基于单元教学的初中信息科技学习支架的构建与应用研究

摘要：单元教学为改善课堂教学弊端、驱动核心素养落地课堂提供了一种可操作的有效路径，而学习支架的出现有助于进一步优化初中信息科技课程单元教学。因此，本研究梳理了单元教学和学习支架的相关文献，构建了基于单元教学的初中信息科技学习支架，并以信息科技八年级“人工智能与智慧社会”模块中的“认识与探究智能语音”单元为例进行实践应用，进一步优化教学环节，改善课堂整体教学效果，旨在为一线教师在初中信息科技课堂中实施单元教学提供实践参考。

关键词：初中信息科技；学习支架；单元教学

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）24-0039-05

引言

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的颁布，标志着信息科技逐渐成为注重核心素养拓展、深化教育教学改革的时代诉求。[1]然而，传统的初中信息科技课程存在单元教学设计不佳的痛点问题[2]，这极大地阻碍了学生核心素养的发展。学习支架的出现能够为学生创建一个“有援”的学习环境，帮助学生自主建构知识。在“科”“技”深度融合的背景下，如何在信息科技教学中完善知识的整体性与系统性，如何更好地促进学生核心素养的培养，成为当前的焦点问题。因此，本研究以促进核心素养为切入点，重点关注如何构建基于单元教学的初中信息科技学习支架，以课例为抓手，更好地引导学生积极参与到教学活动中，以期为信息科技单元教学提供新思路。

文献综述

1.单元教学

随着教学改革的持续发展，研究者基于不同视角针对单元教学的内涵提出各自的理解。从教学方法视角出发，江志勇[3]认为单元教学属于一类具备创新性的备课和教学方法，强调教师需要深入了解教学行为和单元整体的相关性，建立教学内容和现实生活的关系，并且在教学中进一步体现单元特征。从教学设计视角出发，李鑫倩[4]认为单元教学是以单元作为学科教学的基本单位，将章节主题纳入线索整合相关的教学内容，把合作学习等教学手段全面整合的一类教学设计。从教学模式视角出发，彭修成[5]通过对英语单元整体教学法的分析，认为单元整体教学主要是在传统整体教学法的基础上，基于不同单元的阅读或写作等相关课程，制订的一类创新性教学模式。

单元教学呈现出整体性、延续性、生本性等多元化特征。其中，整体性属于最核心、最显著的特征，单元教学突破了单篇以及某个单独训练点的局限性，全面理解教材，明确其中整体和部分的具体联系，划分纵向以及横向的相关性，设计单元规划，建立相应的教学目标，从而引导教学方向，执行单元教学行为。[6]延续性是指将单元知识前后联结及延伸，体现出单元教学的优势。陈洋阳[7]认为延续性通常表现为单元课程内容相互之间的联系，同时参考特定的逻辑秩序进行组合。前面知识为后面知识奠定基础，后面知识又是前面知识的延伸和完善，推动学生在学习后面知识的过程中，可以主动地形成知识迁移。生本性是指以生为本，从学生的掌握程度出发进行单元教学。陆鹏程[8]提到生本性的价值，认为在单元教学设计中必须体现出生本性。

综上所述，单元教学强调单元教学内容的整体性，具备创新性的备课和教学方法，以一个完整的单元主题进行教学环节设计，逐渐形成特定的教学模式。同时，单元教学关注单元整体的结构性和系统性，重点在于学生的核心素养，以低阶能力为基础，逐渐往问题解决能力、计算思维、批判性思维等高阶能力发展，培养全面发展的人。[9]

2.学习支架

伍德（Wood）[10]最早提出支架的概念，用来描述人在学习过程中所需要的有效支持。苏联著名心理学家维果斯基（Vygotsky）[11]认为“最近发展区”是指学生的实际发展水平与潜在发展水平相交叠的区域，需要“学习支架”辅助才能顺利完成任务的区域。随着对学习支架不断深入研究，国内外研究者在学习支架的具体类型上提出不同的见解，目前还没有具体统一的分类。伯尼·道格（Bernie Dodge）[12]从学习支架的使用目的角度将学习支架分为接收支架、转换支架和产品支架，并在支架的基础上构建了网络学习模式，有效培养学生的高阶思维能力和协作探究能力。索罗威（Soloway）[13]根据学习情境的不同，把学习支架分为偶发性学习支架和策略性学习支架。闫寒冰[14]从学习支架的表现形式出发，将其分为范例、问题、建议、向导、图表等类型，她认为在教学过程中应根据需要的不同提供不同的学习支架。张瑾[15]根据学习支架的教学角度进行分类，将其分为情境型、策略型、资源型、交流型和评价型，在STEM+教育的教学过程中将学习支架与教学相结合。

综上所述，本研究认为学习支架在学科应用实践中为信息科技学科设计学习支架提供了帮助，如搭建的学习支架应具有生活性与实践性，信息科技是一门实践性很强的学科，设计一些生活性、实践性较强的学习支架有助于培养学生解决实际问题的能力。在信息科技学科研究中，学习支架在实践教学中得到了学者们的广泛认可，他们认为目前课堂多半采用以学为主的教学模式，搭建学生自学或合作探究学习支架，更有利于学生使用教师设计的学习支架进行问题解决。

基于单元教学的初中信息科技学习支架的构建与应用

1.基于单元教学的初中信息科技学习支架的构建

信息科技倡导真实性学习，引导学生从真实问题出发，经历一个比较完整的提出问题、分析问题、解决问题、反思评价的过程。与此同时，新课标、新教材强调大单元教学，需要对单元的学习活动进行深度融合设计。因此，本研究在课程目标和学科特点基础上，构建基于单元教学的初中信息科技学习支架V0（如图1），使学习支架在不同环节发挥各自的作用，让学生在课堂中真正做到自主探究、深入思考、合作交流和评价反思，提升学生的学科核心素养。

2.基于单元教学的初中信息科技学习支架教学模式的应用

为了不断完善基于单元教学的初中信息科技学习支架的应用效果，本研究采用行动研究法进行三轮教学迭代，通过课堂观察和访谈的形式对教学过程中所使用的学习支架进行分析，进而调整学习支架的设计思路，更好地支持单元教学。

本研究选取了Z市七年级5班的50名学生作为研究对象，以信息科技八年级“人工智能与智慧社会”模块中的“认识与探究智能语音”单元为例进行实践应用，该单元模块设计如图2所示。

（1）第一轮行动研究

①计划。本轮行动研究为模块一——认识智能语音技术。教学目标主要包含了解语音信号转换为数字信号的过程，能阐述采样、量化和编码这三个步骤的原理，了解智能语音技术的研究范围，并能列举出生活中与智能语音相关的应用场景。

②行动。第一轮行动研究的过程总体上按照计划的内容进行，教学内容包含“声音与信息”“声音信号的采集与处理”和“智能语音的应用场景”。本轮采用的学习支架有情境性支架（鸟叫虫鸣的情境导入）、任务性支架（学习任务单）、资源性支架（智能语音的文字介绍、视频讲解）和评价性支架（学习评价表）。

③观察。通过课堂观察和学生访谈情况发现，学习支架的应用情况如下：学生对教学主题较为感兴趣，在情境导入后，注意力容易分散，无法找到合适的学习目标进行切入；学生关注教师所讲解的知识内容，并且能够进行合作交流，但在交流过程中存在无效交流情况，不能针对问题进行有效探讨。

④反思。经过第一轮行动研究实践，结合课堂观察和学生访谈，对学习支架的应用情况进行反思与改进：

一是忽略了学生的主动学习和个体差异。学生在情境导入环节后，被动接受知识，无法根据自身先备知识进行探索和实践，导致学生的主动探究和创造能力得不到充分发展。因此，在提出问题环节增加目标性支架。

二是缺少讨论交流方面的学习支架。学生在交流过程中漫无目的，偏离原定问题框架，无法有效对课程问题进行讨论，导致课程效率低下。因此，在分析问题环节增加交流性支架。

（2）第二轮行动研究

①计划。本轮行动研究为模块二——声纹识别：让机器听声辨人。教学目标主要包含理解声纹、声纹识别技术等概念，通过数字化实验平台体验声纹识别，理解声纹识别的工作原理，并且能简述声纹识别的过程，了解影响声纹识别准确率的因素，能够列举声纹识别的应用场景并合理化使用声纹识别。

②行动。第二轮行动研究的过程总体上按照计划的内容进行，教学内容包含“听声辨人活动”“声纹识别的工作原理”和“声纹识别的应用场景”。本轮采用的学习支架有情境性支架（“变声神技”的情境导入）、目标性支架（设定课程目标）、任务性支架（学习任务单）、交流性支架（预设问题）、资源性支架（声纹识别的文字介绍、视频讲解）和评价性支架（学习评价表）。

③观察。通过课堂观察和学生访谈情况发现，学习支架的应用情况如下：学生能够根据教师提供的支架进行自主学习，大部分学生能够积极参与到小组合作中，但由于小组任务难度逐渐增加，部分小组合作的效率较低，同时还有部分学生对完成任务的自信心减少，不太愿意甚至完全不愿意参与到小组合作中。学生在反思评价过程中对知识的归纳反思有所欠缺，无法准确总结课程所学内容，在组织交流环节中花费时间较长，导致效率低下。

④反思。第一，任务设置过于笼统，针对性不强。在分析问题过程中，教师需要向学生明确本节课任务的要求和目标，并根据具体情况给予针对性的指导和建议，鼓励其他小组的学生主动提供帮助和支持。因此，需要细化任务性支架。第二，归纳总结效率不高，组织交流存在问题。学生在反思评价环节无法对课程内容以及自身存在的问题进行有效总结，在讨论问题过程中不能触及重点。因此，需要在反思评价环节为学生提供有效的交流性支架。

（3）第三轮行动研究

①计划。本轮行动研究为模块三——语音识别：让机器言听计从。教学目标主要包含理解语音识别、声学模型、语言模型等概念，通过数字化实验平台体验语音识别，理解语音识别的工作原理，并且能简述语音识别的过程，了解影响语音识别准确率的因素，能够列举语音识别的应用场景并合理化使用语音识别。

②行动。第三轮行动研究的过程总体上按照计划的内容进行，教学内容包含“识别你的话”“语音识别的工作原理”和“语音识别的关键环节与应用场景”。本轮采用的学习支架有情境性支架（“ChatGPT陪练英语口语”的情境导入）、目标性支架（设定课程目标）、任务性支架（细化学习任务单）、交流性支架（预设分析问题、总结问题）、资源性支架（语音识别的文字介绍、视频讲解）和评价性支架（学习评价表）。

③观察。通过课堂观察和学生访谈情况发现，学习支架的应用情况如下：观察学生进行归纳反思分享的过程，发现部分学生出现无法全面应用知识内容的情况，即学习过程中构建的知识体系不全面。学生能对自己作品进行深入剖析，但在对其他小组作品进行评价时，不能准确地发现他人作品的优秀之处和不足之处，不能很好地吸收借鉴他人的经验成果。

④反思。第一，知识体系构建不够全面。教师需要观察学生的归纳反思分享，分析学生对知识点的掌握情况，在学生进行分享后总结本节课的重点知识内容，并对学生遗漏的知识内容进行补充说明，帮助学生构建完整的知识体系。因此，需要细化各种支架在教学过程中的作用。第二，评价方式较为单一。小组成员在听取其他小组汇报后，需要借鉴其他小组作品做得好的地方，改进自己的作品。这种以任务驱动的评价过程，不但能提高学生评价的积极性，还能作为本节课学习效果的反馈。因此，需要细化评价性支架，采取自评、互评等多元化评价方式。

（4）三轮行动研究总结

第一，通过三轮的计划、行动、观察和反思，在教学实践中不断对基于单元教学的初中信息科技学习支架V0进行修改和完善，三轮行动研究总结如下表所示。

第二，通过对教学模式的优化和完善，得到最终的基于单元教学的初中信息科技学习支架，如下页图3所示。该模式包含四个教学环节，每个教学环节均有不同的学习支架作为辅助，通过创设情境等师生活动开展教学，完成知识的深化和意义建构，将所学知识与日常生活紧密联系，注重学科核心素养的提升。

结语

在“双新”背景下，人才培养目标的转变对传统教学提出了更大的挑战。本研究从学习支架视角出发，结合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》特点分析和单元教学环节分析，构建基于单元教学的初中信息科技学习支架，重组教学资源与教学流程，实现课程教学方法智慧化变革，有助于促进学生学科核心素养的发展。后期，本研究将进一步开展系列实证研究，将其应用于其他学科单元教学当中，逐步完善学习支架的构建，将学科教学与信息科技深度融合，更好地优化教育教学过程。