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探究可视化学习在计算机应用基础课程中的运用
［摘
要］ 可视化学习是指利用知识可视化资源创设学习情境,学生通过思维可视化工具进行思考分析,并利用数据可视化方式进行总结、反思和学习评价的个性化学习方式.以促进学生的个性化学习能力为目标,以培养学生独立思考问题的能力、独立解决实际问题的能力为目的,基于可视化学习的教学方法,探究中职《计算机应用基础》课程的教学模式.
［关
键 词］ 中职计算机应用基础；可视化学习；教学模式
［中图分类号］ G712
［文献标志码］ A
［文章编号］ 2096-0603（2017）18-0163-03
计算机应用基础是中等职业学校学生必修的一门公共基础课,也是计算机专业学生的一门必修课.目前,教师多采用理论+实操的教学方法,即理—实一体化的教学模式,这种教学模式有它一定的优势,但在具体操作过程中,尤其在小组合作学习时,忽视了学生个体差异,忽视了学生独立思考问题能力的培养,往往出现滥竽充数的情况,学生没有独立解决问题的能力.而可视化学习能较好地改进这一现象,它能改变学生的学习方法,促进学生的个性化学习能力,培养学生独立思考问题的能力,提高学生的思维能力.
一、个性化学习能力的核心因素
个性化学习能力是指针对学生个性特点和发展潜能而采取恰当的方法、手段、内容、起点、进程、评价方式,促使学生各方面获得充分、自由和和谐的发展过程.学生可以根据自己的特点和需要,在更大程度上自由地选择适合自己的学习资源,按照适合自己的方式和进度进行学习.个性化学习使每一个学习者的潜能都得到最大限度的发挥,获得成功体验和生存效能感.教师在课堂中要尊重学生的个别差异,要帮助学生掌握获取新知识的方法并形成独立判断、独立处理问题的能力,养成个性化的学习能力,而个性化学习能力的核心因素是思维能力.因此,在教学过程中,学生的每一个学习活动中都应该有机会参与和独立思维.举一个简单例子,在学习Excel数据处理知识和技能时,学生能在课堂上按照教师的要求完成给定的数据函数公式计算,但学生在课后计算文明班评比分数时,面对表格中的数据,竟然还在使用手机中的计算机器进行数据计算,完全想不到可以直接使用Excel数据表的函数功能.可见学生缺乏独立思考问题的能力,独立解决实际问题的能力较差.可视化学习方法能改变学生的学习方法,促进学生的个性化学习能力,提高学生的思维能力.
二、可视化学习的三要素
可视化学习是指利用知识可视化资源创设学习情境,学生通过思维可视化工具进行思考分析,并利用数据可视化方式进行总结反思和学习评价的个性化学习方式.它包括三个基本要素：知识可视化资源、思维可视化工具和数据可视化方式.
（一）知识可视化
知识可视化是指通过视觉表征形式进行知识的传播与创新,可以用来构建、传达和表示复杂知识的图形图像,例如,微视频.知识可视化有利于正确传达事实信息,传输人类的知识,并帮助他人正确地重构、记忆和应用知识.知识可视化作为学习资源,可以改变认知方式,促进有意义学习.知识可视化作为教育理念,能促进教师进行反思,辅助教学设计.
目前,微课教学已成为各类学校进行课堂教学的一种热门教学方法,在可视化学习教学方法中所讲的微视频可以说是微课的一种形式,但它与讲解型微课有区别,它的内容不是知识讲解过程,也不是简单的知识呈现过程,而是提供与学习内容有相关的情境和问题,为学生提供思考的空间.它可以说是把讲解型的微课进行了改造,突出了情境性和思考性,提出从另一角度思考问题.学生在观看微视频后,必须应用思维可视化工具进行思考分析,独立形成个人的思维作品.例如,在讲授Word表格的制作与编辑这一知识技能点时,教师可制作这样的微视频,教师引入一个情境,制作一个课室卫生值日表,并提出思考问题“完成这份值日表需要哪些步骤和使用到哪些菜单命令？”之后,再让学生通过可视化的思维工具对问题进行分析和思考.而具体的表格制作与编辑技巧教师又可通过讲解型微课呈现给学生,让学生能自主学习知识和技能.总之,教师提供给学生的知识必须是可视化的,多种类型的可视化学习资源相接合,让学生能更方便地完成学习,更重要的是抓住了学生的学习兴趣.
（二）思维可视化工具
思维可视化工具是指运用一系列技术把原本不可视的思考方法和思考路径呈现出来,使其过程清晰可见.由此,使思维的方法和过程更便于呈现、理解和内化,有效地提高信息加工及信息传递的效能.实现思维可视化的工具通常包括思维导图、图形化思考工具、表格化思考工具等三大类.
在中职计算机应用基础课程中,比较适合学生使用的思维可视化工具是思维导图,思维导图又叫心智导图,是组织和表征发散思维的一种图形技术,它以某一主题为中心,以树状结构形成从向四周放散的多个层次的分支,各分支形成多节点连接的结构图.借助思维导图可以展示发散思维的思维脉络,展示事物之间的关系.例如,图文混排是计算机应用基础的一个重要技能,其实际应用范围较广,知识点较多,也较复杂.想要做好一份图文并茂的文档除了涉及专业知识,还涉及美学的理念.在排版之前,可以利用思维导图对文档进行设计分解,也就是说先利用思维导图进行版面构思,文字如何排版、图片格式如何设计等.在清晰的思路下设计出的版面,才能做到美观大方,同时也能直观地呈现出设计者的想法,更重要的是培养学生独立思考的能力,而且在后期进行检查时也能准确地发现哪个环节和步骤出现了问题.
（三）数据可视化
数据可视化是将抽象数据利用点的分布,线条,平面或立体图形等直观形象来表达数据意义的一种方式.可视化学习中数据可视化的对象包括学习者学习活动过程中产生的数据和学习结果产生的数据.在可视化学习研究中要关注发展过程,进行差异比较,将达标状况的数据可视化.
最简单的方法,可使用Excel图表来显示学生在学习过程中对知识点掌握程度及对学生的学习评价进行数据化呈现,形成可视化数据对学生进行发展性评价.例如,《计算机应用基础》这门课程中的除“Word”和“Excel”以外的知识都不是技能证书的考点,非计算机专业的学生不一定乐于学习这部分知识,教师不一定能做到让全部学生都能学会并掌握.这时,可采用分层教学,让学有余力的学生继续学习,并利用Excel图表中的柱形图记录掌握这些知识技能点的学生情况和学习情况,便于在以后的教学中进行对知识点进行重新的梳理和调整.
三、可视化学习教学模式的具体运用
在中职计算机应用基础课程教学中,教师可以通过展示知识内容情境,提出思考问题；学生利用思维工具思考分析问题,解决问题；学生围绕可视化思维作品进行交流,开展小组活动；利用多种可视化资源指导学生,深化学习；学生利用可视化思维工具进行反思,评价五项学习活动,将可视化学习教学模式与课程教学活动紧密相联.例如,在进行Excel数据图表的课堂教学时,可以按照以下五项学习活动开展教学.
（一）展示知识内容情境,提出思考问题
可视化学习动模型实际上来源于基于问题驱动学习（PBL）的思想,是PBL在可视化学习活动中的具体体现,因此,需要利用知识可视化资源展示学习内容的情境并提出需要解决的问题.可制作这样的微视频,教师引入一个情境,在统计班级学生期末成绩时,用两种方式展示,一种数据表格,一种图表,让学生通过查找一些数据来体会和思考哪种数据显现方式更直观,随后再将创建图表的操作步骤呈现给学生.接着,给出一些数据表格,并提出问题“各类型的图表可对应显示什么样的数据表”,为学生提供了一个开放式的思考空间.
（二）利用思维工具思考分析问题、解决问题
以往学生按照教师给出的操作示范基本上能完成预定任务,或者借助外力的帮助能尝试一些开放式的任务.但学生在学习过程中没有独立思考的时间,没有通过自己独立思考解决问题,这样学生不知变通,无法将知识进行内化—迁移—提高,从而解决不了实际问题.而通过可视化思维工具,学生可以进行独立思考,并将思考过程用可视化工具呈现出来.针对教师提出的“各类型的图表可对应显示什么样的数据表”问题,学生可以利用思维导图将思考过程呈现出来,并能发现各图表之间的区别和联系.如图1所示.
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图1 思维导图
通过制作思维导图,学生将创建图表的技能独立思考了一遍,系统地梳理了知识点,并将思路呈现出来,接下来就是制作作品——完成图表的创建,可作品也是可视化的,更利于学生的学习.通过可视化思维工具,能让学生不仅知其然,还能知其所以然,也能让学生将技能快速地运用到今后的学习和生活中,去解决实际问题.
（三）围绕可视化思维作品进行交流,开展小组活动
学生在经过独立思考后完成作品,在学生有一个独立学习的过程后,再进行小组活动,将可视化作品进行完善.小组内交流作品,一起查找作品中的问题并进行修改,学生在课堂上进行分享与表达.在学生独立完成的图表中,有些数据选择错误,有些布局设置不当,这些问题是自己没能发现的,或者发现了却不知如何解决的.通过小组交流、头脑风暴,将发现的问题进行纠正,再将作品进行完善,最后在课堂上分享和展示.这种通过自己独立思考、自己努力后获得的成就感会让学生体会更深刻,所掌握的技能点也能更牢固,也发挥了小组协作的作用,培养了学生的合作能力.
（四）利用多种可视化资源指导学生,深化学习
教师对学生提出的问题进行分析和总结,进一步提供学生可选择、多样化、多层面的可视化练习,让学生在实际操练过程中使知识深化.学生学会创建图表后,对学生进行深化提升,让学生学习图表的格式化.教师可制作微视频,并将图表格式化的知识技能点呈现给学生,学生再利用可视化思维工具进行思考,完成可视化作品,如此循环,将知识、技能学完.
（五）利用可视化数据进行反思,进行发展性评价
对学生的学习情况进行动态跟踪,并形成可视化数据对学生进行发展性评价.最简单直观的方法可以通过Excel图表记录和显示学生的学习情况,例如,每位学生的学习水平情况使用折线图,如图2所示.小组合作得分使用柱形图或者条形图,这样就可以了解每一个学生一学期的动态学习情况.
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图2 单个学生学习情况
当然,以上五项活动并不是教学过程固定的先后步骤,它是学习活动的内容和方法,包含自主学习、合作学习、探究学习活动,也包含了微课的应用,可以进行翻转课堂教学,也可以在课后进行复习巩固,可以根据教学内容设计不同学习活动的顺序安排,也可以将上述学习活动循环多次使用.
四、可视化学习教学模式需要注意的问题
（一）学生独立思考才能达到个人目标
很多教师喜欢使用小组教学法,但这种教学方法往往会忽视学生的个体差异,忽视学生独立思考问题能力的培养,难免出现学生滥竽充数的情况,学生没有独立解决问题的能力.可视化学习的教学模式,特别注重学生独立思考的能力培养.教师在展示知识内容前,必须提出一个思考问题,即制定一个每个学生都必须达到的个人目标,让学生独立思考,而且让学生有足够的时间思考,并使用可视化工具分析问题、解决问题.
（二）适当的小组活动能培养学生的多种技能
美国伯尼·特里林、查尔斯·菲德尔在《21世纪技能：为我们所生存的时代而学习》中指出,21世纪的基本技能应包括：学习与创新技能（包括批判性思考和解决问题能力、沟通与协作能力、创造与革新能力）,数字素养技能（包括信息素养、媒体素养、信息与通信技术素养）,职业和生活技能（包括灵性与适应能力、与自我导向、社交与跨文化交流能力、高效的生产力、责任感、领导力等）.学生在达到个人目标后进行适当的小组活动——小组合作学习,有利于培养学生的协作能力、沟通能力.学生在经过独立思考问题、分析问题和解决问题后,可在小组内交流活动,完善作品的不足以及交流学习心得.这种小组合作学习模式下学生的个人目标和小组目标之间是积极的相互依赖关系,只有当小组内所有成员先完成各自的目标（即前面的独立思考和独立完成作品）,整个小组才能达到成功,这是一种荣辱与共的交互方式.
在计算机应用基础教学中,一定要设定好个人目标及小组目标,才能将可视化学习教学模式的优势发挥出来.
参考文献：
［1］李克东.可视化学习行动研究［J］.教育信息技术,2016（7）.
［2］伯尼·特里林,查尔斯·菲德尔.21世纪技能：为我们所生存的时代而学习［M］.天津：天津社会科学院出版社,2011.
计算机应用论文范文结:
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