基于支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Python教學(xué)行動研究

（南京師范大學(xué)蘇州實驗學(xué)校，江蘇 蘇州 215131）

一、問題提出

1.教育信息化 2. 0時代轉(zhuǎn)變的需要

2018年4月教育部《教育信息化2.0行動計劃》中提出，新形勢下教育變革勢在必行，從國家層面發(fā)布教育創(chuàng)新戰(zhàn)略，設(shè)計教育改革發(fā)展藍(lán)圖，積極探索新模式、開發(fā)新產(chǎn)品、推進(jìn)新技術(shù)支持下的教育教學(xué)創(chuàng)新[1]。教育信息化的持續(xù)發(fā)展，使得教師角色和學(xué)生角色都發(fā)生了變化，強調(diào)學(xué)習(xí)過程中知識不是靜態(tài)的，而是在對事物理解的不斷深化、變革和改寫而變化的過程，所以在教學(xué)設(shè)計中拋棄原有的教與學(xué)分離的方法，基于協(xié)作學(xué)習(xí)對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行重構(gòu)，促使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力和思維能力得到最大化的提高，順應(yīng)我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)的潮流。

2.Python語言的學(xué)習(xí)成為主流趨勢

在一些權(quán)威排名中，例如PYPL、IEEE、TIOBE等，Python語言穩(wěn)居第一，最接近自然語言的Python語言成為主流趨勢。Python語言在教育界同樣深受歡迎，在人工智能的浪潮中，國務(wù)院也出臺了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件，推動人工智能技術(shù)在中國發(fā)展，而Python作為最接近人工智能的語言，其重要性不言而喻[2]。在信息技術(shù)新課程改革的趨勢中，浙江省首次將Python語言納入高考，隨后北京、山東在新出版的教材中也加入了Python編程基礎(chǔ)的知識，而江蘇省新教材中程序設(shè)計語言也選擇了Python語言，高中階段學(xué)習(xí)Python語言已是勢在必行。

3.應(yīng)用學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)更有效

新課程改革綱要也指出：教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力，教師的任務(wù)不僅僅是簡單的知識傳授，而是交給學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的方法，提高學(xué)習(xí)者的知識遷移能力和實踐能力[3]。為了幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)有利于協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，信息化時代，學(xué)習(xí)支架對協(xié)作學(xué)習(xí)有效的支持和幫助也越來越受到關(guān)注。但是協(xié)作學(xué)習(xí)的落實空有噱頭，如何讓協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生是值得思考的問題，利用實用探究模型學(xué)習(xí)支架實現(xiàn)迭代的協(xié)作學(xué)習(xí)，探索學(xué)習(xí)支架的引入是否有效促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)的真正發(fā)生。

二、概念界定

1.協(xié)作學(xué)習(xí)

協(xié)作學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以小組形式參與、為達(dá)到共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)、在一定的激勵機(jī)制下為獲得最大化個人和小組習(xí)得成果而合作互助的一切相關(guān)行為[4]。

2.行動研究法

行動研究是由社會情境或教育情境的參與者，為提高所從事的社會或教育實踐的理性認(rèn)識，為加深對實踐活動及其依賴的背景的理解所進(jìn)行的反思研究。大量的行動研究都是準(zhǔn)實驗研究[5]。本研究采用三次迭代實驗，螺旋深入，不斷改進(jìn)，反復(fù)進(jìn)行計劃-實施-觀察-反思四個基本環(huán)節(jié)。

3.實用探究模型

實用探究模型框架如圖1所示，模型的第一階段是觸發(fā)事件，課堂中教師布置作業(yè)、任務(wù)或挑戰(zhàn)等都可以觸發(fā)事件。模型的第二階段是探索，學(xué)生根據(jù)任務(wù)全面收集信息，選擇信息，挖掘問題的本質(zhì)，這是一個頭腦風(fēng)暴、互相提問和信息交流的分歧階段。模型的第三階段是整合，就是對探索階段產(chǎn)生的想法進(jìn)行整合和意義建構(gòu)，將批判性思維和認(rèn)知發(fā)展的過程推進(jìn)到更高級的階段。模型的第四階段是解決，通過直接或間接的行動來解決問題，但在解決問題的時候會引發(fā)另一個問題，這就會產(chǎn)生新的觸發(fā)事件，導(dǎo)致流程重新開始，實現(xiàn)了模型的動態(tài)迭代[6]。

三、基于高中Python教學(xué)的行動研究過程

1.基于支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Pyytthhoonn教學(xué)過程規(guī)劃

在開展本項研究之前，筆者對支架式協(xié)作學(xué)習(xí)、Python和石墨平臺作了相關(guān)研究，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境選用石墨平臺，石墨平臺可支持多人在線協(xié)作編輯，每位同學(xué)可以將自己的想法和思路寫出來，一起完善相關(guān)內(nèi)容。

教學(xué)設(shè)計圍繞提高學(xué)生舉一反三的能力和創(chuàng)新能力，在直接經(jīng)驗和協(xié)作討論的基礎(chǔ)上反復(fù)探索，得出最優(yōu)解。每個章節(jié)教師都提出較為開放式的問題，學(xué)生以教師提出的問題為觸發(fā)事件，繼而探索出自己的解決方案和想法，所有學(xué)生同時在石墨文檔中撰寫算法思路或者是偽代碼，在思維的不斷碰撞和整合中，檢驗該思路是否能有效解決當(dāng)前問題，是否還有更好的方案解決這個問題，在解決問題的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，而第二次學(xué)生提出的觸發(fā)事件使得流程再次執(zhí)行，不斷循環(huán)不斷迭代，最后寫出較為完善的偽代碼之后，小組成員分別根據(jù)偽代碼在IDLE中寫出代碼，在這一過程中可以繼續(xù)口頭討論，最后完成任務(wù)并且提交。根據(jù)完成時間和代碼性能等多方面評價，小組內(nèi)、小組間和教師分別給出分?jǐn)?shù)，每個階段學(xué)習(xí)后每個成員得到最終平均分。

2.支架式協(xié)作學(xué)習(xí)的高中Pyytthhoonn行動研究過程

2019年3月至2019年5月，以X高中高一學(xué)生為研究樣本，對試驗班學(xué)生進(jìn)行了為期3個月的跟蹤行動研究，小班化教學(xué)，4人一組，男女搭配，同質(zhì)分組。教學(xué)內(nèi)容安排如表1所示。

表1 教學(xué)內(nèi)容安排

研究過程及有關(guān)記錄如表2所示。

表2 行動研究過程

經(jīng)過三輪的教學(xué)實驗，學(xué)生已完全適應(yīng)了學(xué)習(xí)支架支撐的協(xié)作學(xué)習(xí)模式，在實踐的過程中也實現(xiàn)了學(xué)習(xí)支架的動態(tài)迭代，探索、整合和解決問題過程中產(chǎn)生的問題、疑惑和猜想都觸發(fā)流程的重新開始。所以說，基于學(xué)習(xí)支架的Python的教學(xué)設(shè)計過程可以呈現(xiàn)為圖2。

圖2 基于學(xué)習(xí)支架的Python教學(xué)設(shè)計過程

3.研究結(jié)果

在個別學(xué)習(xí)中，每個學(xué)習(xí)者是整個教與學(xué)的中心，一切學(xué)習(xí)資源、環(huán)境以及教學(xué)策略的設(shè)計都是圍繞學(xué)習(xí)者的初試水平、動機(jī)目標(biāo)等與學(xué)習(xí)相關(guān)的個人特征設(shè)計并實施的，因此發(fā)生在學(xué)習(xí)者個人身上的變化就能表征整個教學(xué)系統(tǒng)的輸出情況，就能反映教學(xué)或?qū)W習(xí)的成效[9]。所以，根據(jù)最后Python代碼的完成度的平均得分可以有效地表征在整個課程學(xué)習(xí)中學(xué)生的個人成效。

在協(xié)作學(xué)習(xí)中，若干個學(xué)習(xí)者組成了一定結(jié)構(gòu)的協(xié)作小組，擁有共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間合作互助，其目的是最大化個人和小組的習(xí)得成果。因此應(yīng)該用什么樣的參量來反映協(xié)作學(xué)習(xí)的成效呢，黃榮懷教授提出了一個代表性的參量定義為協(xié)作績效[10]。根據(jù)個人成效得分計算出小組的協(xié)作績效（E=（平均成績，協(xié)作度））如表3所示。

表3 實驗班協(xié)作績效得分

由表3可知，各個小組的成績平均值變化范圍較大，說明各個小組的基礎(chǔ)不一致，但是小組的協(xié)作度均超過了0.9，說明協(xié)作學(xué)習(xí)成效明顯，基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生了。

四、結(jié)論

1.勞動分工可以提高協(xié)作效率

組內(nèi)提前設(shè)定好勞動分工可以提高小組協(xié)作效率，促進(jìn)學(xué)生責(zé)任意識、團(tuán)體意識的形成，強化學(xué)生在該分工下學(xué)習(xí)到的知識與能力。

2.個人完成和協(xié)作完成相結(jié)合更符合Python學(xué)習(xí)特點

Python當(dāng)中的概念性問題、解釋性問題和設(shè)計性問題都可以采用協(xié)作學(xué)習(xí)解決，而Python代碼的撰寫屬于程序性的知識，可以根據(jù)協(xié)作學(xué)習(xí)的偽代碼指導(dǎo)性的練習(xí)，獨立練習(xí)，才能將知識轉(zhuǎn)化成技能，以應(yīng)對技能在新的情景中的應(yīng)用。

3.基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)更有效

基于學(xué)習(xí)支架的協(xié)作學(xué)習(xí)可以促使協(xié)作學(xué)習(xí)真正發(fā)生，學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動探索，由接受問題轉(zhuǎn)為敢于提出問題，打破了傳統(tǒng)的封閉式學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)造出有價值生成性的知識，成員之間共同思索，互幫互助，真正實現(xiàn)全面發(fā)展。