解析以及重难点复习，了解错误原因和知识漏洞，并对知识薄弱点加以复习巩固，以提升学习效率和能力。[3]

（2）课前预习及小组任务发布：导学支架和任务支架促知新

导学支架可以是教学过程中教师精心设计的用于引导学生主动思考、积极探究和自主学习的活动和资源。在本环节中，笔者在网络学习空间发布了课前任务二——自主预习。此任务设计了基于H5移动场景的学习课件，以使学生提前了解和掌握知识，提高学习效率，从而有效实现教学目标。学生可使用手机、平板、计算机等通过扫描网络学习空间中的二维码或点击链接打开移动课件进行课前自主预习。

在移动课件中，笔者通过情报加密及传递的电影片段引出本节课的主题——“加密与解密”，并简要介绍了加密与解密的相关概念。为了让学生对信息加密有更全面深入的了解，笔者设计了任务支架。小组任务一——走进信息加密的前世今生，要求一、二小组分别搜集古代和近现代的信息加密技术。在移动课件中，笔者通过三个信息安全相关案例引导学生思考现代社会信息泄露事件依然屡见不鲜的原因，进而发布小组任务二，要求三、四小组结合案例分析在现实生活中如何保障个人信息安全。最后，对小组任务做进一步明确，要求各小组形成书面报告并在课上做分享交流。在本环节中，通过任务支架帮助学生明确学习目标、理清学习内容，并通过小组合作实现了知识迁移和知识共享。

2.课中分享实践

（1）成果交流：主题活动支架促分享

主题活动支架是指在教学中，教师为了引出某个特定的学习主题，通过选择具体的背景作为活动情境，以激发学生学习兴趣而设计的活动或环节。课上，为了切入第一个活动主题，笔者通过展示墨子号量子通信卫星的图片，引出正处于研究中的信息加密技术——量子通信加密技术。随后通过播放视频让学生了解量子通信加密技术的独特魅力，并指出信息加密技术悠久的发展历史。基于这一背景，笔者提出了第一个活动主题——走进信息加密的前世今生，即课前小组任务的成果分享。两个小组的成员代表分别介绍古代和现代的信息加密方法和技术。通过他们的分享交流，学生既领略了古人信息加密中蕴含的智慧，又感受到现代加密技术发展的速度和力量，进而激发对信息安全的思考，为后续的活动开展做铺垫。

（2）自主学习：资源程序支架促探究

资源支架是教师提供的，以帮助学生更好地掌握知识、技能或概念的一种辅助学习的材料、工具和策略，本课中用到的资源支架是微课。本环节以古代的信息加密方法——“凯撒密码”为例，让学生学习和掌握信息加密和解密的算法，并用Python将算法转化为程序。课前，学生已经对相关知识做过评估复习，此内容主要以学生自主学习的方式完成。

笔者提前在网络学习空间发布微课，学生登录后通过链接或二维码打开微课自主学习，之后完成网络学习空间中的加密和解密程序，并提交至网络空间进行评测。为了减少熟悉代码环境和编写基础代码的时间，让学生将精力放在主要问题的解决上，笔者为学生提供了程序支架。学生只需要完成程序支架中的待填空部分，就可实现核心代码和关键算法部分的聚焦，使练习和实践更有针对性。[4]网络学习空间会实时反馈评测结果，并提示程序错误原因。学生可以根据提示反复修改程序，直至评测通过。

3.课后拓展延伸

（1）拓展任务：任务探究支架促迁移

课后的任务和探究支架可以帮助学生复习巩固所学知识，提升知识应用和创造性解决问题的能力，从而促进知识建构重组和迁移。笔者在网络学习空间发布了课后拓展任务——加密与解密的评测练习，并且在讨论区布置了课后探究任务——如何改进凯撒密码的加密算法。

课后任务涵盖了基础巩固、应用提升和拓展创新三个不同层次。基础巩固类练习中涉及“加密”“解密”“明文”“密文”等基本概念的考查，可以帮助学生复习f9d7da7704958462381d89f17b4ac328巩固本节课所学的基础知识和概念，以加深对知识点的理解记忆；应用提升类练习中根据凯撒密码解密算法的流程图写结果等问题，可以检测学生利用所学知识解决实际问题的能力；拓展创新类任务，即讨论区的探究任务，主要是鼓励学生提出创新性问题解决方案以对凯撒密码算法进行改进，从而帮助学生构建更加完整灵活的知识体系，树立正确的信息安全意识，促进知识的有效迁移和教学目标的有效达成。

（2）自动评测：评价反馈支架促反思

网络学习空间的实时评测和排名等功能为学生提供了评价反馈支架。学生在自主完成课后评测练习后会收到实时评测结果。系统的即时反馈不仅可以使学生及时发现学习过程中存在的问题，迅速定位知识薄弱点，还可以促进学生反思学习过程，针对评测结果调整学习策略，提高学习效率。网络学习空间中的成绩表实时动态显示每名学生的作业完成情况。学生通过成绩表可查看自己在班级中的排名，从而了解自身学习状况。教师则可以通过成绩表掌握教学班级中每一位学生的学习水平，从而为个性化辅导和分层次教学提供依据。

评价反馈支架贯穿本节课的所有环节，从课前的前置知识评估、课中的自主学习效果评测到课后的拓展任务，评价反馈支架都能给予学生及时有效的反馈。网络学习空间提供的评价反馈支架不仅可以实时评测练习中选择填空的正误，还能检查学生提交的程序中存在的语法和逻辑错误，并给出相应提示，帮助学4abbe1a03c2b90ca66f5c187e905570b生及时发现并改正错误，提高学习效率。

教学效果分析

在《加密与解密》一课中，笔者基于网络学习空间，将课前温故知新、课中分享实践和课后拓展延伸等环节有机整合到一起，为学生构建了一个全面、高效、数字化的学习环境。课前，在网络学习空间中设计了元认知支架以帮助学生回顾和评估已有知识，发布导学支架使学生可通过移动学习课件自主学习，设计任务支架推动小组合作探究；课中，设计了主题活动支架促进小组合作成果分享，在自主学习环节设计了资源程序支架为学生自主学习提供支持；课后，在网络学习空间发布任务探究支架，促进学生知识迁移和重组建构。利用网络学习空间的自动评测功能为学生提供了评价反馈支架以引导学生对学习过程进行反思。

通过实施基于网络学习空间的支架式教学法，笔者所在学校信息技术课程的教学取得显著成效。

①实现了学习路径的整合优化。在教学过程中，笔者利用网络学习空间将所有的环节和学习支架有机融合，为学生提供了明确的学习方向和丰富的学习体验。在教师的引导下，学生借助学习支架逐步完成网络学习空间中的任务和练习，所有学习过程在网络学习空间中留痕，形成了完整的学习路径。教师也能根据学生的学习路径，不断优化和调整教学策略，从而提高教学效果和质量。

②增强了学生学习的主动性。学生在教师的引导和学习支架的辅助下，逐步完成探究任务。主题活动支架的搭建为学生创设了具体的学习情境，有助于激发学生的学习兴趣；在遇到困难时学生可通过资源支架和程序支架获得学习支持，逐渐收获学习的满足感和成就感；评测反馈支架的实时反馈有助于学生获得正向激励，从而激发学生的学习动力，提高学生学习的主动性和积极性。

③提高了学生的自主学习和合作探究能力。基于网络学习空间的支架式教学为学生学习搭建了教学目标指导下的学习任务框架，并在学习支架的作用下将复杂的学习任务拆解成一个个小的易于实现的任务。在完成任务的过程中启发学生思维，引导他们进行自主探索分析，从而提高自主学习能力。在完成小组任务过程中，小组成员分工合作，分享成果，在寻求解决问题途径的过程中，小组成员不断进行思维碰撞，加深了对知识的理解应用，提高了合作探究能力。

④实现了核心素养的有效提升。基于网络学习空间的支架式教学更加关注学生的学习过程，突出学生的主体地位，形式多样、种类丰富的学习支架满足了学生个性化的学习需求，促进了学生的全面发展，这与新课标的基本理念一致。任务支架有助于培养学生利用数字化工具搜集、整理和处理信息的能力，从而提升学生的信息意识。评价反馈支架在编程学习过程中能实时反馈语法或逻辑错误，有助于学生编程能力的发展和计算思维的培养，进而实现核心素养的提升。

结语

基于网络学习空间的支架式教学法在高中信息技术课程中的应用具有重要意义。通过搭建有效的学习支架和提供丰富的学习资源，可以帮助学生更好地理解和掌握抽象概念和复杂算法，从而主动建构知识体系，促进自主学习能力的提升。同时，支架式教学法还能够促进学生的合作学习和探究学习，培养学生的创新思维和问题解决能力，进而实现核心素养的提升。

参考文献：

[1]丁雪.支架式教学在高中信息技术课程教学中的应用研究[D].牡丹江：牡丹江师范学院，2023.

[2]董芳芳.基于互动平台的高中信息技术“支架式”教学策略的应用研究[J].中国信息技术教育，2022（11）：36-38.

[3]吴晓晓.基于元认知支架的游戏化编程教学对小学生问题解决能力的影响[D].武汉：华中师范大学，2020.

[4]王声光.搭建学习支架 落实学科核心素养——以《算法与程序实现》单元为例[J].中国现代教育装备，2024（04）：54-59.