“物聯網技術與應用”課程教學中的合作學習理論應用

引言：信息類專業的專業課程具備理論與實踐相結合的特點，適合開展合作學習。合作學習教學理論和策略體系是我國新一輪課程改革大力倡導的一種學習方式。本文以信息類專業的選修課“物聯網技術與應用”為例，探討合作學習的理論依據、應用價值及實施合作學習應注意的問題與對策。

在工科信息類專業中，“物聯網技術與應用”是近年來興起的一門重要的專業選修課，為網絡工程等專業的學生提供必要的先進理論知識和必備的實踐能力。因此，該課程的教學探索顯得更加有意義。近年來，貴州財經大學致力于教學范式改革，努力提高課堂教學效率，激發學生自主學習的動力。本文即以“物聯網技術與應用”課程的合作學習為例探討提高教學效率的方法。

一、當代大學生學習習慣對傳統課堂教學方式的挑戰

由于受現有的教育體制機制的影響，傳統課堂教學手段依然十分落后。僅靠老師絞盡腦汁生硬的啟發，難以改變學生一如既往地“沉默”，教學練習活動不能順利完成，師生互動、生生互動也很難開展。但是，今天的大學生在自身的團體或者自己的虛擬社區里卻是非常的活潑，思路敏捷，表達迅速，與課堂上的表現判若兩人。究其原因，既有學生性格方面的獨立性，更多的則是教師對教學過程的組織方式不符合學生的體驗。

信息類專業學生在學校所學習的專業知識就是為人類服務的信息技術，信息技術的應用最直接的效果就是加強人類的交流，方便人類的交際。從專業基礎課的各項實驗課程就開始潛移默化地引導學生進行合作學習，含有課程設計的專業課也引導學生進行合作學習，實驗和設計的最終結果在用戶體驗方面也有一定的要求。如果學生在極其封閉的環境中完成學業，或者是在極少與外界交流的條件下完成學業，很難想象在今后的工作中能夠有創造力地為人類的交流和交際作出積極貢獻。

因此，在信息類專業的教學中倡導合作學習，探討合作學習的適應性條件和情景，更具有重要的理論和現實意義。

二、合作學習理論在教學改革中的指導作用

合作學習之所以能夠成為備受世界關注和歡迎的教學理論和策略絕非偶然，其中一個重要原因就是它有著科學而堅實的理論基礎。合作學習一直是許多心理學家、語言學家所關注與研究的課題。

合作學習是一種課堂上以小組為基本形式，以小組成員合作性為主體的互助性學習，又稱“小組學習”或“分享學習”。簡言之，合作學習就是要提倡學生在學習中彼此交流，相互切磋，從而提高學習效率。

合作學習包括如下理論依據。

1.認知建構理論

認知建構理論強調建構的特殊性，并且在特定的情境下以其特殊的方式進行建構。建構主義學習理論認為，學習是獲取知識的過程。知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。因此建構主義學習理論認為“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素。

2.動機理論

合作學習研究結果表明激發學習動機的最有效手段就是在課堂上建立起一種“利益共同體”關系，“共同體”成員“榮辱與共”是動機激發的一個重要標志（王坦，2002）。在合作學習狀態下，學習者在較大程度上實現了通過相對真實環境的交流開展學習，這有助于提高學生的學習能力。小組成員間相互學習，組內活動學習者心理壓力小，焦慮低，有助于提高學習效果。另外，成員之間相互合作，彼此信賴，有助于培養學習者的榮譽感與個體責任感，確立學習動機，從而實現學習者從“要我學”到“我要學”的轉變，實現學習自主性的轉變。

“物聯網技術與應用”在網絡工程等專業是作為專業選修課來開設的。由于對選修課程的認識不清，相對一部分學生的選修動機并不顯著。然而在專業選修課課程的教學中，選修動機一直被看作是學習中起重要作用的因素之一，得到廣大研究者及教師的重視。因此首先應該在學習動機上對學生給予適當的引導，發揮學生的自主性。

三、合作學習教學范式及教學內容再組織

“學生為中心，讓學生成為合作學習的主人及受益者”。這是合作學習被認為“是最近十幾年來最重要和最成功的教學改革”的重要原因。在“物聯網技術與應用”課程的教學中，教學范式和教學內容都有明顯的變化。

1.合作學習教學范式的轉變

教學范式由傳統單一形式的“教師講學生聽”轉變為“教師講”、“學生講”、“學生做”、“學生評”等多種形式，教師工作由過去“滿堂灌”轉變為“小貼士”，課堂形式由“一言堂”轉變為“一鍋粥”，看似各自為政，實際上整個班級的學生在齊頭并進，共同完成“大合唱”。教師教學工作一個人的積極性傳遞給了學生，就可以放大幾十倍。

2.師生角色轉變

教師行為由“滿堂灌”轉變為“小貼士”。從命令、考試的主導者成為學生的好朋友、好助手。師生關系從對立走向統一，共同完成教學任務。例如在學習“物聯網感知層”一章的過程中，傳統課堂上經常出現的打瞌睡、玩手機等讓著實教師頭痛的現象完全沒有出現，取而代之的是學習小組熱烈的討論，積極的發表意見，甚至有學生做出實物模型一一講解。對比傳統教師“一言堂”，嚴重時以一敵十地過問學生的課堂紀律，卻耽誤了正常上課的寶貴時間的情況，引入合作學習之后，原來上課打瞌睡的學生分散編排在學習小組當中，由小組成員約束提醒，效果比教師直接管理的效果好。角色轉變之后最令人鼓舞的效果是學生的主動性發揮出來了，學習真正成為學生自己的責任和任務，課堂成為學生體現個人魅力的過程和舞臺，變成了學習社區這樣一種學生更為熟悉和習慣的環境，學生又表現出積極、主動、活潑的一面。

3.教學內容重組

傳統教學過程中教師根據教指委指定的重點難點進行教學，通常依靠教材的先后順序組織教學。當然教師經常根據情況對教學內容作出調整，但這樣的調整通常是單一的，全體的。一次調整對全體學生起作用。而在自主學習中情況就完全不同了。還是在學習“物聯網感知層”一章中，在教師提供的學習框架和學習路線圖之外對數字電路感興趣的同學加入了電子線路方面的知識點，對傳感器感興趣的同學加入了信號采集方面的知識點，具有較好數學基礎的同學加入了數據去噪的理論知識點等等。這些知識點涉及到本專業的其它課程，如果全部由教師采用課堂講授方式教學則幾乎不可能完成教學計劃，而采用合作學習教學模式則完全調動了學生學習的積極性，起到了傳統教學模式無法實現的效果。

通過本次教學改革發現，教學內容的再組織是教學實踐中最為艱巨的一環。為了給學生提供良好的自主-合作學習過程，同時又要完成教學計劃，教師必須對教學內容進行再組織，把知識點按難易和先后次序重新排列，提供一份基本的學習路線圖。同時，在學習過程中學生很可能越線、跑偏，這時候教學組織不能一味地把學生拉回來，而是要對學生越線、跑偏的動機和行為進行評估，對越線、跑偏的后果進行說明，由學生自行判斷是否回到教師原先的設計路線圖。如果學生愿意選擇自己的路線教師則應給予更多的關注，共同配合走出一條新的路線圖。這樣經過驗證，一門課可以出現若干種路線圖，而且都是行得通的。在學習“物聯網感知層”一章中，經過師生共同審定后定出四套可行的學習線路圖，這對下一輪的教學有極大的參考價值。

四、教學改革的成績和不足

1.提高學生合作能力，促進學生自主學習

教學范式的改變、學習形式的變化、教師角色的轉換都是為了學生學習效果的提高。合作學習是建立在學生具備一定的基礎知識的基礎上的。自主學習是必不可少的。教改之初有擔心，認為個體自主學習能力的缺乏勢必導致學習上的掉隊，從而形成惡性循環。但是從教改過程來看，全部學生都在積極學習，團隊的力量彌補了個體的缺失，而且效果好于傳統教學的教師提示效果。

同時，將網絡引入合作學習模式，讓學生在擅長的方式下學習和交流，也有助于團隊學習效果的提升。網絡環境下，合作學習模式還可以從課堂延伸到課外，小組成員間還可通過網上QQ、電子郵件等形式進行合作與交流，從而增強學生學習上的自主性，改善自主學習環境。

2.改善課堂互動，活躍課堂氛圍

學生課堂表現“沉默”最終導致課堂氛圍的，讓學生找到打瞌睡、玩手機的借口。本次課程教學改革最為顯著的效果是消除了課堂的“沉悶”氛圍，課堂氣氛非常熱烈。合作學習模式將學習任務分配到小組，增加小組成員間交流的機會，有助于形成課堂上的生生互動。課堂上的師生、生生互動為學生提供了較為理想的協作環境，有利于學生課程知識的建構。

3.增強學生合作意識，培養合作技能。

因此，把合作學習觀念引入教學系統，可以改變長期以來學校忽視人際交往培養的狀況，讓學生掌握基本的聽取、說明、求助、自控、幫助、支持、說服、建議、協調等合作學習技能，使他們在步入社會以后，能盡快地適應社會。隨著社會的不斷發展，人際交往日趨頻繁，合作的地位越來越明顯，合作交往技能成為個體適應環境和社會生活的核心因素。傳統的學校教育過分強調競爭，忽視合作。在這種情況下，學生容易養成一種扭曲的競爭意識，缺乏與別人交往的意識與技能，這顯然與需要合作意識與技能的社會發展不合拍。

4.教師綜合能力的不足

傳統教學模式對教師專業知識的要求高于對教師人文素養的要求。教師的地位主要靠專業能力體現，而在合作學習模式下，教師的知識不再是絕對的權威了。教師的組織能力、觀察能力甚至教師的親和力對教學改革的開展，改革效果的好壞起到關鍵專業，因此對教師的要求從單一的業務素質提高到全方位的高度上，這次教學實踐也突顯出教師綜合能力的不足，說明教師這個職業的確是一個需要不斷學習，不斷提高的職業。

五、總結

合作學習作為一種創新的教學理論與實踐模式，在促進學生合作學習意識與技能的培養，改善教學環境方面的作用，已經得到了廣泛的肯定及應用。在信息類專業的“物聯網技術與應用”課程的教學中引入合作學習，可以增加學生的主動學習的機會，大大地改善學習的環境。同時，網絡環境下的合作學習，將更進一步提高學生的自主學習能力，有利于提高教學質量。

參考文獻

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（作者單位：1.貴州財經大學信息學院;2.貴州大學外國語學院）

作者簡介

1.陳其松（1974.8—），男，貴州財經大學信息學院。研究方向：信號及圖像處理。

2.楊萍（1976.6—），女，貴州大學外國語學院。

基金項目

貴州省科技廳自然科學基金項目“基于模式識別理論的基礎教育評價方法研究”（項目合同編號：黔科合J字[2012]2137號）;貴州省教育廳2009年高校人文社科項目“大學英語課堂合作學習模式適應性研究”（09ZX019）。