焦 冰
南京航空航天大學金城學院 江蘇南京 211156
現代教育觀念認為學生是教育活動中的主體,教師在教育活動中起主導作用,教學目的也從傳授知識向培養學生的綜合應用能力轉變。要體現學生的主體位置、達到以培養學生能力為主的教學目的,必須探索適合的教學方法、創新教學模式。基于問題驅動和思維引導的教學模式以問題為中心、以學生為主體[1],圍繞問題展開教學,通過提問、探究、討論等教學環節,引導學生的思維、激發學生的學習興趣,在教學過程中培養學生發現、分析、解決問題的能力,充分體現了學生為主體、教師為主導的教育理念。
單片機是電子信息類專業的核心課程,具有很強的邏輯性、實踐性和綜合性,問題驅動和思維引導的教學模式有助于培養學生的邏輯思維能力、實踐動手能力和綜合應用能力,為激發學生興趣、提升教學質量,在教學過程中對問題驅動和思維引導的教學模式進行了探索和實踐。
問題驅動和思維引導的教學模式是一種以學生為中心的教學方法,旨在使學習者能夠進行問題研究、整合資源、理論聯系實際,并運用知識和技能解決問題[2]。皮亞杰、維果斯基和布魯納等人提出的建構主義學習理論認為學習是學生基于原有的知識和經驗進行建構和理解的過程。知識不是通過教師講授獲得的,而是學生在一定的學習情境下,借助教師的幫助,利用必要的學習資源,通過主動建構的方式獲得,教師是建構過程的幫助者和促進者。
問題驅動的教學模式是一種基于建構主義理論基礎上的教學方法,主張充分發揮學生的主觀能動性[3],強調學習活動與問題相結合,以探索問題來引導和維持學生的學習興趣和動機,從而使學生在學習過程中處于主動地位。思維引導的教學模式是一種啟發式教學方法,強調教師對學生的啟發和引導,進而牽引學生的思路,把控教學的過程。問題驅動和思維引導相結合,既體現學生的主體地位,又強調教師的引導作用,能激發學生的學習興趣、培養學生的綜合能力,有效提高教學效果。
問題驅動和思維引導的教學模式由問題設計、學習過程、教學評價三部分組成,其結構如圖1所示。

圖1 問題驅動和思維引導教學模式的結構
問題是基于教學內容,并結合教學對象的特點提出的,教學內容往往包括多個知識點,應針對知識點及其內在聯系設計問題,以問題驅動教學內容的展開,鍛煉學生自主學習與探究的能力。
學習過程是一個“提出問題—分析問題—解決問題—發現新問題”的動態過程,是根據人的認知順序設置的。這一順序打破了教科書的知識結構體系順序,教科書是前人對學科內知識的系統性總結,它的結構順序并非人們發現世界、認識世界的順序。人對事物的認知順序是先有感性認識,在認識過程中發現問題,然后依據已有知識和經驗對問題進行分析、探究,最后通過學習、創新解決問題。以人的認知順序開展教學符合人自身的學習特點,可以引導學生的思路,激發學生的思維,培養學生發現、分析和解決問題的能力,體現了問題驅動和思維引導教學模式的核心思想。
教學評價是對教學的反思和促進,不僅是對教學效果的測試和評價,也要對教學過程進行評價和反思,注重與學生的交流,在不斷探索中完善教學模式。
問題的設計是問題驅動和思維引導教學模式的核心和關鍵[4]。問題不僅是學習的起點,而且為學生的持續學習提供驅動力,推動整個教學過程的展開,對教學起至關重要的作用。根據知識點及其內在聯系設計的每個問題并不是獨立無關的,它們是有內在邏輯關系的一系列問題,是一個有層次、有機聯系的“問題鏈”。正是通過這個問題鏈將教學內容逐步展開,教學過程層層推進,每個問題都會引出新的教學內容,對教學內容的學習又會引出新的問題,始終緊抓學生的思維,推動學生持續學習。下面以單片機課程中《中斷控制的原理》一節為例,闡述問題鏈推動教學過程的內在邏輯關系(如圖2所示)。

圖2 問題鏈推動教學過程的內在邏輯關系
由圖2可以看出,教學過程在提出問題階段先提出了“如何實現單片機的中斷控制”的核心問題,從而引入中斷控制概念的學習,通過對中斷控制相關概念的了解和討論,引導學生提出“中斷源有哪些”“制約中斷響應的條件是什么”兩個問題;通過問題進一步驅動教學過程的展開,在分析問題階段,教師介紹中斷源的類型,由學生討論探究制約響應中斷的條件,在探究過程中引導學生提出“中斷源如何發出中斷請求”“如何判斷是否允許中斷”“如何處理兩個同時的中斷”3個問題;教學過程由此推進到解決問題的階段,組織學生學習討論中斷控制涉及的中斷控制寄存器、中斷允許寄存器、中斷優先級寄存器3種寄存器,通過對寄存器的設置解決了前面提出的3個問題,并引導學生總結出中斷控制的原理,即通過寄存器實現單片機的中斷控制,從而解決了一開始提出的核心問題,完成了整個教學過程。
在問題驅動和思維引導的教學模式中,教師和學生的角色與傳統教學模式不同,教師由知識的傳授者轉變為教學活動的管理者和引導者,學生由被動的聆聽者轉變為知識的主動探索者。教師負責制訂教學目標、創設學習情境、設計教學問題、引導學生分析解決問題,并對學生的學習活動進行監控、對教學過程進行評價;學生在教學活動中應知曉學習目標、投入學習情境、理解教學問題、分析解決問題、開展討論活動并進行自我評價,教師和學生在教學模式中的行為過程如圖3所示。

圖3 教師和學生在教學模式中的行為過程
在教學活動中,教師應首先為學生創設一個生動有趣的學習情境,針對學生的興趣心理,根據教學目標和教學內容,找到一個適合的切入點,使學生認同和接受這個情境并主動進入到學習情境中。例如,在中斷控制的原理教學中,在學生已知輪詢控制方式的基礎上,創設了一個對比“輪詢控制方式”和“中斷控制方式”兩種單片機事件處理機制優缺點的情境,將單片機的處理器和外設擬人化,把處理器和外設的工作關系類比為人的上下級工作關系,并用幽默的語言進行講述,使學生主動探索“中斷控制方式”的優點,引入教學內容。
學生作為知識的主動探索者,需要深入參與到教學活動中,通過開展討論活動,增強學生的參與度,在深度參與的過程中培養學生發現、分析和解決問題的能力,培養學生的綜合應用能力。教師應監控學生的活動,把控討論的方向,從而使教學活動向著既定目標推進。
不同于傳統教學模式中重結果的單一化教學評價方式,問題驅動和思維引導教學模式的評價方式應是分階段、多元化的[5],不僅要對學習結果進行評價,也要對學習過程進行評價,評價應通過自我評價、小組互評、研討報告、筆試等多種方式開展。
反饋是問題驅動和思維引導教學模式的重要環節,教學模式的研究一定要經過實踐的檢驗和反饋,通過每次教學實踐的反饋,反思教學過程,總結教學經驗,不斷完善教學模式和教學方法,從而達到預期的教學目的。
問題驅動和思維引導的教學模式是一種以學生為中心、以問題為載體、以教師為主導的教學方法,問題的設計是關鍵,學生的自主學習是靈魂,教師的引導是保障。教學模式為學生創造了自主學習的環境和條件,有益于激發學生的學習興趣、有益于開拓學生的創造思維、有益于培養學生的綜合能力。
參考文獻
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