常规课堂中知识建构教学的知识表征策略研究——以小学信息技术学科为例

摘要

核心素养是当下基础教育的聚焦点，思维能力是核心素养的重要体现。知识建构教学模式是培养思维能力的重要途径之一，以“知识与思维内在统一”为理论前提，既有知识建构教学便可应用于我国常规课堂时空。知识表征（知识外化）是知识建构教学过程中的重要环节，可视化是目前备受推崇的知识表征方式。然而，既有可视化实践中普遍存在图形语义模糊不清的问题，这在很大程度上影响了可视化知识表征对于思维发展的促进作用。本研究立足常规课堂时空，关注知识建构教学中的知识表征方式，依托小学信息技术学科，首先，设计可支持清晰图形语义知识表征的图形语义系统；而后，通过系统设计的教学实验，探索清晰图形语义知识表征方式与模糊图形语义知识表征方式的使用时机对于教学效果的影响机制，并据此给出常规课堂时空中知识建构教学的知识表征策略。　　针对图形语义系统设计问题，本研究首先系统分析小学信息技术教材，梳理出其内含的主要关系，而后结合图形的既有语义，为每种关系设计对应的图形符号，最终形成一套“清晰”的图形语义系统。针对不同知识表征方式的适用时机问题，本研究主要关注“独立（个人独立知识建构阶段）—协同（小组协同知识建构阶段）”与“过程（知识建构过程阶段）—结果（知识建构结果阶段）”两个时机维度，与两种知识表征相结合，在“独立—协同”时机维度，形成“清晰独立—清晰协同”、“清晰独立—模糊协同”、“模糊独立—清晰协同”、“模糊独立—模糊协同”四种知识表征策略；在“过程—结果”时机维度，去掉明显不合理的“清晰过程—模糊结果”知识表征策略，共形成“清晰过程—清晰结果”、“模糊过程—清晰结果”、“模糊过程—模糊结果”三种知识表征策略。　　本研究针对两种时机维度设计两组实验，均采用2*2多因素被试间实验设计。教学实验由研究者本人在天津市一小学依托信息技术学科开展，研究对象是六年级5个班级的学生，通过协方差分析消除学生初始计算思维水平对实验结果的影响。在12周的教学实验后，对实验对象的计算思维水平、学习态度、学习沉浸度、合作默契度以及认知负荷进行评估和分析。　　实验结果表明，在“独立—协同”时机维度，采用不同知识表征策略的学生在计算思维水平、学习态度、合作默契度、认知负荷方面无显著差异，但当两种不同的知识表征方式在“独立”与“协同”阶段交替使用时，学生的学习沉浸度更高。在“过程—结果”时机维度，采用不同知识表征策略的学生在计算思维水平方面无显著差异；当“过程”与“结果”阶段采用不同的知识表征方式时，学生的学习沉浸度更高；两阶段采用相同的知识表征方式的学生学习态度较好；全程采用清晰图形语义知识表征方式的学生在合作默契度和认知负荷方面得分较高。　　根据实验结果，并结合对实验结果的分析讨论，本研究提出如下知识表征策略：当学生处于接触清晰图形语义知识表征方式的初始阶段，建议教师将两种不同的知识表征方式在不同知识建构阶段（包括两个时机维度）交替使用；当学生能够熟练使用清晰图形语义的知识表征方式时，建议教师在知识建构各阶段均采用清晰图形语义的知识表征方式。

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