圍繞結(jié)構(gòu)不良問題進行課堂教學(xué)

[摘要]文章首先對結(jié)構(gòu)良好問題與結(jié)構(gòu)不良問題的相關(guān)概念進行了闡述，然后指出了解決結(jié)構(gòu)不良問題的方法：仔細分析結(jié)構(gòu)不良問題的成分，培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力，探究最優(yōu)解決方案。最后提出了“機械設(shè)計”課程引入結(jié)構(gòu)不良問題的實施策略：根據(jù)“機械設(shè)計”課程教學(xué)目標與課程內(nèi)容設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題，制定基于結(jié)構(gòu)不良問題教學(xué)模式的評價指標體系，提供以結(jié)構(gòu)不良問題為導(dǎo)向的優(yōu)質(zhì)視頻課程資源。

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)不良問題 “機械設(shè)計”課程 課堂教學(xué)改革 職業(yè)教育

[課題項目]本文系浙江省2015年度高等教育教學(xué)改革項目“結(jié)構(gòu)不良問題引入機械類課程教學(xué)改革研究——以‘機械設(shè)計’課程為例”的階段性研究成果。（項目編號：jg2015349）

[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2017）08-0090-04

一、引言

作為高等教育的一種類型，高等職業(yè)教育的目標是培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產(chǎn)、面向服務(wù)和管理第一線職業(yè)崗位的實用型、技能型專業(yè)人才。通過近幾年的建設(shè)，高等職業(yè)教育的整體實力明顯增強，現(xiàn)代職業(yè)教育體系日臻完善。但一些職業(yè)院校還存在著培養(yǎng)定位不清晰，管理理念相對滯后，學(xué)生文化基礎(chǔ)薄弱、可持續(xù)發(fā)展能力不強，教學(xué)模式、課程教材體系不能很好地適應(yīng)發(fā)展需要等問題，嚴重影響了現(xiàn)代職業(yè)教育的快速健康發(fā)展。高等職業(yè)教育教學(xué)改革已成為當(dāng)前我國教育界的一大熱點問題。高等職業(yè)教育教學(xué)改革不僅需要宏觀培養(yǎng)方案、課程體系的改革，更重要的是要把改革精神貫穿于具體的課程教學(xué)改革，培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的人才?？傊?，要實現(xiàn)職業(yè)教育培養(yǎng)的人才與經(jīng)濟社會發(fā)展的有效對接，真正做到產(chǎn)學(xué)無縫對接、就業(yè)與崗位零距離、學(xué)生及用人單位雙滿意。

那么，到底如何提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率？近年來，結(jié)構(gòu)不良問題引起了研究者的關(guān)注。新建構(gòu)主義高度重視結(jié)構(gòu)不良問題對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和可遷移性技能的作用，強調(diào)應(yīng)當(dāng)變傳統(tǒng)知識的接受者為主動的問題解決者。因為現(xiàn)實生活中充斥著大量結(jié)構(gòu)不良問題，需要解決者從諸多現(xiàn)象中自己分析、設(shè)計出解決方案，如修電腦、寫論文、做Excel等。深入研究和探討在課堂教學(xué)中運用結(jié)構(gòu)不良問題模式對優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)效率具有重大意義。

“機械設(shè)計”課程是機械類和近機類專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容繁多、理論計算枯燥乏味，歷來是機械類和近機類專業(yè)里最難學(xué)習(xí)的課程之一。因此，研究在“機械設(shè)計”課程中進行結(jié)構(gòu)不良問題設(shè)計，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果，具有重要的現(xiàn)實意義。

二、結(jié)構(gòu)良好問題與結(jié)構(gòu)不良問題

（一）結(jié)構(gòu)良好問題與結(jié)構(gòu)不良問題的特征

所謂問題指這樣一種情境：個體想做某件事，但不能立即知道做這件事所需采取的一系列行動。問題包含四個成分：（1）給定信息（問題初始狀態(tài)）；（2）目標（問題結(jié)果狀態(tài)）；（3）障礙；（4）方法，即個體可以用來解決問題的程序和步驟。

問題分為結(jié)構(gòu)良好問題與結(jié)構(gòu)不良問題。結(jié)構(gòu)良好問題（Well-structure problem）有以下兩個特征：（1）問題的明確性。結(jié)構(gòu)良好問題一般都有明確的條件和明確的問題。（2）答案的明確性。只應(yīng)用有限數(shù)量的規(guī)則和原理，就會得到確定的答案。例如，一道數(shù)學(xué)應(yīng)用題，一般情況下，條件、問題明確，且答案明確。

結(jié)構(gòu)不良問題（ill-structure problem）指初始狀態(tài)、目標狀態(tài)、解決方法至少有一項不清晰的問題，而且不一定有顯性的解決問題的策略和確定的運算規(guī)則。結(jié)構(gòu)不良問題有以下特征：（1）和具體的情境相聯(lián)系；（2）問題的起始條件不充分、目標狀態(tài)也不清晰以及其中用于解決問題的概念、規(guī)則、原理等也不明確；（3）存在多種解決方案和評價標準；（4）答案存在多樣性、開放性。在日常生活和職業(yè)生涯中，人們每天要面對各種各樣的問題，如技術(shù)人員排除機器故障、醫(yī)生診斷病人的病情等，這些問題就其性質(zhì)而言，都屬于結(jié)構(gòu)不良問題。

北京師范大學(xué)劉儒德教授最早把“基于問題學(xué)習(xí)模式”引入教學(xué)改革。他認為“基于問題學(xué)習(xí)模式”能持續(xù)地維持學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動機和主動參與精神，能讓學(xué)生通過教材和講演以外的大量信息資源的搜集、學(xué)習(xí)、交流，通過解決問題獲得知識并靈活應(yīng)用知識，實現(xiàn)了知識掌握與能力培養(yǎng)并舉的目標。國內(nèi)外眾多學(xué)者對“基于問題學(xué)習(xí)”進行了深入研究，并取得了一定的進展。

（二）在教學(xué)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)良好問題的缺點

1.結(jié)構(gòu)良好問題無法促使學(xué)生獲取高級知識。在傳統(tǒng)教育中，提出的“問題”大多屬于結(jié)構(gòu)良好問題，具有明確的條件、目標和解答。問題過于簡單化，往往會導(dǎo)致學(xué)生對知識的理解簡單、片面和僵化，并阻礙學(xué)生廣泛而靈活地將知識遷移到具體情境中。例如，在“機械設(shè)計”課程中，提出“三個不在一條直線上的支撐釘可以限制幾個自由度？”這一問題。答案是明確的：限制三個自由度。這是可以由個體單獨解決、有確定答案的問題，不利于學(xué)生獲得高級知識，并影響學(xué)習(xí)的有效性。

2.未針對性設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題，導(dǎo)致學(xué)生解決實際問題的能力較弱。教師在教學(xué)過程中，通常注重抽象概念的講解和規(guī)則的學(xué)習(xí)，甚至將解決問題直接看作概念和規(guī)則的應(yīng)用，而未將解決問題作為直接教學(xué)目標，未針對問題進行有效設(shè)計。這在一定程度上造成教育與現(xiàn)實脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)結(jié)構(gòu)存在明顯缺陷，解決實際問題的能力較弱。

3.灌輸式教學(xué)造成學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性較差。在傳統(tǒng)教學(xué)中，灌輸式講授幾乎占據(jù)全部的課堂教學(xué)時間，學(xué)生長期處于被動接受的地位。學(xué)生在此模式下學(xué)習(xí)興趣不大，導(dǎo)致職業(yè)院校課堂沉悶，工學(xué)結(jié)合的程度和質(zhì)量不高，難以實現(xiàn)教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)無縫對接。

（三）在教學(xué)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)不良問題的意義

結(jié)構(gòu)不良問題由于其具有情境性、開放性、不確定性等特點越來越受到教育專家、一線教師的關(guān)注?；诮Y(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)模式突出了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主動性和意義建構(gòu)在學(xué)習(xí)中的作用，并且強調(diào)在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自我、相互監(jiān)測并自我提高。將結(jié)構(gòu)不良問題引入課堂教學(xué)，將學(xué)生從被動的信息加工者變?yōu)橹鲃拥膯栴}解決者，對“機械設(shè)計”課程教學(xué)改革具有重大意義。

三、解決結(jié)構(gòu)不良問題的方法

國內(nèi)外眾多學(xué)者圍繞“基于問題學(xué)習(xí)模式”做了大量的理論研究和實踐探索。李同吉等進行了關(guān)于解決結(jié)構(gòu)不良問題的能力的實質(zhì)、如何測量和培養(yǎng)等方面的問題研究。魯志鰓等認為傳統(tǒng)教學(xué)大多呈現(xiàn)給學(xué)生的是結(jié)構(gòu)良好問題，而學(xué)生自我解決問題能力的提高則需要通過結(jié)構(gòu)不良問題的設(shè)計，在教師的引導(dǎo)下，進行自主學(xué)習(xí)來實現(xiàn)。解決結(jié)構(gòu)不良問題需主要考慮以下三方面要素：

（一）仔細分析結(jié)構(gòu)不良問題的成分

一般來說，結(jié)構(gòu)不良問題的主要成分包括認知成分、元認知成分、非認知成分和認識論認知。如果能充分理解這些成分，將為結(jié)構(gòu)不良問題的解決提供幫助。在基于結(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)模式下，應(yīng)切實在課堂中落實自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多立場來認識問題、探索問題，從而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、知識吸收能力，以及分析問題、解決問題的能力。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的元認知能力

采取“教師設(shè)計問題—學(xué)生提出問題—學(xué)生課后解決問題—課上分析問題—教師小結(jié)”教學(xué)環(huán)節(jié)，強調(diào)元認識在結(jié)構(gòu)不良問題解決中的作用。通過結(jié)構(gòu)不良問題的設(shè)計，促使學(xué)習(xí)者運用元認知技巧，監(jiān)控問題解決過程，反省問題解決目標和解決過程、效果，實現(xiàn)學(xué)生自主監(jiān)督、控制和掌握自己的認知過程。

（三）探究最優(yōu)解決方案

教師設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題，確保所呈現(xiàn)的條件未能顯露問題的關(guān)鍵點。通過設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題，引導(dǎo)學(xué)生參與探究、思考，并嘗試通過多途徑探尋解決問題的策略，從而確定最優(yōu)解決方案。

四、“機械設(shè)計”課程引入結(jié)構(gòu)不良問題的實施策略

目前，嘗試將結(jié)構(gòu)不良問題引入工程類課程的研究較少。因此，筆者在“機械設(shè)計”課程中將結(jié)構(gòu)不良問題融入教學(xué)設(shè)計，并采用現(xiàn)代化的輔助教學(xué)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)信息資源輔助教學(xué)，促使學(xué)生學(xué)會獨立思考問題、解決問題，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。“機械設(shè)計”課程教學(xué)中引入結(jié)構(gòu)不良問題，是推動課堂教學(xué)改革的新舉措?；诮Y(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)模式，突破了傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式的束縛，使得教學(xué)不再“以教師為中心、以知識為本位”。

（一）根據(jù)“機械設(shè)計”課程教學(xué)目標與課程內(nèi)容設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題

基于結(jié)構(gòu)不良問題的教學(xué)模式倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師是學(xué)習(xí)活動的組織者、引導(dǎo)者和合作者。

改革“機械設(shè)計”課程的教學(xué)目標，使其從“使學(xué)生了解并掌握設(shè)計理論和設(shè)計方法”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆箤W(xué)生能夠進行理論計算、熟悉設(shè)計的程序和規(guī)范，從而形成工程實踐能力”。并且為實現(xiàn)此目標，筆者將“機械設(shè)計”課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)調(diào)整為基本理論知識、典型機構(gòu)及產(chǎn)品設(shè)計計算與禁忌案例、工程應(yīng)用背景的實際綜合案例三大部分。

基于課堂內(nèi)容，教師設(shè)置課堂教學(xué)目標和教學(xué)重點及難點，收集與授課內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)資料，精心設(shè)計結(jié)構(gòu)不良問題。學(xué)生以小組為單位開展合作學(xué)習(xí)，并通過查閱文獻、交流討論和梳理各單元知識結(jié)構(gòu)等方式，形成個人觀點和學(xué)習(xí)方法。學(xué)生通過探索和解決結(jié)構(gòu)不良問題，提高分析問題與解決問題的能力。例如，設(shè)計“某機構(gòu)如何實現(xiàn)直線往復(fù)式運動”這一問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，主動探索。

課堂教學(xué)上，采用“教師指導(dǎo)與小組討論的方式”來引導(dǎo)學(xué)生解決結(jié)構(gòu)不良問題。課堂教學(xué)的關(guān)鍵在于通過結(jié)構(gòu)不良問題的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生認識理論、提煉理論、驗證理論和總結(jié)結(jié)論。

結(jié)構(gòu)不良問題的解決使得傳統(tǒng)教學(xué)發(fā)生了諸多轉(zhuǎn)向，促使學(xué)生從一個被動的信息加工者變?yōu)橐粋€主動的問題解決者，教師成為問題的設(shè)計者、問題解決的支持者和反思概括的引導(dǎo)者。

（二）制定基于結(jié)構(gòu)不良問題教學(xué)模式的評價指標體系

通過學(xué)生在“機械設(shè)計”課程的學(xué)習(xí)過程，監(jiān)測學(xué)生的認知、元認知、非認知的變量，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)效果。在評價過程中，堅持過程評價和結(jié)果評價相結(jié)合，以確保評價結(jié)果的客觀真實性。評價點可為專題綜述、單元結(jié)構(gòu)提綱、機構(gòu)設(shè)計合理性、問題解決方案等。在評價過程中，要引導(dǎo)學(xué)生針對結(jié)構(gòu)不良問題提出解決方案，并為自己確定的解決方案提供有力的數(shù)據(jù)支撐。評價主體要多元化，實施評價應(yīng)注意教師評價、學(xué)生自我評價和學(xué)生間互相評價相結(jié)合。只有多元化地增強學(xué)生參加評價的意識，才能調(diào)動學(xué)生的積極性，才能充分發(fā)揮課程評價在“機械設(shè)計”課改中的杠桿作用。

（三）提供以結(jié)構(gòu)不良問題為導(dǎo)向的優(yōu)質(zhì)視頻課程資源

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，為新時期“機械設(shè)計”教學(xué)改革創(chuàng)新提供了良好的契機。一是教師基于結(jié)構(gòu)不良問題，開發(fā)適合課程實踐的數(shù)字化教學(xué)資源。教師將“機械設(shè)計”課程的關(guān)鍵內(nèi)容、知識點進行結(jié)構(gòu)不良問題設(shè)計，并提供以結(jié)構(gòu)不良問題為導(dǎo)向，以典型教學(xué)案例視頻、在線教學(xué)互動平臺為主要形式的學(xué)習(xí)資源。通過網(wǎng)絡(luò)，吸引學(xué)生自主學(xué)習(xí)與主動探索新知識。

二是通過計算機和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。教師應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)資源活化課本，在課前搜集、篩選、整理好相關(guān)資源，或者引導(dǎo)學(xué)生直接上網(wǎng)自學(xué)。通過這種學(xué)習(xí)方式，每個學(xué)習(xí)個體都可以按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和實際情況自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，自由控制學(xué)習(xí)進度，重點突破薄弱點，實現(xiàn)高效、自主地學(xué)習(xí)。

總之，結(jié)構(gòu)不良問題具有較大的開放性和靈活性，將它融入“機械設(shè)計”課程教學(xué)，既可以給予學(xué)生更大的發(fā)揮空間，也有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和創(chuàng)新能力。

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