建構主義教學理論指導下的民族院校工科類專業課程教學改革與實踐

張春玉

（西藏民族大學信息工程學院，咸陽712082）

0 引言

2018 年10 月，西藏民族大學60 年校慶時習總書記發來賀信，賀信中明確提出“培養什么樣的人、怎么培養人、為誰培養人這一根本問題”。對民族院校教育工作者們而言，學習賀信精神，最重要的是落實到育人工作的每一個環節，落實到課堂教學中。在西藏自治區黨委《關于貫徹落實中央第六次西藏工作座談會精神，進一步推進西藏經濟社會發展和長治久安的實施意見》（藏黨發[2016]16 號）中提到“2020 年高校在校生理、工、醫、農、林、水利、管理等學科比例達到75%以上”。依據此總體部署精神，大力發展理工科專業成為順應民族地區經濟發展的必然要求。

從教育背景看，民族院校高等工科教育起步完，發展緩慢。從生源學情看，少數民族學生文化課基礎薄弱，學習工科類專業課困難較多。民族院校工科課程教學中存在諸多問題亟待解決。在此背景下，項目組針對計算機網絡類課程開展教學改革與實踐，試圖改善民族院校工科專業課程教學中存在的困難，為民族院校教育者們提供參考。

1 民族院校工科專業課程教學特點

1.1 民族院校工科專業學情分析

民族院校工科專業發展水平低于全國高校平均水平，這是由以下諸多因素造成的。一、歷史原因。如西藏地區，1973 年西藏農牧學院開設了西藏第一個工科專業——水利水電工程[1]，而這距離我國高等工科教育始于1867 年開辦的福州船政學堂［2］已經過去了將近一個世紀。由此導致的西藏地區工科教育發展滯后就不難理解。二、經濟原因。少數民族地區經濟落后，經濟社會發展中涉及的工科應用領域狹窄，所謂“見多識廣”，對少數民族學生而言則恰恰是“見不多故認識不足”。如西藏地區，從產業結構來看，西藏第二產業發育明顯遲緩，農畜業生產與工業之間缺乏聯系，社會對工程科技人員形成不了持續的需求，整個社會支持工科教育事業發展的力量有限，這也在很大程度上使得工科教育發展緩慢。

在民族院校工科專業發展普遍滯后的大背景下，工科專業學生學情如下。一、少數民族學生文化課基礎較差，數學、物理等理科學科較弱。工科專業課程對抽象思維能力要求較高，而少數民族學生擅長形象思維，抽象思維能力略差。二、民族院校生源受各民族地區文化背景、語言背景、思維模式的影響較深，而工科專業課程長期以來主要是以主流語言（如英語、漢語等）進行傳播的，對于民族地區學生來說，用主流語言表達的科學技術專業術語在其原有語言系統中沒有對接詞匯，思維轉換比較困難，再加上長期所形成的思維模式差異，導致部分少數民族學生在理解科學技術知識過程中存在滯后甚至存在理解偏差，進而導致其學習困難[3]。三、受民族文化背景、思想觀念影響，少數民族學生最大的就業偏好是考公務員。西藏民族大學工科專業藏族學生90%以上以考公務員為就業的唯一出路，專業知識學習對學生就業能添加的砝碼幾乎可以忽略不計。學生沒有學好專業課程的外在壓力和內源動力。四、少數民族和漢族學生按一定比例招生（如西藏民族大學該比例約為50%），與少數民族學生不同的是漢族學生學習、就業壓力大，文化課基礎較好。混合編班時，同班同學學習態度和能力差異較大，按少數民族生源區內（簡稱區內）和少數民族生源區以外（簡稱區外）編班時，同專業同學學習態度和能力差異大。

1.2 民族院校工科課程教學特點

民族院校面對以上學情，在工科專業課程教學過程中需要解決好以下問題。一、理論課程教學內容取舍和深度把控問題。二、高度抽象的理論問題形象化、具體化問題。三、同專業、同班級區內外學生學習能力差異化應如何因材施教的問題。四、培養學生學習興趣，提升學生學習積極性、激發專業自信心問題。

針對以上問題，大多數民族院校用分層教學方法較好的解決了問題一和問題三。即，通過考試，將學生學習水平分為多個不同層次，按層次分別編班，分別制定教學大綱、教學設計，分別授課。早期在大學英語、大學物理、高等數學等專業基礎課上應用廣泛，后來也被專業課程借鑒采納并改進推廣。而問題二、四一直沒有較好的方法可以解決。

2 建構主義教學理論思想要旨

建構主義理論內容豐富，其核心用一句話概括為：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。以學生為中心，強調的是“學”[4]。由于建構主義所要求的學習環境得到了當代最新信息技術成果的強有力支持，使得建構主義理論日益與廣大教師的教學實踐普遍結合起來，成為國內外學校深化教學改革的指導思想。

建構主義提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習。教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。學生在學習過程中從以下幾個方面發揮主體作用：①用探索法、發現法去建構知識的意義；②在建構意義過程中學生主動搜集并分析有關信息和資料，對所學習的問題要提出各種假設并努力加以驗證；③把當前學習內容所反映的事物盡量和學生已經知道的事物相聯系，并對這種聯系加以認真的思考，“聯系”與“思考”是意義構建的關鍵。強調“以學生為中心”的建構主義教學模式常用支架式教學、拋錨式教學，如圖1、圖2 所示分別為支架式和拋錨式教學的環節組成[5]。

圖1 支架式教學環節

圖2 拋瞄式教學環節

建構主義教學理論強調教學中給學生創設環境，強調把學習內容所反映的事物盡量和學生已經知道的事物相聯系，這樣可以將理工科課程中概念、原理類高度抽象的理論盡可能的和學生身邊的事物聯系起來，變的形象化、具體化，通俗易懂。這樣可以解決1.2 節的問題二。

建構主義教學強調以學生為主，教師支持、幫助學生通過自學、協商、討論、評價開展學習，能極大地調動學生學習積極性，變被動為主動。這解決培養學生學習興趣，提升學生學習積極性、激發專業自信心問題，解決1.2 節的問題四。

本項目在教學實踐中，以計算機網絡、局域網技術與組網工程等課程作為改革實踐，把建構主義教學思想應用在此類課程中。實踐證明，教學效果良好。

3 建構主義教學理論在民族院校工科類專業課程教學中的應用實踐

3.1 充分提現建構主義理念的特色教學設計

要將建構主義教學理念融入課程改革中，首先要在教學設計中費心思、下苦工。本項目對計算機網絡課程進行分層細化地教學設計，精心按照區內區外班級設計不同的教學方案。教學設計中靈活運用“以學生為中心”的建構主義理論指導下的支架式教學、拋錨式教學，創設情景式教學、案例教學、啟發式教學等教學方法。

例如，計算機網絡課程中講到單臂路由實現VLAN 互通實驗時，其基本原理成為學生理解的瓶頸。進行教學設計時，該知識點選用支架式教學逐步拔高。在前期教學中，學生已經較好的掌握了路由器的LAN-LAN 互聯，而VLAN 就是邏輯上的LAN，于是教師首先引導學生理解用路由器進行VLAN 互聯的多臂路由方法（搭支架）。再創設情景：當某單位劃分的VLAN 數量很多，已經超出路由器的端口數量（路由器上的三層端口數通常遠遠少于交換機上的二層端口）時，如何互通（更高的支架）？以此引導學生思考，并給予充分討論發言的機會，適時地總結（表揚、肯定善于思考、發言的學生），最后引導學生找到解決辦法：把路由器的端口一個當作多個用，即在路由器的一個端口上劃分足夠用的邏輯子接口，就是所謂的單臂路由。該案例體現了在“最近發展區”實施教學的支架式教學設計思路。教學中學生因問題而思考、有思考而發言，充分發揮了學生主動性，被教師肯定或表揚后實現了自我價值，激發了自豪感，增強了自信心，有了更大的學習勁頭，并因此形成良性循環。

又如，在講解網絡地址轉換NAT 技術時，教師先通過PPT 動畫或圖片給出當前無處不在的Wi-Fi 應用場景（創設情景）。拋出問題：在IPv4 地址嚴重緊缺問題下，廣泛應用的Wi-Fi 技術是否引發了更嚴重的地址緊缺問題（確定問題）？再講述故事：中國三年自然災害時期，貧窮山村的人們沒有衣服出席正式（莊重）的場合，曾經有全村年輕人先后借用同一套新衣服娶媳婦。提出問題請學生思考：他們是如何在物資極度貧乏狀態下解決資源（體面的新衣服）緊缺問題的？對有限的資源最大可能地共享這個標準答案學生都能總結提煉出來。那么將該思想用在IPv4 地址分配中試試，由此順理成章地啟發學生理解了NAT 技術共享全球IP 的基本工作原理，進而深入詳細地導出NAT 在幾種情況下的工作方法和實現過程。該教學設計案例引用了典型的拋錨式教學方法。

諸如此類精細的教學設計，將抽象的專業理論原理形象化、具體化，少數民族學生頓感接地氣，理解瓶頸消失了。同時，創設情景、拋出問題，能牢牢揪住學生的注意力，激發學生求知欲，引發學生思考。充分的發言機會、中肯的評價與表揚，使學生獲得認同感和自我價值感，甚至激起了部分表達能力強的學生強烈的表演欲，情緒調動起來了，主動已不再是問題。下課鈴聲響起，學生意猶未盡。

3.2 提出工科類課程教學目標在追求知識目標和技能目標的基礎上，強化情感目標的預設和完成

在幼兒教育、中小學教育中情感目標達成受到廣泛重視，然而，在大學教育尤其是高校理工科教學中，情感目標所占教學目標的比重早已遠遠遜色于知識目標和技能目標，甚至被忽略不計。由此引發的現象就是，高校理工科教師不知道甚至無視教學設計中情感目標的預設和完成。盡管有學者呼吁理工科大學轉變觀念，把情感教育作為促進大學生科學認知發展的重要手段與工具。但是基于重科研輕教學、應試教育、功利型教學等因素影響，現狀依然沒有絲毫改觀。

基于民族院校學情，大部分學生對工科難度較大的專業核心課程理解能力、自學能力、創新能力有限。少數民族學生理工學科背景弱，抽象思維能力略差，理論課對他們味同嚼蠟、實驗課他們更是縮手縮腳，因此曠課、玩手機、睡覺等現象出現在課堂上司空見慣。項目組訪談結果顯示：藏族學生普遍認同“工科難、我放棄”的思維定式。盡管民族院校有著相較于普通院校更嚴格的考勤管理制度，但是如何抓住學生的“身”更抓住學生的“心”成為每一位理工科專業課教師面臨的窘迫課題。

在計算機網絡相關課程教學中提出強化工科專業課程教學中情感目標的預設和完成。做法是，在每課時的教學目標中明確提出對學生的情感目標培養，結合建構主義教學理論指導下的特色教學設計方案，教學過程中通過使學生揭示生活現象、探知日常用例、解決預設問題，體會“原來如此”、“恍然大悟”等揭秘后的成功感，感受被教師和同學認同或仰視的自豪感，培養學生專業自信心，增強專業學習興趣，培養對科學知識的深厚感情，激發其專業自豪感。

例如，PPT 上用圖片展示“五一”、“十一”小長假時，各大景區游人如織、密密麻麻，各高速干線出入口擁堵不堪、水泄不通。拋出問題：作為景區管理人員，或旅游管理部門，如何解決擁堵問題？學生熱烈討論后均認同提供景區接待能力預告和景點狀態查詢機制等辦法。以此現象啟發學生思考，景區就像資源，當對資源的需求大于資源的可供給量時，擁堵就產生了。解決的辦法是要么加大資源供給，要么縮減需求。加大資源供給就是增加帶寬，提升網絡容量。在增加資源供給有困難或一時達到的情難以實現的情況下，只能縮減需求，才不至于網絡擁堵。而縮減流量就是在發送端減少輸入網絡中的分組數量，應該輸入多少，是由接收端的接收能力決定的。而這些看似并不復雜的道理，用在網絡流量控制中，正是由接收窗口和發送窗口實現的流量控制問題。該道理同樣可以用于擁塞控制。此外，還可以用“盲人交流”游戲理解CSMA/CD 協議；用找朋友游戲理解RIP 協議原理；用“短板理論”感悟發送窗口取值問題。這些用發生在學生身邊的現象和道理啟發學生去理解專業技術原理，學生因此對“高深”理論課的恐懼感減少，自信心增強。

3.3 “對分課堂”教學方法實踐，發揮學生主觀能動性

“對分課堂”這一高校原創教學新方法高度契合建構主義理論，其主導教師引領下的學生自學、協作、討論、評價，更有利于發揮學生主觀能動性，有利于培養學生專業興趣和自信。

教學過程中，教改項目組率先嘗試了“對分課堂”教學新模式。使用“對分易”微信平臺開展課堂點名、任務分發、自動分組、作業收交、師生互動，進行高效教學管理。使用“當堂對分”、“隔堂對分”等教學組織形式活躍課堂氣氛，利用“亮考幫”教學環節鍛煉學生自學能力、歸納總結能力、表達能力、辯論技巧、團結協作能力等，激發學生求知欲、表演欲、自信心、自豪感。教學過程中，區內、外學生課堂自學認真，分組討論發言積極，小組辯論激烈，課堂教學效果明顯改善。項目組收到的6 個班級學生教學反饋中，對《計算機網絡》課程使用對分課堂教學的認可度高達89%以上，深受民族院校大學生喜歡。

4 結語

建構主義教學思想的特色教學設計在實施過程中因課程而異，部分理論性極強的專業課程設計困難重重，需要教師在教學改革中持續鉆研。強化情感目標的預設和完成相對容易，從教育學、心理學的角度，多表揚、少批評，多正能量引導、少負能量抱怨。只要高度重視并落實踐行，學生的情感目標達成定有收獲。“對分課堂”近年來受到大、中、小學教學改革的高度重視，相關改革成果論文頗多[6-7]。實踐證明正確地掌握方法精髓，課堂教學中靈活運用，的確能取得意想不到的驚喜。