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基于情境创设的问题式教学在汽车类专业基础课程教学中的应用探究

2021.08.23

教育教学论坛

依据《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》(教职成〔201913号),高职各专业课程体系普遍按照公共基础课、专业基础课、专业核心课、素质拓展课来构建,其中专业基础课为后续课程学习提供必要的认知及经验,具有“理论性强、涉及面宽、有拓展性”的特点,对学生职业观及创新意识的塑造都有着重要作用。传统的专业基础课教学方法仍然以教师、教材为中心,教学设计与学生的前拥经验、思维能力不符,忽视了个体差异,导致学生除了课堂之外往往不知道怎么使用这些知识。因此在提高教学质量、夯实创新创业基础的大背景下,有必要对专业基础课的教学进行改革。

一、基于情境创设的问题式专业基础教学的背景及意义

情境认知学习理论作为认知心理学的一个重要分支,近年来在教学实践中得到广泛应用,已经发展起来抛锚式教学、随机进入式教学、认知学徒制教学等多种形式。问题教学法(PBL)以问题为导向、学生为中心,学生发现问题、收集资料、解决问题,充分培养其自主学习能力和创新能力。基于情境创设的问题式教学是用情境来塑造学习氛围、条件化知识,用问题串来引导思维推进,即为学生的学习设定丰富的环境氛围,使他们将所学知识与该知识的使用条件结合起来,以后再遇到类似条件时才能有效地被提取出来并加以运用。对于高职的专业基础课教育来说,依据人才培养方案及课程标准,开展基于情境创设的问题式教学,给予学生时间去探究基本概念,更加有利于知识的迁移和思维的开发,对于他们后续专业核心课的学习、创新能力的塑造和毕业后的职业拓展都大有裨益。

二、基于情境创设的问题式专业基础教学应用策略

在基于情境创设的问题式教学中,找到合适的情境是重要基础,设计有效的问题串是应用关键。情境应服务于教学目标的提出, 而问题串应服务于教学目标的达成,整个教学过程的催化剂是师生间的互动及学生间的互动等。

(一)教学情境的创设策略    

教学情境塑造教学的基础环境氛围,它来自于真实社会事件,必须贴近学生的前拥经验,在经过设计者的修改后,具有探索性、真实性、典型性、情感性等特征。教学情境应包含主体、资源、空间、时间等结构要素,其中主要要素是情境主体与情境资源,即与情境资源相互作用的个体,及承载课题学习内容的载体。高职专业核心课程教学情境一般设为现实社会中工作岗位任务的模拟,在拟定企业环境、进行角色定位后,通过完成任务来进行学习,与职业有紧密的联系。但这种方式对专业基础课教学并不合适,因为专业基础课教学的首要目的在于认知取向,作为情境主体的低年级学生在认知还没有完全形成的情况下,对于复杂岗位任务的敏感度较低,因此专业基础课程教学情境的情境主体宜定位于“专业新手”,创设时应更注重专业方向性、启发性、基础性。情境资源是教学内容存在的载体,一个真实专业事件的发展可能受多个客观对象的影响,设计者要根据需求对内容进行删减、强调、增补,形成合适的情境资源。汽车类专业基础课教学可以采用以下类型的情境资源:机电元件或系统本身不正常导致的社会现象、关键机电元件技术革新对生产力或社会的推动、对机电元件或系统的错误理解或操作导致的无效工作、利用已有的机电知识或技能解决生活工作中的问题等,情境资源的内容可以为正面或负面的,但它们的效应必须是高唤醒,即学生在学习时能够产生正面的情绪。经过调查,部分低年级学生正在准备驾驶考试,对手动挡车辆换挡来处理各种路面情况的操作有一定了解,在这个前拥经验的前提下,使用以下案例作为直接资源创设定轴轮系及手动变速器原理的教学情境。案例:李同学在准备驾驶考试,由于他对变速器工作原理不了解,在车辆行驶起来后不会换挡,导致车辆虽然发动机转得很快,车速却很慢,因此被师傅批评了,你能告诉他原因吗?该情境为“对机电元件或系统的错误理解或操作导致的无效工作”,属于负面高唤醒。另外还有部分学生没有驾驶相关经验,不能理解直接情境资源,因此在实训室利用变速器台架,将内部结构遮掩后运转起来,让学生体会挂挡与车速的关系,作为辅助情境资源。两种情境资源共同作用,塑造学生对变速器外部表现和作用的切身体会,引发他们急切想要了解其内部原理的求知欲。

(二)问题串的创设策略

问题串依据教学活动环节而设立,起到引导学习进程的作用,细致、有效的问题串是教学的关键。对于缺乏内驱力的学生来说,施加过多过难的主动任务会使学习进度完全停滞,因此教学活动和问题串的设计要以学生为中心,理解学生、从他们的视角和学习规律出发。从以往经验来看,高职学生对于事物规律的自主理解仍然是浮于表面特征的,例如在变速器的结构认知环节,如果不加引导,大部分学生会不加细察的盲目参照资料上结构图,以位置而不是传动比来判断不同的挡位齿轮,这说明他们是以表面特征的相似性来解释问题,而不是以内部原理的符合性。因此建议以“体验(观察)——外部识别——查阅资料——分析——实证”为活动路线来设计问题,从外部现象出发,以类似剥洋葱的方式,由表象到内部原理的解决问题,从而探及事物规律的核心。 为了加强迁移,还要帮助学生了解他们学习过程中所获得知识的潜在迁移含义,经常采用的方式是为学生提供其它类似的案例,或使用公式、图式、公理等多种形式帮助学生在更高的抽象层面上表征问题及其解决策略,因此建议再增加“应用——拓展”或“总结——抽象”两类活动,并设计相关问题。

以上述教学情境为例,活动路线可设计为:①体验(挡位与速度的关系)——②识别(输入输出轴、定轴轮系概念、及一挡动力传递路线)——③查阅资料并观察(齿轮与轴实现周向联接的措施、同步器对挡位齿轮的影响)——④查阅资料并分析(计算一挡传动比)——⑤重复巩固(找到四挡动力传递路线并计算传动比)——⑥总结(车速与传动比、齿轮形态的关系)——⑦应用(按照以上关系反推其它挡位齿轮)。

与之相适应的问题串设计为:①手动变速器如何挂档?挂一挡和四挡时速度有何不同?②二轴式手动变速器的输入轴和输出轴哪里?它们是否为定轴?挂一挡时,输出轴的转速与其上哪个齿轮的转速是一样的?与这个齿轮啮合的输入轴齿轮是哪个?并做出同色标记(标记出的齿轮组成一挡动力传递路线)。③为什么输出轴上的其它齿轮不影响输出轴的转速?齿轮靠什么和轴一起转动?同步器怎么工作?④一挡输入轴及输出轴齿轮各有多少个齿?并依据公式计算一挡传动比。⑤挂四挡,找出四挡的动力传递路线和传动比⑥一挡与四挡,谁的输入轴齿轮大?谁的输出轴齿轮大?谁的传动比大?并总结定轴轮系齿轮“齿轮直径——齿数——传动比——车速”的相互关系。⑦按照“车速——传动比——齿数——齿轮直径”的反关系,反推出二、三、五挡输入输出齿轮,回答案例中李同学关于变速器的疑问。

为了推进教学活动,教师要全程引导进行师生互动和生生互动,及时评价学生的回答,解疑答惑,创造学生间合作竞争的气氛。学生回答完问题串后,就自然掌握了知识及其应用,教学目标也就达成。

三、小结

在现今这个信息快速更新换代的时代,学习早已不是机械的背诵或练习,而是探究、理解、记忆、运用、迁移,基于情境创设的问题式教学用情境来塑造学习氛围及条件化知识,用问题来引导思维推进,确实做到了以学生为中心。在实际教学过程中,这种教学方式也获得了良好效果,学生对知识掌握得更深刻、学习获得感更强、积极性也更高,因此在其它专业的专业基础课中也可以进一步试用。