教育数字化转型背景下支架式教学在中职数学教学中的应用研究

邱天爽

一、问题提出

随着新一轮科技革命和产业革命深入推进，数字技术愈发成为驱动经济社会发展的引领力量，在此背景下，教育数字化转型已成为教育改革发展的重要趋势。党和国家高度重视教育数字化转型工作。党的二十大对推进教育数字化作出专门战略部署，明确提出：“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”2023年，习近平总书记在主持中共中央政治局第五次集体学习时强调，教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。同年，中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》提出，要大力实施国家教育数字化战略行动。如何紧贴数字产业化和产业数字化发展需要，扎实开展数字人才培养，增加数字人才有效供给，更好支撑数字经济高质量发展，是当下需要深入研究和探索的重要话题。2023年中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》提出，推进教学改革，提升技术技能人才培养质量。我国纵深推进国家教育数字化战略行动，为职业教育的高质量发展擘画了新的蓝图，也要求推动现代信息技术与职业教育教学深度融合，以数字化转型推动教学方式方法变革。

20世纪70年代，杰罗姆·布鲁纳等学者共同提出“支架式教学”。这一概念基于建构主义学习理论，以心理学家利维·维果斯基的最近发展区理论为核心，借用建筑行业的“搭建脚手架”的形象比喻，意指为学习者自主建构知识、达到更高发展水平提供支架，在学习者现有水平和未来可能达到的水平之间建立帮助或“脚手架”，把当前要学习的内容尽量与已知事物相联系，建立起教学与学生发展之间的桥梁。支架式教学通常包含五个教学环节，即“搭建脚手架、进入情景、独立探索、协作学习和效果评价”[1]，可以引导教学的进行，使学习者掌握内化所学的知识技能，并为下一阶段的进一步发展再建构平台[2]。支架式教学自20世纪末引入中国，在实践中得到不断发展，产生了以学生为中心、以主动建构为学习方式、以情境为基础、以协作学习为关键、以完成意义建构为目的等一系列教学设计原则和范例式、问题式、情境式等支架类型。同时在相关研究中，关于理论支撑、教学环节和应用对象等相关研究不断深入，逐步形成了“概念框架和辅助学习支架融入情境教学”“引导学习者开展协作学习”等理念[3]。

数学是中职学校课程和教学改革的重要场域。2019年10月，教育部印发《中等职业学校数学课程标准》，对数学教学改革要求做出明确规定。但从实践来看，对照科技革命和产业变革对技术技能人才的科学文化基础、综合素养提出的新要求，当前中职数学教学改革仍然面临诸多困境，例如，中职学生已有认知结构和生活经验难以支撑新的认知结构形成，学生“望数生畏”的情绪比较严重，厌学和急躁情绪明显。如何利用数字化技术，将抽象、枯燥的数学知识进行筛选、加工和整理，使复杂问题简单化，助力中职学生的认知建构[4]，是本研究基于支架式教学试图研究解决的问题。

二、教育数字化转型背景下支架式教学的特点与优势

（一）构建形式上的立体化

当前，中职学生数学基础较差，与现行课程目标要求有一定差距，学生对新知识存在天然畏惧，听不懂也学不会，外部辅导很难作用于学生内化的学习过程。由于传统教学支架的搭建缺乏技术支持，难以形象展现学习者已有经验、知识、水平、兴趣、倾向等。如何侧重新旧知识的联系，重视学习者先前知识与能力，突显学生的自主性成为支架式教学的重要任务之一。与传统教学相比，依靠数字技术搭建的教学支架更加直观、便捷、形象，这种立体化数字技术背景，使知识不再是独立存在的抽象概念，而是有明确的学习任务，可以提供多角度学习能力的支架。数字技术帮助视觉再现，辅助学习任务支架搭建，帮助学生提炼相似知识经验，进而降低认知难度，消除学习的恐惧心理，将以往零散的碎片化学习呈现出系统性和适用性，通过提供故事情节、寻找任务线索、探寻问题答案的过程，帮助学生形成数学思维和认知结构，促进学生可持续发展能力的提升。总之，紧密围绕学生实际水平与特点、兴趣和需求建构立体化教学支架，支架的内容开发、技术手段、材料、学生的接受程度和互动学习效果等形成了崭新的学习世界，赋予了学生学习新旧知识的关联性，可以提高中职学生的参与度，促进学生主动思考和意义建构。

（二）资源使用上的开放性

进入信息化发展迅速、知识快速传播的时代，获取信息和教育资源变得更加便利。在数字环境下，教师不再是学生唯一的“知识源”，不再是知识的权威和主宰，而转变为学生学习的辅助者、服务者。支架式教学坚持开放性的理念，强调资源全员化共享。可以充分发挥数字资源即时、有序、可选择等特征，学生和教师可以通过网络资源获得教学内容和学习资源，根据自身特点搭建脚手架。不受空间和时间限制，学习者通过多种设备、多种途径获得高质量的课程脚手架，自主选择进行学习和研究，并随时随地与教师和同组学生开展探讨，在信息传递、接受、组织、共享、存储等多方面实现自由和开放。

（三）教学内容上的个性化

数字技术为支架式教学内容的结构化和逻辑化提供了可能。采用不同类型的教学模式和多媒体素材，为学习者成为学习的核心搭建了新环境，使教学内容更加丰富多元，目标选用更加契合学生自主化、个性化学习需要，有利于教学、自学、协作学习的有效进行，进而推动标准化学习向个性化学习转变。在搭建脚手架的过程中，根据中职学生实际水平和年龄特点，采取不同角度、不同形式呈现教学内容，可以全方位结合学生学习基础、自身能力、水平、需要、特点、兴趣等，找准学生的最近发展区，适时适当地巧妙设置数字教学支架，使学生顺利地完成从具体到抽象的逻辑思维训练，完成新知识的意义建构，促进学生思维向更高的潜在发展水平迈进。数字技术促进了教学转变，学生更容易参与到自主学习过程中，为中职学生以自主为导向的学习理念的落实奠定了技术基础。

（四）迭代生成的及时性

数字化时代，技术更新迭代的加速、学生的个性化需求、学习环境和空间的变化等，要求教学资源的生成、运用、丰富、更新、创造等要跟上时代发展的步伐，甚至要从渐进发展向跳跃发展转变。由于数字资源不仅具有信息传递功能，同时还具有动态、双向、可选择、可操作等特点，因此，教学支架能够根据教师需求和学生特点进行改造。在教学支架使用过程中，教师通过教学过程不断对学生的学习状况进行识别、判断和显性化，依据不同学生的个性化学习需求，对支架教学持续改进，形成资源迭代交互共享。在此过程中，教师和学生既是资源的享用者，又可以是资源的开发者，对学习资源能够进行合理整合、创造应用和发布改进，实现新旧知识的有效衔接。

（五）效果评价的时效性

中职数学教学需要依靠学生的数学知识背景，做好学生学习的关联链接，才能调动学生学习的积极性和主动性。教学支架是否能紧密围绕学生的实际水平与特点、兴趣和需求，能否随时获取相关评价信息，决定了评价的成效并影响着学生学习的可持续性。传统的支架式教学强调以问题情境为中心，鼓励学生在情境中思考问题、寻找答案、内化知识，但对学生使用教学支架的效果评价开展得并不理想。当引入数字技术后，教师可以借助数字工具随时与学生交换信息，这为支架式教学的运用奠定了交流基础，使故事情节、任务线索、探寻答案等过程具有了即时反馈的可能，为有效开展体现师生对话的即时性、协商实时传递等特点的支架式教学评价提供了重要保障，从而助推提升支架教学的实际使用价值，帮助学生形成数学思维和认知[5]。

三、教育数字化转型背景下支架式教学的构建方法

基于凯瑟琳·霍根和迈克尔·普瑞斯利总结的八条支架式教学的指导方针[6]，以及何克抗提炼的五个环节的教学模式[7]，本研究提出中职数学支架式教学的构建方法。

（一）创设仿真情境支架

在中职数学教学活动中，以数字技术为背景的情境支架强调以问题情境为中心，通过创设活动情境，使数学课堂教学立体化，激发学生情感和参与课堂的积极性，鼓励学生在逼真的情境中思考问题、寻找答案、内化知识。中职数学支架式教学并非基于虚构的想象，而是以任务框架和辅助支架搭建为基本原则，引导学生跨越最近发展区，以日常生活的数学信息为基本要素，科学构建原生的数学情景。在搭建脚手架之前，要充分考虑到中职学生先前的知识和能力水平，确定学生能够在教师的帮助下可以达到的发展水平。通过创设一系列的问题情境赋予学生情境身份，使用多媒体和网络技术对文字、图形、图像、声音、动画等进行改造，激发学生在特定的数学情境中发现并处理信息。

数学知识源自现实生活，不少典型例题都是生活现象的二次创造。利用数字技术搭建教学支架，可以极大降低创设情景的难度。借助教学课件、微课等资源创设教学情境，给予学生强烈的感官刺激，激发学生的认知情绪，强化学生主体心理与情感体验。在导入新课环节，可以巧妙运用学生熟悉的历史故事搭建情境支架，激发学习兴趣与好奇心。如观看《田忌赛马》视频，向学生提问“田忌是怎么取胜的”，由此引出所要学习的排列概念。此外，运用数字技术能够使数学难题分解并可视化，进而提出启发性问题，激发学生学习兴趣，实现对学生认知状态的科学调控。例如，可以使用数字技术展示某位学生及其同桌的朋友圈，动态绘制出图表，找出共同朋友，引导得出交集的概念并进行形象展示。

（二）搭建动态进阶式问题支架

维果斯基的最近发展区理论认为，要发挥教育对学生发展的主导作用，需要确定学生的两种发展水平：一种是已经达到的发展水平，即学生能够独立解决问题的智力水平；另一种是学生可能达到的潜在水平，即学生在教师或其他个体帮助下能够达到的活动水平[8]。掌握这两种水平对学生学习发展具有重要意义。但教学过程中，学生的“最近发展区”是随着学生认知水平由低到高而发展变化的，因此需要及时进行跟踪和动态调整。如果学习台阶过于平缓密集，一步就可跨过多个台阶，学生容易分散注意力；如果学习台阶过高，学生爬不上去，就会失去希望。因此要充分了解学情，找准学生最近发展区。由于学习者认知发展呈现螺旋式上升样态，针对变化中的抽象问题，需要借助教师设定的阶段性任务。通过搭建符合学生的“最近发展区”的进阶式问题型支架，找到已有学生生活与知识学习经验的认知起点，在学生可能存在的潜能方面，循序渐进提出连续性、引导性的问题，设计阶梯式问题链，分解复杂难题目标，帮助学生通过意义建构的方式获得知识。

运用数字技术可以让学生直观体验学习进阶的过程，从而避开中职学生已有知识与未知知识之间衔接的困难，进而唤醒他们的兴趣与潜能，促进学生学习、迁移、建构新知识。动态进阶式问题支架通过把复杂的学习任务加以分解，提出适当问题引导学生思考和讨论，一步一个台阶引导学生完成学习任务，引发学生的思维向更深层递进。例如，指导学生进行排列数计算，设置进阶式问题支架，从具体数字到抽象字母，借助多层递进的阶梯式问题，逐步让学生上台阶，由易到难达到目标。

（三）搭建范例型支架

范例型支架可以触发中职数学教学中学生的参与行为，在学生充分有效地了解学习知识、接受关键信息的前提下，通过对先前知识和范例的理解，促进知识的建构和积累。中职数学的一些教学内容并不能直接引起学生的学习兴趣，但通过教师的精心设计、巧妙安排，可以为学生搭建范例学习支架，激发学生的学习热情和动力。中职学生普遍认为基础公式比较抽象复杂，学习和掌握有一定难度。为了引导学生循序渐进、层层递进地完成学习任务，教师需要挖掘学习目标，精心设计学习任务，用心钻研教材，遵循梯度性、挑战性、真实性、情境性、协同性等原则分解学习目标[9]，找到符合学生现阶段学习的最近发展区，尽力让更多学生接受，使每位同学不同程度地获得成功学习的体验。

（四）搭建展示平台型支架

展示平台型支架是利用小台阶问题展示支架帮助学生“小步走”，层层递进到达学生最近发展区，减少学生挫败感，激发自我效能感和成就感。为集体创造而作出的贡献要比依靠个人力量完成的项目更容易获得幸福感和满足感。展示平台型支架有助于教师掌握整体学习成效，调整教学进度，对存在的共性问题进行针对性点拨与启发，增进师生之间、生生之间交流与共享，激发学生参与的积极性。通过展示平台型支架，学生在完成梯度或变式问题后，将学习结果在平台上展示，学生之间可以进行互相观摩与指正，增强同学之间的互动、互助与合作，促进学生提升学习的体验感和协作性，帮助学生完成多维度个性化知识构建。每位学生既是学习接受者，又是知识的加工者和传播者。在借用展示平台型支架的过程中，要完善保障协作激励机制，激发交流行为，增强学生的个性化表达，规范丰富多元的学习结果展示传播。

（五）设置交互评价支架

基于建构主义的支架式教学强调诊断性与反思性学习评价，通过由教师评价、学生评价、在线即时评价等多种形式构成过程性评价，以课堂提问、观察、测试反馈、作业展示等多种形式对学生的学习状态、认知能力和认知效果以及学习兴趣、情感及与同伴合作交流等各方面进行客观公正的评价与有效指导，利用学习平台的数据统计反馈功能，推动以评促学。教师进行赋值加分奖励，强化学生的自我效能感和成就感，推动学生认知和学习态度进入良性发展轨道。如，学生在独立开展学习时，对有独立见解的学生给予相应加分；在分组讨论时，对积极主动的学生给予加分；在教学过程中，对课前预习、课上积极讨论、课后及时反思的学生给予加分；针对个体差异，从学习态度、自我进步的幅度等方面给予适当加分，以鼓励基础较为薄弱的学生。教师在过程性评价过程中，要依据实际情况不断调整评价式支架，指导学生进行反思性学习。

四、教育数字化转型背景下支架式教学的实施策略

为更好地突破数学难带来的学科信息传递瓶颈，教育数字化转型背景下有效实施支架式教学，还需要注意以下四点。

（一）始终坚持以学生为中心

学生是学习的中心，是一切教学活动的出发点和落脚点。支架式教学法本身是基于建构主义学习理论提出的一种以学习者为中心，以培养学生的问题解决能力和自主学习能力为目标的教学法。因此，教学支架的搭建应以学生的学习活动为落脚点，充分激发学生学习的主动性和积极性，降低学生的学习焦虑，满足学生的个性化学习需求。在课前，要根据学生的实际情况将学习任务进行分解，充分利用数字技术的优势，做好学习之前的铺垫工作；在课中，使用数字技术将数学知识的理论性、抽象性和逻辑性与学生已有知识相衔接，找到新旧知识的契合点，促进学生自主性学习的发挥；在课后，做好学习结果评价，及时向学生反馈学习存在的问题，并帮助学生及时改进。总之，教育数字化转型背景下支架式教学要以学生为中心，通过对现有知识和学习目标搭建支架，辅助学生掌握知识和技能，将管理学习的主动权返还给学生。

（二）兼顾心理支架的搭建

现实中，中职学生普遍存在数学基础差、学习力和能动性较弱、对数学学习存在畏惧心理等问题，很容易知难而退。而数学知识结构间存在紧密的内在联系，数学学习需要唤醒学生已有认知结构的基础和经验。支架式教学强调教学过程中的知识处理与转化、意义建构，数字技术的使用有助于促进学习者成为学习过程的核心，使支架式教学内容更具有行动导向性，其关键是需要学生有主动学习的心态。因此，要考虑中职学生身心发展的顺序性、阶段性、不平衡性、互补性和差异性，充分考虑学生的学习和成长经历差异、知识经验差异、认识事物和处理问题的能力差异等，积极搭建心理支架，消除学生学习数学的畏惧心理，激发积极情绪，促进学生认知建构与发展。

（三）提升教师的数字素养

加强教师的数字教育理念和技术能力培训，提高教师专项实操技能，对于提升职业教育支架式教学具有重要作用。教师队伍数字化转型包括数字伦理、数字人格、数字素养，数字人格包括自主发展意识、责任意识、创新意识等，同时兼顾基础知识、批判性思维、创造力等。将数字技术整合到支架式教学实践中，教师需要一整套数字技能、知识和理念。教师在整个教学活动中具有组织者、指导者、促进者、助力者的作用，因此要学会创设情境、搭建台阶、促进交流、展示范例、参与评价等，充分发挥要素作用，激励学生主动、积极达到下一个发展区。教师要考虑学生的个体差异性，根据学生特点精心搭建支架，在学生跨越某一个学习台阶后教师还要及时撤离支架，以提升学生独立解决问题的能力。因此，支架式教学对教师提出了更高的要求，需要教师不断提升自身数字素质和教学能力。

（四）加强新型基础设施建设

教育数字化转型背景下开展支架式教学需要夯实新型基础设施条件保障。从区域和学校角度，需要推动5G、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的应用，持续建设信息网络、平台系统、智慧校园、数字资源、创新应用等新型基础设施。要加强智慧教学设施建设，不断提升通用教室多媒体教学装备水平。要创新新技术条件下的混合式、合作式、体验式、探究式等教学方式，开发基于大数据的智能诊断、资源推送和学习辅导等应用以及基于人工智能的智能助教、智能学伴等教学应用。要统筹学习、教学和管理过程中的大数据，建立教育大数据仓，促进教育数据的贯通共享。要建立持续关注和投入的机制、多部门协同工作的机制，推动教学全要素、全流程、全业务和全域的数字化转型，为支架式教学的有效实施提供有力支撑。