基于建構主義的中職工業(yè)機器人編程課程信息化教學探析

張曉忠

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在信息化浪潮環(huán)境下，教育教學方式方法發(fā)生了很大變化，這種變化需要理論的支撐。建構主義的四個維度影響了信息化教學的思想和理念，從而避免信息化教學方向的偏差。建構主義的認知情景式教學模式給信息化教學提供了很好的樣板借鑒，從而避免了信息化教學的盲目性。反之，信息化環(huán)境下的教學又是對建構主義教學思想的一次有益探索和驗證，從而豐富了建構主義下的教學模式，也再一次對建構主義進行教學實踐。

[關? ? 鍵? ?詞]? 建構主義;課程;信息化

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）46-0110-02

建構主義引入我國多年，對它的研究至今方興未艾，在此理論支撐下形成的直導、討論、體驗、問題以及情景五種教學模式都對今天信息化環(huán)境下的教學具有很強的指導意義。當前，工業(yè)機器人專業(yè)在很多中職校開設，而工業(yè)機器人編程是該專業(yè)最核心的課程之一，目前這門課各校普遍還是沿用計算機語言類教學模式，該模式存在很明顯的幾個弊端：（1）實訓工位少而導致等待時間過長，實訓項目偏少。（2）學生調試太過于盲目，缺乏預判性。（3）實訓更多的是驗證指令而缺乏綜合項目應用。（4）對系統(tǒng)集成經驗形成幾乎沒有幫助。我校是福建省最早一批開設工業(yè)機器人專業(yè)的學校，本人有幸作為主要成員參與了省級重點課題——工業(yè)機器人實訓基地建設的研究。在研究過程中，我們對基于建構主義的工業(yè)機器人編程課程信息化教學做了較為深入的探析，形成了基于培養(yǎng)職業(yè)技能與素養(yǎng)為中心目標的認知情景式教學模式，下面就結合本課程中I/O接口應用這節(jié)課來談談我們的一些探索經驗和體會。

一、思想指引著方向，理念滲透于課堂

信息化教學基本形態(tài)是建構主義四個維度的具體展現。

一位對課堂教學頗有研究的學者說過，一堂好課有三個必要要素——思想、文化和智慧。思想是課堂的靈魂，指引著教學的方向。行為主義、認知主義、建構主義三大主義都在教育教學方面起到了很好的理論指引作用。在信息化教學日益普及的今天，作為20世紀提出的建構主義越來越體現出它對信息化教學的理論指導意義。建構主義有四個維度：世界觀、知識觀、學習觀和教學觀。其核心概念就是知識是要學習者自我主動建構的，是要在引導者和學習者對話中建構的，并且要在創(chuàng)設一定場景中建構的。其對引導者來說，就是利用知識和經驗建立和結構一套屬于自己的教學思想、教學原理、教學模型、教學方法以及教學工具。對學習者來說，就是與外部環(huán)境相互作用，逐步建構起關于外部世界的知識進而達到優(yōu)化自身認知結構的目的，最終實現“學習使人進步”的教育結果。在這個思想和理論指引下，我們在“I/O接口應用”這節(jié)課的信息化教學設計中，確立了本節(jié)課的教學基本形態(tài)：（1）教學目標：課程從整體入手展開至部分，強調接口物理地址和邏輯地址大概念，著重學生知識結構和技能素養(yǎng)的構建。（2）教學內容：圍繞課程知識點，利用項目研究，追蹤學生的問題和興趣。（3）教學資源：網絡和校內平臺大量與項目有關的原始信息和可被操縱材料。（4）教學信息：由學習者自己去收集、整理、分析、加工和應用。（5）教學過程：教師的實時干預和學習者學習過程中的多維交互。（6）教學方法：拋錨、搭架和示范。（7）教師角色：協調者、發(fā)問者、引導者、幫助者和評價者。（8）學生角色：主動作為、團隊協作和各負其責。（9）教學評價：定量與定性結合，過程和結果并重。（10）知識狀態(tài)：學習者建構的知識是動態(tài)和發(fā)展的。形態(tài)的確定，教學設計和教學過程就確立了一根主線，整個教學避免盲人摸象無章法。

二、策略影響著內容，文化決定了深度

信息化教學設計是建構主義下認知情景式教學模式的具體實踐和例證。

建構主義認知情景式教學模式基本特點有五個：（1）項目情境化;（2）環(huán)境真實化;（3）內容連貫性;（4）學習適應性;（5）評價過程性。和傳統(tǒng)教學模式相比，它體現了一個目標（解決問題），兩個關鍵（學生主體、教師主導），三個轉變（內容變問題、傳授變研討、答案變模型），四個要素（情景、經驗、協作、對話），五個原則（平等、程序、強化、精簡、開放）[1]。而信息化教學大環(huán)境下教師的教學是從以傳授知識技能為核心轉變?yōu)榇髷祿蔚亩嘈螒B(tài)的能力培養(yǎng)過程，在這個過程中學生的學情精準分析和任務推送的圖形化、可視化和直觀化都可以利用互聯網平臺較便利地實現，而學生的學習方式也由課堂單一被動接受老師單方向的影響發(fā)展到課前、課中和課后都可以通過多種形式研究、討論和總結，從而主動對知識和技能的模型建構。所以教師的教學設計策略和文化底蘊不僅決定了學生視野的廣度，而且決定了學生思維方向的維度。

根據上述內容，我們對工業(yè)機器人編程的“I/O接口應用”這節(jié)課確立了以下信息化教學設計方案內容。

三、方法決定了效果，智慧來源于研究

當前大數據下信息化教學平臺為建構主義認知情景式教學模式有效開展提供軟硬環(huán)境支撐，并能保證教學目標的達成。

以“I/O接口應用”一課為例，工業(yè)機器人應用極其廣泛，不同應用環(huán)境下硬件系統(tǒng)和加工工藝差別較大，很多生產項目和過程是無法用語言準確描述的，同時I/O接口種類繁多，物理地址和邏輯地址匹配理解困難，接口安裝、調試和檢測需要豐富經驗，同時實訓設備的昂貴也限制了實訓工位數，所以只有在當前信息化教學平臺廣泛應用的前提下才能真正架構真實情景式教學環(huán)境并有效開展教學。比如通過互聯網或現場廣泛收集各種機器人生產現場視頻并進行剪輯，通過引導學生觀看、分析和總結機器人I/O接口在這些應用中的作用，并以實訓現場的傳感器、控制器和上位機為平臺設計模擬各種工業(yè)現場和生產工藝，從而盡量使實訓現場逼近真實環(huán)境。再比如接口的安裝、調試和檢測，通過微課技術，學生現場實訓之前已充分了解掌握和理解各種接口的形狀、安裝技巧、調試方法、檢測要求以及安全注意事項，學生實訓時速度加快，準確率高，損壞率大大降低，避免因機器被無效長時間占據而影響整個班級實訓進程。再比如教學效果評價，建構主義提倡“立足過程，促進發(fā)展”，學習者學習的過程、方法、思維、體驗以及知識掌握并重，但現實師生比限制沒辦法真正做到教師實時關注學習者學習的過程和體驗，更不可能去真正了解每位同學的思維和體驗[2]。最終只能通過學習者學習的結果定量分析，從而對學習者學習評價較為片面和狹隘。信息化大數據下，教師可以通過學習過程視頻回放、學習過程數據實時記錄了解學習者學習的過程，并能通過報警值的設定及時進行干預。

四、無萬能，需改進，建構主義下信息化教學開展過程中應注意的問題

1.中職黨的教育方針是“育人為本，德育先行”，建構主義下信息化教學最大問題就是過分強調知識的建構，而忽略引導者和學習者之間情感的互動、交流，從而也失去教育在德育滲透過程中潤物細無聲的功能。

2.建構主義下信息化教學提供的情景對個別化學習和協作式學習都要有利。實踐證明，個別化學習有利于良構知識的學習，即系統(tǒng)知識的獲得，協作式學習有利于非良構知識的學習，即知識的遷移與應用[3]。學習者既能獨立學習又能有充分交流與討論的空間，這樣才能從真正意義上完成對知識的建構。

3.信息化提供的情景要體現無歧視原則和自我評價，積極互動和良性競爭的學習方式對學習者個體的發(fā)展具有很好的促進作用，情景也要協調好有意注意與無意注意之間的關系。

4.“教與學”是兩位一體的一個活動過程，現在信息化教學更多關注的是教師運用信息化的能力，對學生的信息化學習方法幾乎沒有理論和實踐研究，這偏離了學生為主體、教師為主導的現代教育原則，也讓我們的信息化教學效果打了不少折扣。

總之，在建構主義支撐下，信息化教學不僅要注意情景的環(huán)境設計，還要注意教育理論與心理理論在其中的內化與滲透，使學習者能在興奮愉悅中獲取知識，解決問題，鍛煉思維，增強能力，從而促進學習者的全面發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭靜.淺談建構主義學習理論[J].數碼設計，2018（3）： 145-147.

[2]彭立，徐玉明.信息技術與高中學科教學[M].長春：東北師范大學出版社，2005：234-235.

[3]侯慶來，王太昌.建構主義學習理論在課件開發(fā)中的作用[J].現代教育技術，2003（6）：34-38.

編輯 郭小琴