基于学习金字塔理论的互动教学模式构建与应用

贾亭渝 李浩君 张蓓嘉

摘要：学习金字塔理论运用客观数据揭示学习内容，为教育教学的有效性提供科学参考依据。在学习金字塔理论指导下构建了一种新的互动教学模式，并将其运用于某中职学校“校园木兰科植物识别与應用”的课堂。研究发现，这种新模式改善了传统以教师为中心的课堂，并通过信息化手段实现教学与技术的深度融合，有效促进了课堂中师生互动、生生互动、教师与技术互动、学生与技术互动，真正实现了以学生为中心的教与学。

关键词：学习金字塔理论;互动教学;教学模式;中等职业教育

中图分类号：G718    文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2021）06-0062-06

《教育信息化2.0行动计划》明确提出将教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，支撑引领教育现代化发展，推动教育理念更新、模式变革、体系重构[1]。传统的互动教学模式强调以教育者为中心，在教育信息化背景下停留在信息层面上的互动难以满足当代学生的学习需求。互动课堂需要调动参与课堂教学过程的各个要素，围绕教育教学目标实现的良性交互作用形成一个整体性的动态生成的过程。基于此，本文在学习金字塔理论指导下，构建了一个适用于中等职业教育课堂的互动教学模型，并以杭州市某中职学校“校园木兰科植物识别与应用”课程进行实践， 以期为其他学科课程的教学提供经验和参考。

一、相关理论概述

（一）学习金字塔理论

学习金字塔理论是由美国学者埃德加·戴尔（Edgar Dale） 在1946年首先提出的。该理论用数字形式形象地表明不同学习方式与学习效果之间的关系，听讲、阅读、视听与演示四种学习方式属于被动学习，学习内容平均留存率分别是5%、10%、20%与30%，而讨论、实践与教授给他人这三种学习方式属于主动学习，学习内容平均留存率分别是50%、75%、90%，具体内容见图1[2]。

有关学习金字塔理论的实际应用在国内外也有不少研究成果，国外将其理论运用于学科教育、医学教育、哲学类教育等多方面，如罗伯特清崎（2004）在研讨会上论述利用学习金字塔到实践教学中，通过动作与实践促进学生对教授内容的理解。罗格斯（2014）提出学习金字塔是帮助教育工作者了解实施高质量学习评估所需的知识、技能和实践的有效工具。国内有关学习金字塔理论的研究大部分是对实践教学的指导，如臧青（2011）运用学习金字塔理论，结合数学学科的特点进行教学设计，改进了课堂的有效性;张成尧（2013）参照学习金字塔理论，分析了如何设计中小学信息技术课堂来提高学习成效;姜艳玲等人（2014）在学习金字塔理论指导下提出了翻转课堂新模式，为教学提供新的指导和方法，提高了课堂教学效率。由此可见，学习金字塔理论对教师教学设计与课堂组织及教学评估等方面都会有很大的帮助。

（二）互动教学

根据互动教学的产生环境、参与主体和效果，可将互动教学的概念界定为教师、学生、教材、媒体技术之间具有多维度立体式关系，教师主导作用和学生主体地位均能有效发挥影响的一种教学模式。互动教学典型的特征是在轻松、活跃、民主、开放的学习环境中，学生的学习兴趣被有效激发，而且互动教学课堂中丰富的教育资源能有效吸引学生注意力。20世纪以来，国外互动教学理论的研究受多元文化观和社会交往理论的影响，主要呈现出以下两种研究取向：师生互动行为的研究、学生参与互动的性别差异研究。我国关于互动教学的研究始于20世纪80年代，早期比较著名的是吴康宁等对课堂互动行为类型的探讨和王家瑾的构建课堂互动行为模型。张屹等采用准实验研究发现智慧教室环境下的小学数学课堂教学互动行为更丰富、深入、高效，同时学生的情感投入更多，行为参与更加积极[3]。杨玉等从课堂、课外及计算机网络三个层面分别创设师生、生生和生机的互动教学模式， 并发现应用该模式有利于增强学生学习英语的主动性， 提升学生的信息素养、学术素养和英语交流能力[4]。目前，我国关于互动教学的研究大部分仍集中于语言课堂和中小学课堂，且思辨性研究较多，实证研究较少。

（三）可行性研究

2017年，马国华参考学习金字塔理论，在为期4周的医学生临床实习教学中除了使用单纯讲授方式外，还引入视听资料教学、示范、实做拟真、教别人做等更有效的教学方式以增加教学中的互动。使用Mini-Cex（迷你临床演练评估量表）进行评估，发现学生实操能力以及沟通技巧均得到显著提升。成小娟等在学习成效金字塔理论指导下设计并实施了电子书包环境下的小学语文阅读教学模式，采用问卷调查法和课堂观察法对教学效果进行分析。研究发现新构建的以“讨论、做中学、马上应用”为特征的语文阅读教学模式有助于提升学生的阅读成绩和高阶思维能力，有效改善了传统课堂师生互动行为。可见，以金字塔作为互动教学模式的理论支撑对改善课堂教学具有积极的影响作用。

二、学习金字塔理论指导的互动教学模式

（一）互动教学模式

关于互动教学的模式类型研究有许多，其中Jiang（2000）的观点颇具影响力。他根据互动主体间的关系划分了教师—全体学生（T-Ss）、教师—某学生（T-S）、教师—某学生—某学生（T-S-S）、某学生—教师（S-T）、某学生—全体学生（S-Ss）、某些学生—某些学生（Ss-Ss）、某学生—某学生（S-S）、学生独自活动（Ss）等八种互动教学的类型。随着多媒体技术与现代教育的融合，何荔于2009年提出除了存在于师生之间的互动外还有学生与计算机的互动，2011年司显柱也提出了生机互动。

（二）学习金字塔指导下互动教学模式的构建

《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》明确提出，要推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新[5]。传统的教学模式存在着教学主体不清晰、知识的单向灌输、方法单一等问题，随着新课程改革的不断深入，互动教学成为教学改革的有效途径和方法之一，如何有效组织课堂教学的互动成为值得研究的课题。本研究在学习金字塔理论指导下，结合中等职业学校课程特点，以信息技术及学习资源为支持，提出了学习金字塔理论的互动教学模式，具体教学模式见图2。

1.创设情境，活动导入

创设情境、活动导入是教学第一环节。情境教学法是指教师有目的地引入具体形象的场景，帮助学生理解教材，并使学生心理机能得到发展的教学方法。精彩的情况导入能够有效激发学生学习动机与学习兴趣，是良好课堂的开始，情境的创设也为学生提供感悟问题的情境和操作实践的情境，在教师与学生的双边互动中推动学生快速进入最佳学习状态。

2.确定目标，整体感知

确定目标、整体感知是教学第二环节。教师在发布任务时要注意任务设计的合理性、任务目标的明确性、任务表述的准确性，学生进行任务感知即为整体感知课堂，为接下来的学习活动做好心理准备。同时教师可以借助多屏显示、数字化电子设备等发布任务，以便每一位学生对任务要求清晰明了，从而开展有效性教学。

3.任务驱动，合作探究

任务驱动、合作探究是教学第三环节。任务驱动教学法是一种教学方式，是围绕教师布置的任务而展开学习与交流的过程。在完成任务的整个过程中，通过交流与实践探索构建新的知识，并改变学生的学习状态与学生思维是任务驱动教学法的目标。在本环节中，多屏显示系统、数字化电子设备等为学生实践操作与学习提供技术支持，云平台学习资源、网络资源、立体教材等为学生提供资源支持，同时学生存在疑问还可以直接向教师进行咨询。由学习金字塔理论得知，讨论与实践是属于主动学习的范畴，在讨论的学习方式中，学习内容平均留存率为50%，而在实践的学习方式中，学习内容平均留存率为75%，故这一教学环节是学生构建新知的重要环节。

4.学生讲授，强化新知

学生讲授、强化新知是教学的第四环节。学生讲授是指学生对上一教学环节获得的新知进行组织整理并汇报，通过总结归纳与自我表达将小组成果呈现给他人。在本环节中，学生将小组发现成果通过生生互动与全班同学进行分享，也可以在技术的支持下更好地展示新知识，分享与展示的过程可以看做学生将新知识传授他人的过程。由学习金字塔理论得知，传授给他人是属于主动学习的范畴，在这种学习方式中，学习内容平均留存率高达90%，故这一教学环节是强化新知与知识迁移的重要环节。

5.课堂检测，总结反馈

课堂检测、总结反馈是教学的第五环节。借助在线测试反馈工具等技术，师生均能及时获得课堂检测的结果，教师通过检测数据掌握全班学生在本堂课中的学習情况并进行课堂小结，学生记录平台反馈的结果并针对个人学习情况进行知识拓展。这是教学活动的最后一个环节，但并不意味着教与学在此终止，教师与学生都需进行相应的课后反思，养成优良的习惯。

三、基于学习金字塔理论的互动教学模式应用

本研究选自2017年屠伟伟老师在全国职业学校信息化教学大赛一等奖作品“校园木兰科植物识别与应用”课程。屠老师将学习金字塔理论指导下的互动教学模式应用在本课程中，整个教学活动以技术支持与资源支持为支撑，充分利用信息化技术促进课堂中师生之间、生生之间、教师与技术之间以及学生与技术之间的多种形式的互动，完成最终教学目标。本课围绕校园木兰科植物识别与应用这一课题，结合教学重难点开展的教学实施见图3。

以了解校园木兰科植物的花与叶等其他特征为知识与技能目标;以灵活运用信息技术手段，在个人任务、合作交流、学生讲授等方式培养学生的自主学习能力为过程与方法目标;以学生在任务完成过程中培养成就感与合作学习、参与竞争的意识以及研究探索的精神为情感态度与价值观目标。综合采用讲授法、直观演示法、合作交流法、多任务驱动法、自主学习法等教学方法，利用多屏显示系统、数字化电子设备、在线测试反馈工具、多媒体投影仪、立体教材等教学工具辅助完成课堂教学。利用本研究的互动教学模式将课堂教学流程设计为创设情境，活动导入;确定目标，整体感知;任务驱动，合作探究;学生讲授，强化新知;课堂检测与总结反馈这五个环节。

首先，教师创设与本节课知识相关的实际生活情境，引导学生进入课堂学习，思考如何利用专业知识完成本课目标。接着针对课前预习情况与本次课堂的教学目标，在课堂上明确“寻花”和“问叶”两个任务，明确任务是提升学生注意的最佳方式。“寻花”任务由组内学生合作探索，协力将不同植物的照片与名称标签进行正确匹配，在生生互动过程中可使用数字化设备扫描学习材料中的二维码，获得丰富的数字化学习资源，帮助学生理解校园木兰科植物的特征;“问叶”任务由三个子任务构成，分别是找出指定的校园木兰科植物的实物样本、用思维导图分析不同种类木兰科植物叶组的区别、正确匹配植物样本与植物名称，在多任务驱动下，掌握正确辨别九种校园木兰科植物的关键。其次，借助多媒体技术，学生代表向全班同学汇报小组学习成果，通过讲授给他人的方式强化对知识的理解掌握。最后，教师进行课堂小结，引导学生回顾本课所学内容，强化记忆。

四、基于学习金字塔理论的互动教学模式成效

本案例的分析数据主要来源于录制的课堂教学视频，研究者将40分钟的课程划分为四个轮次，每个轮次10分钟，对课堂实录进行观察与记录。根据记录的数据分析各个互动类型课堂占比情况如图4，课堂在良好的师生互动、生生互动、教师与技术互动、学生与技术互动下取得良好的成效。深度的互动能帮助学生变被动为主动，让课堂变静态为动态，将教学效果变低阶为高阶。

（一）对学生的改变：变被动为主动

研究者提取本案例教师具体行为分析可知，教师在提问的过程中采用启发式教学，以学生的实际状况为出发点，引导学生扩展个人思维空间，做到教学的循序渐进与有的放矢。已有许多研究也表明课堂师生互动模式在学生身上能产生期待效果，常常表现为参与互动的学生总能获得更高的考试分数，更高的解题技巧以及更好的学习技能[6]。师生互动常用提问与回答的方式，本案例中除了提问与回答，教师与学生的请求回应、评价与反馈及组织管理，师生互动具体行为频率可见图5。教师作为引导者帮助学生在原有知识的基础上增长出新的知识，提高学生课堂参与度。可见，师生互动促进教师从演讲者角色转变为学生的指导者，推进学生从被动接受者的角色转变为课堂参与者。

（二）对课堂的改变：变静态为动态

由学习金字塔理论可知，听讲、阅读、试听与演示的被动学习效率不足50%，而交流、实践与传授他人三种学习方式大大提高了学习内容留存率。学生学习的过程以建构主义理论、社会交互理论为依据，强调知识不是被动接受而是主动构建，是在学习资源支持下，依靠知识经验解决现实问题，不断重新建构自己对事物和观点的认识与理解，如本案例学生绘制的思维导图则是构建知识所得的生成性资源。社会交互理论强调学习与个人发展发生在与他人的交往与互动之中，学习伙伴对学习者在认知发展过程中起着重要的作用，因此教师强调明确分工，在完成任务的过程中强调资源互换与沟通交流，以语言、非语言的形式进行心理、认知与经验的相互作用与相互影响。课堂由最初的学生与媒体之间的操作交互上升为不同信息与资源的交互，最终到抽象的概念交互，让课堂信息由静态的单向输入变为知识的主动构建及信息共享的动态过程，具体表现见图6。

（三）对教学效果的改变：变低阶为高阶

在本案例中，师生与技术互动（见图7）正是一种潜在提升学生信息素养的互动方式，利用信息技术正确获取、掌握、分析各类信息。例如本案例中学生利用数字化设备扫描学习材料二维码获取学习资源;学生使用数字化设备记录重点学习内容，并将其成果投屏与展示等。学生与技术互动正是一种潜在提升学生信息素养的互动方式，利用信息技术正确获取、掌握、分析各类信息，而不是简单的学习书本上的已有知识，技术能够辅助学生通过自主探究、发现问题并进一步创造性地解决，达到最终的教育教学目标。我们收集了学生课前及课后数据的反馈，课前习题的数据表现为学生在区分不同植物上有困难，但是在金字塔理论指导下的互动教学模式应用，学生不仅在技术手段支持下形成各种生成性创造性资源，而且终极检测数据中显示绝大部分同学能清晰识别不同植物的特征，促进了学生对知识基础、认知经验、思维水平的训练。

五、讨论

在学习金字塔理论指导下，本文借助金字塔中不同的学习方式对应的学习留存率，在技术支持与资源支持下构建了全新的互动教学模式。通过对该模式应用效果的分析发现，该模式不仅能对学生在课堂的参与性有实质性改变，而且还能提高课堂教学互动的有效性，有助于培养学生问题解决、团队合作、沟通交流等高阶思维能力，为中等职业教育课程教学改革提供了一定参考。

学生在课堂中的主动参与直接影响到课堂最终的效率，故一线教师致力于改变教学策略，以激发学生的好奇心，帮助学生保持积极的心理氛围并建立学习动机。外国学者卡尔（Carl）提到对知识的接受和模仿不应该被过分强调，相反，学生应该主动探索、实践，体验知识的实用性和重要性[7]。金字塔理论指导下的互动模型，强调教学中的各种环节、各类型的互动，帮助学生主动参与。新模式将金字塔里的学习方式通过教师合理的教学设计融入到课堂中，进一步提高学习内容平均留存率。在新模式应用下，师生互动中的启发式提问从学生的实际状况为出发点，对学生的思维和探索进行科學的引导，启发学生深入思考，运用学生熟悉的知识、事物，帮助学生在原有知识的基础上增长出新的知识，促进学生课堂的参与度。教师组织与管理也不再如传统课堂中学生模仿教师的演示，而是将更多的时间给予学生，解放学生双手与大脑，让学生积极参与到课堂中。教师的积极主导与学生的主动学习相互协调从而达到教学最佳状态。

大量研究表明，教学环境氛围是学生学习的重要决定因素。教学环境氛围通常由师生双边共同创建，故老师、同伴、自我和内容是共同建立氛围的主要要素[8]。良好的课堂氛围不仅可以改善学生的情绪体验和幸福感，而且有益于提高他们的学习成绩[9]，教师在课前就需要考虑到如何营造课堂氛围，保证学生在课堂中的积极学习行为。传统以教师为主的课堂中知识以单向形式向学生输入，容易形成所谓的“倦怠课堂”。在新模式应用中，生生互动激发学生积极的情绪反应，使学生主动参与到教学中各个环节，促进学生思维处于兴奋状态，通过积极情绪体验与动手实践、操作构建知识并自发去发现问题、解决问题。此时课堂中的知识与信息不再是由教师单向传输给学生，教师与学生及学生与同伴之间形成良性人际关系与舆论氛围，推动课堂中的学生形成生成性资源及双边情感的互动，让静态气氛动起来，提高课堂教学质量。

在信息化大背景下，教与学的设计都要指向发展学生高阶思维为最终目标。我们通常认为，识记、理解与应用是低阶思维，而分析、评价与创造为高阶思维。深度学习方式与培养学生的高阶思维之间有着密切的联系，与浅层学习停留于信息接收不同，深层学习更关注对新知识批判性地吸收，并能建立新旧知识之间的关联，从而对概念能更好地理解和长期保留，便于在新环境中解决问题[10]。在新的互动模型中，强调学生通过与技术的互动辅助教学任务的完成，罗伯特（Rupert Wegerif）认为技术不是独立于思维之外，技术的使用与思维有着内在关系，既影响思维方式也影响人们如何看待思维的重要性，所以技术作为课堂中对话、思考与反思的手段从而获得问题解决方法的手段。学生与技术的互动及教师与技术的互动能够在组织教学、内容呈现、合作探讨、实践操作辅助信息的丰富度及学生思维多元化，进一步推进高阶思维的结构与思维品质。

参考文献：

[1]教育部.教育信息化2.0行动计划[EB/OL].[2018-06-10].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

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[3]张屹，祝园，白清玉，等.智慧教室环境下小学数学课堂教学互动行为特征研究[J].中国电化教育，2016（6）：43-48，64.

[4]杨玉，王荣媛.“互联网+”时代下英语基础课多元互动教学模式研究[J].中国教育学刊，2019（S1）：66-67，77.

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[9]DORMAN J P， FRASER B J. Psychosocial Environment and Affective Outcomes in Technology-rich Classrooms： Testing a Causal Model[J]. Social Psychology of Education， 2009（12）： 77-99.

[10] 顾小清，冯园园，胡思畅.超越碎片化学习：语义图示与深度学习[J].中国电化教育，2015（3）：39-40.

（责任编辑：刘东菊）