基于支架式教学与SPOC的融合教学模式在中职信息技术课程中的应用

崔晨萍

[摘           要]  采用传统教学模式的信息技术课堂教学效率不高，学生缺乏兴趣。随着新课标的发布，探索新的教学模式、提高学生的核心素养变得极为必要。基于支架式教学与SPOC的融合教学模式能有效激发学生的潜能、发挥学生的主体作用，有助于提升学生的信息技术水平，提高学生的核心素养。

[关    键   词]  支架式教学;SPOC;信息技术;人工智能

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A               [文章编号]  2096-0603（2021）05-0164-02

一、引言

2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》，提出：“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。在此背景下，教育部于2020年1月发布《中等职业学校信息技术课程标准》中，明确将信息意识与计算思维作为主要学科思维融入核心素养设计中。2018年，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，提出要推动人工智能、大数据、云计算等新兴技术支持下的教育策略变革和生态重构。目前，中小学阶段人工智能课程的开设已经成为我国人工智能重大战略落地的基本手段。

二、支架式教学与SPOC

在传统教学模式下，教师以应试为指导思想教授信息技术课程，缺乏合理的教学设计和课堂组织，学生的学习热情不高。随着时代发展对学生信息素养和信息能力要求的提高，教师也逐渐引入了新的教学方式。

（一）支架式教学

支架式教学源于苏联心理学家、教育家Lev Vygotsky所提出的“最近发展区（ZPD）理论”[1]，由美国教育学家、心理学家Jerome Seymour Bruner于1976年首次提出，其以“脚手架”来比喻对学生学习过程中解决问题起到辅助、支持和引导作用的框架[2]。Van De Pol J等认为支架是使学生能够完成一项其原本无法完成的任务，但支架具有临时性和适应性的特征[3]。Jadallah M等认为支架的作用是持续性的，可以使学生在将来仍能够独立完成类似的任务[4]，Rosenshine B等[5]则认为支架式教学是教师帮助学生跨越最近发展区、达到潜在发展水平而提供支撑的过程。

（二）SPOC

SPOC（Small Private Online Course）最早由Armando Fox提出，主要用于校内学生在线教学。相对MOOC（Massive Open Online Courses）而言，SPOC的规模更小，且對学生设有限制性准入条件。SPOC较MOOC更加强调质量和效果，区别于MOOC全线上教学模式，SPOC则采用线上网络课程和线下实体课堂相结合的教学模式，老师能够依据学生不同的基础水平，进行针对性训练或讲解。SPOC适用于各类实践性、操作性较强的课程，且SPOC可以与翻转课堂等教学模式相结合，提高课堂教学效率。显然，针对更注重实践与技能的职业教育，SPOC较MOOC更为适用。

三、融合教学模式在中职信息技术课程中的应用

（一）支架式教学与SPOC的融合教学模式

SPOC融合线上、线下教学，有助于发挥学生的主体作用。但单一的SPOC教学模式显然更加适用于大学阶段的教育。将SPOC应用于中学阶段尤其是中职学校，则必须解决如何激发潜能、让学生获得更大发展的问题，而支架式教学显然有助于发挥教师辅助和引导的作用。因此，形成融合支架式教学与SPOC的混合教学模式是必要且有效的。

融合教学模式包含以下五个基本步骤：（1）教师在课前制作线上教学视频，利用超星等教学平台，由学生自主学习;（2）教师创设情境、构建“支架”，向学生下达递进式的任务点集，要求学生依托“支架”攀爬，努力完成任务;（3）教师布置实训任务，学生采用协作学习的方式相互讨论并完成任务，并将遇到的问题通过学习平台反馈给教师，教师适时调整课堂教学进度;（4）通过线下教学，以分组汇报为主要形式，共同解决学生自主学习过程中存在的问题，并巩固、总结，同时综合教师评价及生生互评完成考核;（5）教师布置章节测试，完成学习成果检验，并通过学习平台提供在线指导。

（二）融合教学模式在人工智能课程教学中的应用

目前，中职的人工智能课程大多以Python语言为基础、以机器人编程为主要方式，让学生在实践过程中逐步理解人工智能的概念，并对人工智能技术的发展与应用产生初步的认识。

《人工智能初步》分为两大模块：初识人工智能、了解机器人。本文以“初识人工智能”模块为例，对支架式教学与SPOC融合教学模式的具体设计进行探讨。在实际设计过程中，对五个基本步骤进行了调整和修改。

环节一：确定教学目标。

该章节的教学目标包含：了解人工智能的发展和应用;认识人工智能对人类社会发展的影响;体验人工智能的应用;了解人工智能的基本原理。

环节二：SPOC制作。

教师根据授课内容需要录制若干教学视频：

◆教学视频（5分钟），内容包含AI，Terminator，I Robot等著名科幻电影的片段，用以引入人工智能发展话题，帮助学生用最直观的方式了解什么是人工智能。

◆教学视频（5分钟），内容包含人工智能的发展历史（三次兴起）、新一代人工智能的概念以及新一代人工智能发展与实现的外部环境与技术基础，用以帮助学生了解人工智能的发展和应用，并认识人工智能对人类社会发展的影响。

◆教学视频（15分钟），利用教学机器人进行人工智能应用展示，让学生观察机器人在识别指令时的差别，同时向学生展示机器人控制后台，帮助学生理解人工智能应用过程中的一个重要组成部分——机器学习。

◆教学视频（5分钟），以信息技术课程中“程序设计入门”中所学的Python语言为例，对机器人进行简单编程，让学生认识到人工智能离不开程序设计，同时了解人工智能的基本原理。

教师将课件、教学视频等上传教学平台，供学生自主学习。

环节三：构建“支架”。

教师依据课程内容创设情境，结合学习过程中可能会遇到的问题构建“支架”，并下达递进的任务点集。“支架”的设定直接决定了学生的“攀爬”效果，即学生是否能借助支架完成任务。通过教学视频的自主学习，大部分学生应能了解人工智能的发展和应用，但人工智能的基本原理对学生来说仍是晦涩难懂的，因此教师构建的“支架”应主要围绕如何让学生逐步了解人工智能的基本原理。教学过程中，教师可以考虑利用最贴近学生日常生活的人工智能应用案例——手机中的语音助手（智能助手），帮助学生理解人工智能的基本原理。如表1所示。

同时在教学过程中，教师应根据学生的学习反馈，随时添加或修改“支架”。

环节四：小组协作学习。

实训能有效地帮助学生加深对人工智能基本原理的理解。但脱离编程的人工智能实训显然无法实现，因此教师在设置实训任务时应注意结合前一环节所构建的“支架”，如：前文所构建的4号“支架”以及所对应的4号任务。

教师布置实训任务：使用Python语言编程，输入为“天气”，输出为“今天的天气真好呀！”学生以小组为单位，采用协作学习的方式相互讨论并完成任务，并将遇到的问题通过学习平台反馈给教师。同时，依据学生的不同水平，教师还可以设置“探索”性质的实训任务：使用Python语言编程，如输入为“天气”，输出为“今天的天气真好呀！”;如输入为“今天的天气”，输出为“今天晴转多云，气温为11至19摄氏度。”。

学生依据教师布置的实训任务，以小组为单位，协作完成。如不能完成任务，则首先进行组内讨论，并由组长组织线上教学资源的再学习，如学习后仍不能完成任务便将问题反馈给教师。教师依据反馈，酌情修改或添加“支架”。

环节五：实体课堂教学。

在线下实体课堂中，学生分组进行汇报，共同解决学生自主学习过程中存在的问题。实体课堂教学摆脱了传统课堂中“教师讲授为主、学生被动学习”的束缚，以学生为主体，由学生主导学习进程，教师负责解惑，帮助学生巩固知识。在“初识人工智能”模块，教师在实体课堂教学环节最主要的任务便是帮助学生厘清人工智能、机器学习和程序设计之间的关系。如表2。

環节六：教学评价。

教学评价按两个环节、两种方式进行。在课堂教学环节，依托师生互动、生生互动，进行教师评价和生生互评，该部分评价采用客观评价和主观评价相结合的形式，考查学生的技能应用情况、核心素养提升情况等。在成果检验环节，教师通过线上教学平台对学生进行章节测试，该部分评价则采用客观评价的方式，以考查学生对知识点的掌握情况。

四、结语

采用“支架式”教学和SPOC相融合的教学模式，教师通过构建“支架”，帮助学生攀爬，以达到原本不可及的目标，不断激发学生的潜能，结合SPOC灵活地课堂组织以及教师的深度介入，逐步改变“要学生学”的现状，通过使学生不断地“学有所成”实现向“学生要学”的转变。但新的教学方法对教学设计、课堂组织以及教学实施都提出了新的要求，教师的教学水平也面临新的挑战。

参考文献：

[1]李鹏鸽，冯宇，任淑芳.支架式教学策略在化学教学中的应用[J].教育理论与实践，2012，32（6）：59-61.

[2]Wood D，Bruner JS，Ross G. The role of tutoring in problem solving[J]. Journal of Child Psychology and Psychiatry， 1976， 17（2）： 89-100.

[3]Van De Pol J，Volman M，Beishuizen J. Scaffolding in teacher

student interaction： a decade of research[J]. Educational Psychology Review， 2010， 22（3）： 271-296.

[4]Jadallah M，Anderson RC，Nguyen-Jahiel K，et al. Influence of a teachers scaffolding moves during child-led small-group discussions[J]. American Educational Research Journal， 2011， 48（1）： 194-230.

[5]Rosenshine B，Edmonds J. New sources for improving instruction： the implicit skills study[A]//Schwab RL. Research-Based Teacher Evaluation[M]. Dordrecht： Springer， 1990： 59-73.

◎编辑 王亚青