图式交互可视化教学策略在大规模疫情期间应用价值探析
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作者:张东淑 张湘
面对新冠肺炎疫情防控的关键时期，教育部發布通知，指导各高校充分利用优质在线课程教学资源，展开在线教与学活动，实现“停课不停教”“停课不停学”。可以预见的是，为应对新冠肺炎引发的大规模在线授课将会改写“课堂”一词的含义，也面临着随之而来的一系列问题。本研究运用雨课堂支持下的图式交互可视化教学策略，结合“针灸学”教学实践应用实证，分析其在大规模疫情期间的应用价值，以期为线上教学策略应急预案提供借鉴。
一、大规模疫情期间在线教育面临的问题
疫情期间，学生须待在家中，不能提前返校、不能参加集中性活动，甚至不能外出。此形势下，学生集中在同一场地学习已不再可能，共位集中式转变为异位散布式的教学组织结构成为制定应急预案之刚需。教学组织结构转变带来了一系列问题：首先，异位散布式教学组织结构中师生需要借助媒体的支持构建特定学习环境;其次，线上课堂往往受到频繁跳转多种平台/系统等干扰，必须采用比校园课堂授课更丰富的交互手段，且教学交互需实现采集学生学习行为和学习效果数据的功能才能确保教学结构的流畅性;再有，学生学习场地转移至家中后，教师需要构建个性化教学策略支持线上教学，增加学习结构的多样性以便满足不同个体认知习惯;最后，远程教育还需要灵活的学习架构适应不同学生所在社区及家庭的信息化条件的不同，以实现与课堂教学实质等效的质量。
当然，我国目前拥有着世界第一的慕课资源，这为线上教学提供了必要保证，但是，教师如何借助全媒体学习环境，在异位散布式的线上教学中构建与其相应的信息技术与学科特点深度融合的有效教与学交互策略，促使学生深度学习、采用高级学习方略、获得高阶知能及其迁移应用能力，使得在“核心素质”为导向的新一轮教学改革中，达到促进学科高阶思维能力发展的教学目标是线上教学面临的关键性挑战。
二、雨课堂支持下的图式交互可视化教学策略的构建及其应用
（一）图式交互可视化教学策略
图式交互可视化（Schematic Interactions Visualization，简称SIV）是指“在信息技术环境中，运用图式理论，将个体隐性的知识，通过视觉表征手段表示出来，形成能够直接作用于交互过程和交互结果的显性物理知识制品，促进师师、师生、生生及他们与学习内容之间深层次有效交互的教学策略，从而促进知识的传播与创新”。SIV策略对于研究者来说，为其从不同层面观察、理解和分析课堂交互过程提供了可能;对于教师来说，为其构建灵活的教学活动以及良好的互动环境提供了方法;对于学习者来说，为其积极地参与学习活动、提高自身的高阶认知能力与迁移应用能力提供了新的途径。
（二）雨课堂支持下的图式交互可视化教学策略
雨课堂支持下的图式交互可视化教学策略（如图1所示）采用雨课堂“云+端”技术支持服务模式，借助信息智能采集推送和即时数据分析功能，促进课前、课中、课后课程资源与概念图技术深度融合，分别采取合作学习、协作学习、自主学习，组织师生绘制师生主题概念图及拓展主题概念图，调试数据导向的教学设计，通过个性化的资源推送、实现教学过程有效互动和实时全方面教学评价，从而搭建诊断学习者概念认知图式、引导学习者概念认知整合、评价学习者迁移应用能力3个可视化平台，借助平台实施主题概念图的个性化比较、“同化”或“顺应”式补充、应用知识能力的教学活动，实现针对性、层次性、实践性的教学交互，基于师生间学习共同体构建，创新课程教学设计、赋能高效课堂交互、实践知识点理解力，从而促进高阶思维能力的发展。
（三）教学实践应用——以针灸学为例
1.课前学生主题概念图设计：可视化诊断学习者概念认知图式
课前学习者基于学习任务要求，第一阶段为自主交互，学生利用雨课堂线上学习资源（微课视频、预习课件、习题等）了解穴位的基本概念与知识体系，如定位、主治、刺灸法等，根据教学内容，自主选择一个穴位，绘制学生主题概念图。
第二阶段为合作交互，学生通过建立在线学习小组，搭建图式可视化学习诊断平台，在相互了解穴位知识的认知图式的基础上，在线学习小组合作选择某一与穴位知识应用相关主题内容，讨论穴位基本知识之间的关联、命题与概念的提取，绘制学生组主题概念图。下页图2为A同学所在小组自主选择主题，展示穴位知识在“关注疫情、居家防护”中的应用。反映出该学生组通过对学生主题概念图的学习理解记忆，掌握了列缺、尺泽、大椎、太冲等穴位基本知识以及衍生知识，如背三针的配伍应用、补益肺气的穴位组合等。命题的两个分支说明学生认为补益肺气、清肝明目是居家防护的中医防治原则，体现了学生的中医辨证思维能力。但补益肺气命题下“背三针”与“列缺、尺泽、大椎”三穴之间的关系有误，穴位操作方法仅用“按揉、艾灸”表达，并没有相应的具体操作方案，直观揭示了学生缺乏实践技能的训练，从而影响了对穴位配伍、操作方法的熟练掌握。
通过学生/学生组主题概念图，教师深入了解学生对穴位知识的认知图式，针对性设计了以下教学目标：（1）了解穴名、定位与主治、刺灸法之间的关系;（2）了解穴位疗效机理研究进展;（3）掌握穴位的配伍应用;（4）增强学生的实践应用能力;（5）促进学生的中医辩证思维能力。教学重点：通过主题概念图判断学生个体课前就穴位理解的差异，准确设计穴位的理论知识与实践应用教学活动。教师针对课前学生主题概念图提供的信息，准备穴位配伍及其疗效机理的教学资料，设计形成性练习判断学生的理解程度，重点考察学生的穴位配伍知识与实践应用能力。设计了课上启发性问题：举例说明根据病灶周围组穴处方（局部配穴）如何在临床上应用？采用何种具体的操作方法？
2.课中教师主题概念图设计：可视化引导学习者概念认知整合
雨课堂直播中，学生投稿主题概念图，通过弹幕、互评功能，师生评价学生主题概念图，教师引导交流，辅助性评价学生主题概念图认知结构，使学生能够在自我构建的认知图式中清晰意识到其中的问题，师生间及时反馈与交流，以促进学生学习成效;发布练习题填充教师主题概念图，比较学生主题概念图与教师主题概念图差异。图3例举的是教师设计的“关注疫情、居家防护”主题概念图，和图2学生组主题概念图进行比较，可以看出学生组主题概念图中，补益肺气分支下的穴位组合名称与穴位组成之间的关系有误，清肝明目分支下同时出现三个穴位，主次不分明。显然，学生组主题概念图按照中医防治原则列举了诸多具有相关主治功能的穴位，但对这些穴位的临证应用与组穴处方的掌握仍不甚清楚。教师主体概念图补益肺气分支下分别为背三针的穴位组成、定位以及具体操作方法，清肝明目分支下只保留了太冲穴定位与操作方法;还增加了居家防护的常识，加强对概念图主题的渲染，突出学以致用，引导学生对临证穴位配伍应用与刺灸操作方法等实践技能的培养。在讨论和比较分析师生主题概念图的过程中，讲解背三针的选穴组方特色、临证应用、常用刺灸法的适应症与选取;分析太冲穴与大敦穴、行间穴三穴的联系区别：虽同属于肝经，位置临近，但在临证应用中有所区别，太冲穴在清肝明目、疏肝解郁方面更胜一筹，且按揉此穴可起到较好的保健作用。强调针灸学理论实践性紧密结合的学习特点，渗透针灸简、便、效、廉的防治特色，培养学生整体思维、形象思维等中医思维能力，坚定学生中医药文化自信。 为进一步考察學生对穴位理论知识及其实践应用的掌握状况，教师可根据教学目标中的知识点有针对性地采取非良构问题设计，让学生参与教师主题概念图填图互动，通过定义教师主体概念图中所设置的概念和对命题连接词填空的具体描述，不断提取头脑中已有的知识，原有知识信息被构建与重组，将已有与现有的知识框架整合，增强学生对理论知识理解的信心，促进学生从被动学习转为主动探索，同时以形成性评价方式考核学生对知识点理解的准确度和深度。通过填图练习，学生学会思考如何在平行概念间寻找有机联系，拓展理解穴位知识之间关联的思路，让学生明白这种概念与知识点之间的关联有利于穴位知识系统性的理解记忆，如穴位命名、定位与主治或刺灸操作之间的关联，解剖结构与刺灸禁忌之间的关联，穴位主治、所属经络与配伍应用之间的关联等。
3.课后拓展主题概念图设计：可视化评价学习者迁移应用能力
围绕课上学生组/教师主题概念图的穴位应用主题，拓展课后网络资源学习，要求学生阅读10篇相关文献，通过小组线上讨论交流，总结与主题相关的重要概念及其关联，绘制拓展主题概念图，培养学生对知识的迁移应用能力。教师给予学生课后拓展学习活动及时且准确反馈，加速学生对知识迁移应用能力的培养。如图4所示，学生将“关注疫情、居家防护”的主题进行拓展，绘制了“强身健体、疫情防护”主题概念图，融入了自己对于穴位在疫情防护中应用的观点、理解，以新冠病毒即将侵袭于肺为背景提出问题，提供“正气存内、邪不可干”的中医理论解决方案，将“神阙”“涌泉”和“足三里”三个强身健体常用穴位组合，又分析其对于脏腑调整作用的区别联系：“强元气”“提肾气”“补胃气”，构建出人体各系统相互影响、相互促进的中医整体思维与辨证思维图式。
三、应用价值
本研究价值体现在：（1）智慧教学环境满足教学组织结构转变：利用雨课堂智慧教学环境实施基于主题概念图的教与学行为实践，模拟“教师主导一学生主体”的翻转课堂学习模式适应教学组织结构转变;（2）主题导向交互模式确保教学结构流畅性：学习者沿着教师课程设计思路，利用主题概念图有序地实施预设的学生自主、合作交互，生生、师生协作交互等程序规则，避免了交互活动散乱、交互主题不够聚合、交互过程易于脱离课堂教学等网络教学中的常见的交互失效问题，使学生获得流畅的学习体验;（3）个性化教学策略丰富学习结构多样性：这种个性化、可持续的教学交互也展现了学习者对概念理解的思维提取过程，为教师个性化教学指导提供切实依据，实现线上教学“因人而异”的多样化个体需求设计;（4）图式可视化平台调节学习架构灵活性：本研究搭建了诊断学习者概念认知图式、引导学习者概念认知整合、评价学习者迁移应用能力3个可视化平台构成的灵活性学习架构。教学设计时，学生可根据自己的实际需求与偏好，主动选择教师设计的学习任务;教学过程中，学生能够自主学习，教师针对学生涌现出的问题给予指引与点拨，并对于学生学得如何、有何问题、该如何给予帮助的决策，根据个性化学习数据由教师与智能教学工具共同完成。符合以学生发展为中心的教育教学理念，让学生身在家而心在学，促进在线学习与线下课堂教学质量实质等效。
作者简介：
张东淑：副教授，博士，研究方向为中医思维导向的混合教学设计与评价、智慧课堂教学设计（nyzds@sina.com）。
张湘：教授，博士，研究方向为图式交互可视化策略、设计思维（914630249@qq.com）。
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