基于 CTCL 的教学效果改善实证研究 ——以高中信息科技“计算机病毒” 为例

发布时间：2016-10-19 14:27

第1章 导论

随着心理学和教育学的发展，大量的研究者发现：学生并不是空着脑袋进入课堂的，由于不同学习者受到日常生活和学习的影响，自身已经产生经验，即使他们面对没有学习过的知识内容，却有能够理解知识内容的方法。在信息科技学科之中，概念学习占有一定比重，相对较传统学科和综合性学科而言，研究呈现相对滞后和不足的现象，因此问题就出现了，在正式进入信息科技课堂之前，学生是否存在前概念？而其中前概念形成的原因有哪些？在了解到学生存在的前概念及其形成的原因后，促进概念转变的学习资源又如何开发，才能有效地改善教学效果？探究以上问题，一则能够为一线教师改善其教学效果提供新思路，引导教师更加关注学习者；二则为概念转变在信息科技学科领域研究做进一步拓展工作。因此本研究从学生的心理层面出发，研究学习者在进入正式课堂之前，存在的前概念以及形成原因，旨在于更加关注学习者，针对不同的学习内容，并运用恰当的技术促进概念转变，有效地改善教学效果。
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第2章 研究设计

2.1 研究问题

本项研究为了弥补在信息科技相关领域的概念转变研究相对较少的不足，主要通过概念转变来促进信息科技教学效果，一方面更加关注学习者本身，一方面希望为一线教师信息科技教学提供指导性的建议，因此本研究主要尝试解决以下三个问题：1.高中计算机病毒部分存在的前概念以及形成的原因。主要包括两个问题：一是学生在进入正式课堂之前，在计算机病毒部分存在的前概念是什么？二是这些前概念形成的原因有哪些？2.根据前概念形成的原因，归纳出高中学生在计算机病毒这部分存在的前概念类型。3.针对不同类型的前概念，如何设计学习资源和教学过程，以促进概念转变的发生。针对不同类型的前概念，如何选取合适的技术，来开发学习资源，应用到正式课堂中，验证是否能达到改善教学效果的目的？

2.2 研究方法

本研究主要采用访谈法、问卷调查法，其中也用到文献研究法，在这里主要阐述与本研究收集数据、处理数据较为密切的研究方法。在正式测查之前，对高中信息科教师进行随机访谈（详见附录 1），此次访谈共计教师 7 名，这 7 名教师在不同学校不同班级任教。在访谈结束后，笔者对访谈内容进行统计分析，对教师的访谈答案归类，得出测查调查问卷中的问题，测查问卷不仅要关注所选实验内容中的重难点、也要密切与实验对象的易错知识点相关联。根据访谈得出的测查开放式调查问卷，再次给任课师进行评价反馈，去除了例如“计算机病毒会使计算机生病，生物病毒会让人生病，那么可以说两者类似吗？为什么？”这种题目明显有提示性的问题，以防止误导学生发生错误概念，影响非实验班级学生的概念转变。

第 3 章 理论基础及研究现状................ 7

3.1 理论基础 ..................... 7
3.2 研究现状 ....................... 10
3.2.1第 4 章 前概念测查..........16
4.1 前概念测查前期准备 ............. 16
4.2 前概念测查数据统计与分析..... 17
4.3 前概念测查总结............................ 22
第 5 章 实验教学的设计与实施...............27
5.1 实验教学总体设计 .................... 27
5.2 实验教学资源开发 .............. 29

第 5 章 实验教学的设计与实施

5.1 实验教学总体设计

本实验教学过程的设计是针“计算机病毒及预防”整节课进行的，考虑到本研究的目的，在本节中仅介绍学习资源开发选取知识点的教学设计过程。根据测查结果设计微视频的知识点都是按照发生认知冲突、介绍科学概念并且证明其合理性30、新概念的建立、新概念的巩固这四个步骤进行教学的，而未根据前概念测查结果设计微视频的知识点则是按照传统讲授教学的方式，由于教学过程的设计都是按照上述的四个步骤进行的，，在下文中主要详细介绍对未根据测查结果设计的计算机病毒定义、以及根据测查结果设计的计算机病毒可以通过系统漏洞进行传播，这两个知识点讲解的设计。第一步，发生认知冲突。从实验对象熟知的概念入手，展示微视频，画面中多次显示系统出现漏洞，用户置之不理，然后不知道怎么回事，系统操作异常，不同重启后，系统崩溃。教师重复画面中的文字“我们平时系统漏洞，计算机不是也都正常运行吗？为什么这次发现系统漏洞后，会出现中病毒的症状？”，抛出的这个问题，引导学生与存在“计算机有漏洞也不至于中病毒”的前概念发生认知冲突。

5.2 实验教学资源开发

根据前概念测查分析的结果可以看出，如果要将学习者的非科学前概念转变为科学概念，开发的资源就必须要能够满足如下条件：1.学习者要对自己以往的生活经验发生质疑，认识到自己经验是有局限的。2.借助技术能够克服时间、空间和环境带来的不便，用间接经验替代直接经验，为学习者提供比所见更可靠、更科学的依据。基于以上需求，虽然可选择媒体种类很多，但选择视频作为完成概念转变的主要媒体承载形式，使用视频形式可以克服时间、空间带来的不便，是出于以下三个主要原因：1.由于机房环境受限制，具体例如在讲解计算机病毒破坏性以及不能打开直接下载邮件时，直接打开邮件中的附件，可能会使计算机中病毒，实验学校电脑机房规定不允许老师或者学生蓄意把病毒感染到机房电脑，那如果真正展现计算机病毒发作，用视频方式可以克服这种环境限制，五个视频中都有中不同种病毒后的情景。

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第 6 章 研究总结

本研究把“皮亚杰的认知发展机制理论”、“建构主义学习理论”“CTCL 研究范式”作为理论基础，选取上海市某高中高一学生为研究对象，通过测查选取存在非科学前概念的知识点，挖掘出有关计算机病毒部分普遍存在的前概念，挑选合适的技术，开发相应的学习资源，其中学习资源的开发有些依据学习者的前概念，有些依据传统的教学设计，同时运用到教学中，促进学生概念转变，以达到提高教学以及学习效果。本研究得出以下结论：第一，进入高中“计算机病毒”课题学习之前，学生存在的前概念可以依据其成因大致分为五种类型（管中窥豹型、夸大其词型、表达欠佳型、错误连锁型、经验推测型）。第二，针对“计算机病毒概念”这一学习内容，在实验组运用未根据前概念教学设计开发的微视频，在对照组运用传统教学中的现场讲授，结果发现实验组的答题正确率提高幅度要大于对照组。第三，针对“计算机病毒传播途径”这一学习内容，运用依据前概念开发的微视频和未根据前概念开发的微视频分别进行了实验教学，结果发现前者比后者对于教学效果的改善更加明显。

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参考文献（略）

本文编号：145822