基于一体化教学的三维交互模式的构建及应用

□刘光然 陈建珍 朱丹丹

基于一体化教学的三维交互模式的构建及应用

□刘光然 陈建珍 朱丹丹

一体化教学是职业学校教学改革的重要内容之一。探讨利用交互式电子白板实施一体化教学，构建基于一体化教学三维交互模式，该模式指出教学主体通过与教学资源以及教学媒体的不断交互完成教学，学生在一体化的实践场和情感场中逐步成长为技术专家。

一体化教学；三维交互；交互式电子白板；实践场

一、问题的提出

随着教育信息化的不断深入，如何利用信息技术优化课堂教学已经成为教育界中研究的热点问题。一体化教学是职业学校教学改革的主旋律，而交互式电子白板作为信息技术的一种。因其在课堂教学中的强大优势，已经成为课堂教学的有利武器。但是，利用交互式电子白板实施一体化教学的研究较少。本文探讨利用交互式电子白板创造有利于学生学习的环境，辅助职业学校的一体化教学，并构建三维交互模式。

一体化教学强调理论学习与实践训练有机地融为一体，表现为4个层面：

（1）内容一体化：理论、实验、实训内容一体化；

（2）教学方法一体化：任务驱动教学法、演示教学法、虚拟仿真教学等一体化；

（3）教学资源一体化：理论知识学习资源与学生实践资源一体化；

（4）师资一体化：教师既能讲授理论知识又能指导学生的实践操作，理论教学与实践教学一体化。

信息技术环境下的一体化教学，理论与实践如何有机融为一体，对现有的教学模式提出新的要求。本研究提出的三维指教学主体、教学资源以及教学媒体。其中，教学主体包括教师和学生；教学媒体包括交互式电子白板、计算机以及其他媒体等；教学资源反映实际工作场景包括课件、虚拟训练系统、图片以及生成性资源等。

二、三维交互模式的构建

（一）理论基础

1.情境认知理论。情境认知理论把学习看成是一个社会文化现象，而不是单独地从非情境化的知识主体中获得一般信息。因此，学习是对话的过程，既包括内部的自我对话，也包括与教师、同伴的协商，学习就其本质而言是一个社会对话过程[1][2]。认知过程包括思维和学习发生于一定的物理和社会背景中，只有当学习融入所学知识的运用情境中，才可能发生有意义的学习。因此，教学应该提供真实或模拟的情境与活动，帮助学生理解和学习。

职业学校教学中实践场的构建，对情境具有明显的依赖性。教师通过创设真实情境，为学生提供学习支架，以促进学生对操作技术的理解，逐渐将培养学生成为能独立解决问题的技术能手。

2.情感化设计理论。《心理学大辞典》指出：“情感是人对客观事物是否满足自己的需要而产生的态度体验”。情感不仅指人的感情，还包括人的各种经历、经验以及对外界刺激的反应。人类情感交互层次塔模型包括本能层、行为层、会话层与反思层四个层次，对应的情绪目标依次为生理快乐、精神快乐、社交快乐和思想快乐。情感交互由低级向高级交互水平提升。

职业学校的一体化教学强调以人为本，注重师生情感的交互，因此，情感的交互也应融入教学模式中。

（二）三维交互模式的架构

高质量的课堂教学离不开互动，交互式电子白板能创设的多种情境，有利于教学主体、教学媒体以及教学资源间的交互，三维交互模式如图1所示。

图1 三维交互模式

教学主体通过操作教学媒体，实现操作交互；通过调用教学资源，实现信息交互；教学媒体通过调用教学资源实现信息交互。在三维交互模式中，教学主体占主导地位，即教学资源和教学媒体是为教学主体服务。利用交互式电子白板实施一体化教学，教学主体通过操作交互式电子白板对教学资源进行重新的整合，完成教学。教学的结果再转换成为教学资源，形成生成性资源。

（三）三维交互模式的内涵分析

1.交互分析。教学主体（包括教师和学生）是三维交互中的核心要素，其与教学媒体实现操作交互；与教学资源实现信息交互。同时，教师与学生在进行知识传递过程中，实现信息交互；学生与学生相互交流时也进行信息交互；而学生个体进行新旧知识的更新与内化时，实现概念交互。教学主体交互如图2所示。

图2 教学主体交互

2.情感分析。教学主体（主要指学生）通过与教学媒体的操作交互，学生感受到生理快乐；学生与学习资源进行交互时体验到精神快乐；而教师与学生、学生与学生在共同的教与学的愿景下进行合作交互，不仅实现精神快乐，还感受到社交快乐；当学生与新旧知识进行概念交互时感受到思想快乐。

3.学生成长模型分析。学生在一体化的实践场与情感场中由边缘参与者逐渐成长为技术专家，经历边缘参与者、一般参与者、核心参与者、技术专家等阶段。学生成长模型如图3所示。

图3 学生成长模型

三、三维交互模式的特点

三维交互模式中，教学主体通过操作教学媒体对教学资源进行重新的整合学习，在不断的交互中完成一体化教学。

（一）教学情境的真实性

情境认知理论强调知识必须在真实的情境中呈现，才能激发学生的认知需要，进而有助于学生生成主动解决问题的认知兴趣。一体化教学中，教师利用交互式电子白板创设真实的情境，激发学生的求知欲。多媒体化的教学情境，为实施一体化教学提供良好的环境。

（二）教学过程的生成性

三维交互教学模式支持下的学习，学生不是被动的接收知识，而是以合法边缘性参与到教学活动中。教学在实践和情境脉络中通过互动和协商而产生，它是一个丰富、多样的动态生成过程。

（三）实践共同体的成长性

在三维交互模式中，教学主体具有共同目标，学习者通过仔细观察、深入思考、清晰表达等活动产生个体的理解，个体理解经过清晰表达上升为组织理解，进而形成组织知识，然后将组织知识不断内化为附带个人经验的知识和理解，教学主体共同成长。

（四）学习资源的建设性

教师将教学媒体，尤其是交互式电子白板与专业课程资源的有机整合，促进学习资源的建设，不断丰富课程学习资源。

四、三维交互模式支持的教学过程

三维交互模式支持的一体化教学过程是动态开放的系统，包括3个阶段，各阶段螺旋式上升，学生由新手逐步成长为技术专家。

第三，在创新发展上着手促进国有企业迅速转型。关键有效的途径在于在经营模式、技术应用、人力资源利用等方面的实际操作中加速“互联网+”的创新应用。有效融合国有企业品牌战略与“互联网+”应用，重视人力资源作用；积极构建互联网信息数据库，并通过信息数据库的应用，调整组织结构，确保企业经营模式的转变和管理模式的全面创新，进而实现经济效益的提升。

（一）第一阶段：课前准备

教师根据社会对人才培养的需求、专业培养目标、教学大纲准备相关的教学资源，熟悉一体化教学环境。学生预习与本课程内容相关的问题，了解知识或技术的应用现状，提高对所学知识的理解与认知。

（二）第二阶段：课堂教学

学生在积累一定感性认识的基础上，参与课堂学习。在这个阶段中，强调知识的实用性和职业性，夯实基础知识，强化实践能力。

1.教学过程。首先，教师利用交互式电子白板，创设与知识相关的情境，反映知识在真实生活中的应用，从而激发学生的动机。教师不仅要演示问题解决过程，还要清晰表述任务的要求，使学生能够明确任务。然后，教师鼓励学生以实践共同体的形式参与到问题解决中，与电子白板进行交互，教师提供指导。最后，教师利用交互式电子白板创设更加多样化的问题情境，并逐步拆除脚手架让学生独立探究，促进知识的运用和迁移。

2.课堂教学案例。本案例将三维交互模式应用于中职电工课教学实践，受实验学校教学条件的限制，教学媒体是交互式电子白板，电子笔，教学资源是PPT。

教学知识点：自动保温式电饭锅工作原理。

设计思想：提出问题—〉分析问题—〉解决问题—〉应用拓展。

分析问题阶段，学生讨论故障。学生与交互式电子白板实现操作交互，学生在解决故障的实践中学习各组成部件，从而理解电饭锅的工作原理。

解决问题阶段，即综合故障的排除，理论教学与实践教学一体化。教师应用交互式电子白板展示综合训练题，学生在交互式电子白板上答题，实现操作交互。

应用拓展阶段，学生运用交互式电子白板的拖拽功能完成虚拟实训，理解常见故障的产生原因。

表1 S－T数据序列表

（三）第三阶段：实践训练

学生实践训练，对所学知识加以理解，切实将知识转化为能力，实现职业能力的提升，同时为后续课程的学习积累资源。

五、三维交互模式的应用案例分析

“自动保温式电饭锅工作原理”教学案例使用S－T课堂教学分析法，具体分析如下。

设定采样周期为20秒，教学时间共计40分钟，记录表中有120个T或S符号，表1是S－T数据序列表。

利用S－T教学分析方法，S－T图的描绘方法对该案例进行S－T分析，其中，采样间隔是20秒，计算得出的教师行为占有率Rt=0.57,行为转换率Ch=0.42，S－T图和Rt－Ch图分别如图4和图5所示。

图4 S－T图

图5 Rt－Ch图

从S－T分析结果可以看出：教师行为占有率Rt为57%，学生行为占有率Rs为43%，师生行为转换率Ch为0.42，属对话型模式。即使是以教师讲解为主的课堂教学，教师通过合理的引导，仍可以促使学生在课堂上与教师积极互动，并达到“对话型”模式的师生互动率，这说明在整个课堂教学当中学生和教师的双向交流十分和谐，课堂交互效果良好。

在本课的整个教学过程中，教师时刻注意学生的学习表现和积极性。学生在操作交互式电子白板时，感受到生理快乐；在动手完成电饭锅故障的排除时感受到精神快乐；在小组协作中，感受到社交的快乐。

经过实践，表明三维交互模式应用于职业学校的一体化教学是有效的。能很好地激发学生的学习动机，学生不是完全依赖教师的讲授进行学习，而是在教师的引导下，经历观察、交流、实验、实践等活动来探究知识、形成技能。

六、结束语

三维交互模式以交互为基本的教学组织形式，反映教学主体、教学媒体以及教学资源之间的交互，将理论讲解、原理演示、实物感知、交互体验有机地融合在一起，为职业学校一体化教学的实施奠定平台。

为了将三维交互模式更好地应用于职业学校的一体化教学，还需要在以下两方面深入研究。

（一）如何促进学生高阶思维的发展

一体化教学强调学生主体性的发挥，注重培养学生的创新能力，而高阶思维有利于促进创新思维的形成。应用认知心理学和脑科学的研究成果，合理设计学习资源，使呈现的资源能引起学生进行多角度的思考、多概念的整合、运用多种思维技能，促进高阶思维的发展。

（二）如何更好地应用于不同的学科

进一步探索三维交互模式在不同学科中的应用潜力，尤其是教学资源以及教学媒体如何更好地构建不同的学科实践场。

[1]丁莱夫，等.情景学习：合法的边缘性参与[M].王文静，译.上海：华东师范大学出版社，2004.

[2]王文静.情境认知与学习理论研究述评[J].全球教育展望，2002.

责任编辑 葛力力

刘光然（1967－），天津市人，天津职业技术师范大学信息学院教授，研究方向为职业教育信息化；陈建珍（1977－），女，福建南平人，天津职业技术大学副教授，研究方向为职业教育信息化；朱丹丹（1986－），女，吉林四平人，天津中医药大学讲师，研究方向为信息技术与课程整合。

本文为全国教育规划“十一五”规划课题“信息技术优化中职课堂教学的理论与实践研究”（项目编号：GJA094016）阶段成果，主持人：刘光然。

G712

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1001－7518（2012）15－0067－03