搭建學(xué)習(xí)支架 提升信息素養(yǎng)
——以初中信息技術(shù)程序設(shè)計(jì)教學(xué)為例

沈珊珊|浙江省杭州市臨平區(qū)臨平第三中學(xué)

布魯納在維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論的基礎(chǔ)上提出了“支架式教學(xué)”概念，主張?jiān)诮虒W(xué)過程中教師僅僅是支架的提供者，學(xué)生是自主學(xué)習(xí)的主體。也就是說，教師應(yīng)重視并通過搭建學(xué)習(xí)支架，使學(xué)生的水平不斷進(jìn)階。

一、研究源起

隨著初中信息技術(shù)教材的不斷更新和發(fā)展，教材中有關(guān)程序設(shè)計(jì)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)越來越多，特別是程序設(shè)計(jì)所占的比重越來越大。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)不僅僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)一門編程語言，更要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和解決問題的能力，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。然而當(dāng)前的程序設(shè)計(jì)教學(xué)卻存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

其一是教師重知識(shí)講解輕方法引領(lǐng)。這不僅降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還剝奪了學(xué)生思考的機(jī)會(huì)，不但沒有讓學(xué)生體會(huì)到程序設(shè)計(jì)的樂趣，反而使學(xué)生產(chǎn)生了畏懼心理。其二是教師重整體推進(jìn)輕差異教學(xué)。這使教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)以中等生為主，往往導(dǎo)致學(xué)優(yōu)生“吃不飽”、學(xué)困生“吃不下”。其三是教師重任務(wù)設(shè)置輕幫扶研究。程序設(shè)計(jì)教學(xué)多以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主，任務(wù)的設(shè)置很大程度上影響著教學(xué)能否順利開展。教師雖然十分重視任務(wù)的主題、任務(wù)的銜接、任務(wù)的層次和梯度的設(shè)置，但在該采用何種方式幫助學(xué)生完成任務(wù)方面卻常思考過少。這一方面導(dǎo)致學(xué)生面對(duì)新任務(wù)時(shí)經(jīng)常束手無策，另一方面也使學(xué)生獲取知識(shí)的方式過于單一。

支架式教學(xué)為解決以上問題提供了一個(gè)很好的參考。

二、學(xué)習(xí)支架的含義及搭建支架的原則

學(xué)習(xí)支架，簡單來說就是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的腳手架，用來支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。它強(qiáng)調(diào)教師必須立足于學(xué)生的發(fā)展，提供必要的支架，促使學(xué)生掌握、建構(gòu)和內(nèi)化那些能使其從事更高認(rèn)知活動(dòng)的技能。在搭建支架的過程中，教師需要遵循以下幾個(gè)原則。

（一）講究引導(dǎo)

課堂的主體是學(xué)生，學(xué)生必須參與整個(gè)問題解決的過程。親身思考和體驗(yàn)更有助于學(xué)生獲得解決問題的思維過程，從而提升獨(dú)立完成任務(wù)的能力。作為課堂的促進(jìn)者，教師應(yīng)想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到課堂活動(dòng)中并積極思考問題，而非直接給出答案或代替學(xué)生完成任務(wù)。

（二）注重個(gè)性

由于學(xué)生個(gè)體具有差異性，因此，教師在搭建學(xué)習(xí)支架時(shí)，既要考慮到大多數(shù)學(xué)生的整體水平，還要針對(duì)其他層次的學(xué)生搭建不一樣的支架，以提高更多學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，對(duì)于思維能力比較強(qiáng)的學(xué)生，教師可多提供一些問題支架，增強(qiáng)他們積極思考和探索的能力，對(duì)于思維能力欠缺的學(xué)生，教師可提供范例或工具支架，幫助他們逐步上升。

（三）高度適宜且具有動(dòng)態(tài)性

支架好比樓梯臺(tái)階。若臺(tái)階過于平緩、密集，很多學(xué)生一步就可以跨越多個(gè)臺(tái)階，則教學(xué)很難吸引學(xué)生的興趣；若臺(tái)階過高過陡，造成大多數(shù)學(xué)生甚至是思維能力強(qiáng)的學(xué)生都爬不上去，則容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，搭建的支架應(yīng)該略高于學(xué)生的現(xiàn)有水平，落在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)。同時(shí)，支架往往是預(yù)設(shè)的，課堂卻是動(dòng)態(tài)的，教師無法對(duì)課堂中學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做到精確評(píng)判，因此，預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)支架要隨著課堂教學(xué)的動(dòng)態(tài)發(fā)展及學(xué)生知識(shí)水平的變化及時(shí)作出調(diào)整。

三、程序設(shè)計(jì)教學(xué)中搭建學(xué)習(xí)支架的策略

基于學(xué)生的學(xué)情，立足于學(xué)生的發(fā)展，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，筆者在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中嘗試采用如下搭建學(xué)習(xí)支架的策略。

（一）搭建情境支架，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)氛圍

情境是指在社會(huì)生活中真實(shí)發(fā)生或可能發(fā)生的事件場(chǎng)景。情境支架以情境創(chuàng)設(shè)為基礎(chǔ)，將事件場(chǎng)景引入課堂，使學(xué)生置身于情境中，以誘發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生既有學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的欲望，覺得能寫程序是一件很厲害的事，又覺得寫程序很難。因此，要保護(hù)好學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，幫助其減少害怕心理，教師就要搭建合適的情境支架。

1.激趣：情境支架趣味化

趣味是最好的老師，有了趣味，學(xué)習(xí)就有了動(dòng)力。為了讓學(xué)生擺脫對(duì)于程序設(shè)計(jì)望而生畏乃至卻步的心理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，筆者嘗試為學(xué)生搭建趣味化的情境支架。

如在學(xué)習(xí)浙教版義務(wù)教育教科書《信息技術(shù)》八年級(jí)上冊(cè)（以下課例均出自本冊(cè)，不另注）第5課《分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)》時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了抽獎(jiǎng)游戲環(huán)節(jié)。第一輪：點(diǎn)擊“抽獎(jiǎng)”，如果顯示的數(shù)字大于10，即可獲得一份小獎(jiǎng)品。第二輪：點(diǎn)擊“抽獎(jiǎng)”，如果顯示的數(shù)字大于10，可獲得一份小獎(jiǎng)品，如果數(shù)字小于或等于10，可獲得一份鼓勵(lì)獎(jiǎng)。學(xué)生都躍躍欲試，希望能有一份好運(yùn)氣。游戲結(jié)束之后，筆者讓學(xué)生根據(jù)兩輪游戲的不同規(guī)則，描述相應(yīng)的算法并畫出流程圖。對(duì)比流程圖，學(xué)生認(rèn)識(shí)了單分支和雙分支結(jié)構(gòu)。

通過趣味化情境支架的搭建，筆者順利地吸引了學(xué)生的注意力，引入了這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，并且使學(xué)生逐步掌握編寫程序的方式：通過分析程序所實(shí)現(xiàn)的功能，用自然語言描述算法，然后轉(zhuǎn)化成程序語言。編寫小游戲程序的任務(wù)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生體驗(yàn)到了成功帶來的喜悅。他們學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣開始變得濃厚，而更強(qiáng)的內(nèi)驅(qū)力又促使他們更加認(rèn)真主動(dòng)地去學(xué)習(xí)。

2.觸發(fā)：情境支架生活化

信息技術(shù)課程的總體目標(biāo)是培育學(xué)生的信息素養(yǎng)。在教學(xué)中，教師若能聯(lián)系生活創(chuàng)設(shè)情境，就可以有效地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。

如在學(xué)習(xí)第8課《循環(huán)結(jié)構(gòu)——for循環(huán)》時(shí)，筆者以燈光秀作為課堂導(dǎo)入，向?qū)W生介紹不同的燈光效果都可以通過程序控制來實(shí)現(xiàn)，并告訴學(xué)生可以先試著讓一串燈依次閃爍，從而引入for循環(huán)。學(xué)生都帶著躍躍欲試的心情去學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果自然就大大提高了。在學(xué)會(huì)用for循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)燈光依次閃現(xiàn)效果之后，部分學(xué)生還自由發(fā)揮實(shí)現(xiàn)了燈光跳躍閃現(xiàn)效果，獲得了滿滿的成就感。

筆者為學(xué)生搭建了從課本知識(shí)學(xué)習(xí)到實(shí)際生活應(yīng)用之間的支架，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用，以及學(xué)以致用的樂趣。生活化情境支架的搭建讓學(xué)生真切感受到了信息技術(shù)就在自己身邊，體會(huì)到了信息技術(shù)的強(qiáng)大作用。這就使學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)更加深入，他們會(huì)更多地去思考如何應(yīng)用課堂上所學(xué)到的知識(shí)。

（二）搭建問題支架，減小思維跨度

維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)與發(fā)展是一種社會(huì)和合作活動(dòng)，它更適于讓學(xué)生在他們自己的頭腦中構(gòu)筑自己的理解，而非被“教”給他們。教師可通過在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)內(nèi)提出有效問題，幫助學(xué)生集中注意。學(xué)生則在問題的引領(lǐng)下，逐漸深入學(xué)習(xí)，最終完成知識(shí)的重構(gòu)。

1.精心設(shè)疑，循序漸進(jìn)

新知識(shí)的學(xué)習(xí)是以原有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)的，教師在問題引導(dǎo)時(shí)應(yīng)注意逐層遞進(jìn)，若問題跨度太大，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無法跨越這個(gè)梯度，學(xué)習(xí)效果就會(huì)事倍功半。

如在教學(xué)“for循環(huán)語句的一般格式”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，從循環(huán)結(jié)構(gòu)的流程圖到for循環(huán)語句的編寫，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為困難。筆者最初嘗試讓學(xué)生結(jié)合流程圖回答循環(huán)條件和循環(huán)體是什么，再在代碼中填寫。結(jié)果很多學(xué)生無法正確填寫，調(diào)研發(fā)現(xiàn)其主要原因在于問題梯度太大。于是，筆者作了更改，要求學(xué)生“將實(shí)例和語句格式進(jìn)行對(duì)比”，并提出三組問題：“此程序?qū)嵗?，①序列是（），序列中的元素有（），序列的?shù)據(jù)類型是（）；②循環(huán)變量是（），循環(huán)體是（）；③循環(huán)結(jié)束的條件是（），循環(huán)體一共執(zhí)行了（）次。”通過這些問題，筆者有效激活了學(xué)生的原有知識(shí)，學(xué)生的思維變得活躍、有效，并能將舊知和新知聯(lián)系起來。如此，學(xué)生個(gè)體的最近發(fā)展區(qū)和教學(xué)的最近發(fā)展區(qū)形成了交集，這激發(fā)了學(xué)生的思考，促進(jìn)了學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。

2.把握生成，深入學(xué)習(xí)

課堂中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)提出各種問題，這些問題往往能直接反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度。教師引導(dǎo)學(xué)生分析、探究、解決和反思這些問題，就會(huì)使他們對(duì)知識(shí)有更深層次的認(rèn)識(shí)和理解。

如學(xué)習(xí)第2課《常用數(shù)據(jù)類型》時(shí)，學(xué)生編寫代碼后發(fā)現(xiàn)輸出答案與預(yù)期不一致，于是提出疑問。筆者結(jié)合學(xué)生問題，提出一系列層層遞進(jìn)的問題：“①如果輸入1、2，這個(gè)程序的運(yùn)行結(jié)果是什么？如果輸入ch、ina，結(jié)果又是什么？②在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序，查看結(jié)果和你預(yù)計(jì)的結(jié)果是否一樣？如果不一樣，原因在哪里？利用type函數(shù)查看a、b的數(shù)據(jù)類型。int、str分別是什么數(shù)據(jù)類型？③如何將int和str數(shù)據(jù)類型相互轉(zhuǎn)換？④綜上所述，若a、b均為int類型的數(shù)據(jù)（或均為str），a+b返回的值是什么？如果a為int，b為str，a+b返回值是什么？如何修改代碼？”

筆者通過學(xué)生提出的問題，引導(dǎo)他們探究問題產(chǎn)生的原因以及該如何解決，在引出新知識(shí)的同時(shí)又不斷地激發(fā)他們?nèi)ニ伎?。每一個(gè)新問題的提出，都是對(duì)原有思維的一種挑戰(zhàn)，都是向新知識(shí)的逐步邁進(jìn)。教師要跟隨學(xué)生的思維碰撞，及時(shí)提出新問題，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。

（三）搭建工具支架，具象化抽象思維

初中生的抽象邏輯思維日益發(fā)展，但還有賴于具體形象。程序設(shè)計(jì)中的概念與算法的概括性、抽象性是學(xué)生所面臨的難關(guān)，只有思維能力達(dá)到一定的程度，學(xué)生才能真正理解。此時(shí)，教師可以借助工具，將抽象知識(shí)具象化，引導(dǎo)學(xué)生攻破這些難點(diǎn)。

1.巧借微視頻，使抽象思維可視化

對(duì)于程序設(shè)計(jì)教學(xué)來說，很多時(shí)候，教師講授再多都不如讓學(xué)生運(yùn)行一遍代碼更能加深學(xué)生的理解。筆者在課堂實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：教師反復(fù)多次強(qiáng)調(diào)input函數(shù)中的參數(shù)prompt的作用是給定提示符，但依然有不少學(xué)生會(huì)寫出類似于“input（1）”這樣想實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字1的代碼；而當(dāng)教師給出input有、無提示符的代碼運(yùn)行結(jié)果供學(xué)生觀察對(duì)比之后，錯(cuò)誤率就大大降低了?？梢姡钣行У男畔鞑ッ浇槭菆D像而不是聽覺。我們?nèi)绻軐⒊橄笏季S形象地展示出來，就可大大促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層理解。

《循環(huán)結(jié)構(gòu)——for循環(huán)》一課中，for循環(huán)語句的執(zhí)行流程對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)。在最初的教學(xué)中，筆者嘗試以程序?qū)嵗Y(jié)合幻燈片動(dòng)畫的方式來演示執(zhí)行過程，很多學(xué)生學(xué)后仍然一知半解。為攻破這個(gè)難點(diǎn)，筆者苦苦思索，最后想到如果能夠?qū)⒊绦蛑械拿恳痪浯a所運(yùn)行的結(jié)果展示出來，這個(gè)過程就會(huì)更加直觀形象。于是，筆者制作了一個(gè)《for循環(huán)執(zhí)行過程》微視頻供學(xué)生觀看自學(xué)。學(xué)生自學(xué)完之后，不僅可以表述出這個(gè)程序的執(zhí)行過程，還能回答出遍歷就是將序列中的每一個(gè)元素都訪問一次。借助微視頻，學(xué)生不僅知其然，也知其所以然。

2.妙用動(dòng)畫，使抽象思維形象化

抽象思維是在形象思維的基礎(chǔ)上發(fā)展并成熟起來的，將抽象思維形象化能幫助學(xué)生理解。

如第9課《for循環(huán)的應(yīng)用實(shí)例》中的“累加算法”，是一個(gè)教師難以描述、學(xué)生難以理解的知識(shí)點(diǎn)。通過觀察數(shù)據(jù)的變化，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)每一次累加后，sum的值都會(huì)發(fā)生變化，變化后的結(jié)果就是原來的值加上一個(gè)數(shù)值后產(chǎn)生的，但依然有不少學(xué)生疑惑：“sum=sum+i這個(gè)表達(dá)式到底是怎么來的，為什么要這樣寫？”顯然，學(xué)生的思維能力還未從具象發(fā)展到抽象，需要教師搭建必要的支架來幫助他們。

筆者以儲(chǔ)蓄罐存錢為例，以動(dòng)畫為載體，模擬了累加的過程。以sum為儲(chǔ)蓄罐命名，最開始儲(chǔ)蓄罐中并沒有錢，此時(shí)sum=0。學(xué)生每點(diǎn)擊一下“存錢”，每月結(jié)余的錢（即序列中的元素）就會(huì)放入儲(chǔ)蓄罐，學(xué)生就能觀察到：儲(chǔ)蓄罐中的錢變?yōu)樵械腻X加上存進(jìn)去的錢，也即“sum（后）=sum（前）+i”。這些錢自始至終都存放在儲(chǔ)蓄罐中，也即sum里，儲(chǔ)蓄罐依然是那個(gè)儲(chǔ)蓄罐，只是里面的錢發(fā)生了改變。通過動(dòng)畫操作，學(xué)生一方面對(duì)變量的含義有了更進(jìn)一步的理解，另一方面也對(duì)累加有了更加形象的認(rèn)識(shí)。課后，有學(xué)生笑問：“老師，是不是還有累乘？累乘的話，我是不是可以理解為不斷往氣球里充氣，氣球體積成倍增長呀？”

四、支架式教學(xué)的實(shí)踐成效與反思

通過教學(xué)實(shí)踐，筆者在課堂中深刻感受到了搭建學(xué)習(xí)支架給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來的顯著成效。其一，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力明顯提高。教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?yàn)閷W(xué)生搭建合理的支架，然后在合適的時(shí)候撤掉支架以逐步減少對(duì)學(xué)生的控制，學(xué)生對(duì)教師的依賴就會(huì)逐漸減少，遇到問題時(shí)就會(huì)積極思考和探索，嘗試自己解決問題。其二，課堂效果明顯提高。這從練習(xí)完成度即可看出，以《循環(huán)結(jié)構(gòu)——for循環(huán)》一課為例，筆者就隨堂練習(xí)、OJ測(cè)試平臺(tái)上的程序練習(xí)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)班（搭建了學(xué)習(xí)支架）與非實(shí)驗(yàn)班的完成數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的完成度要高很多。

綜上所述，搭建學(xué)習(xí)支架對(duì)學(xué)生提升學(xué)習(xí)能力和信息素養(yǎng)有非常積極的作用，但同時(shí)它對(duì)信息技術(shù)教師也是一種考驗(yàn)，需要教師了解學(xué)生的現(xiàn)有水平和可能達(dá)到的水平，并從學(xué)生的實(shí)際學(xué)情出發(fā)，搭建合理的學(xué)習(xí)支架，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。