地下工程監測技術支架式教學的支架搭建

[摘 要] 支架搭建是支架式教學中最為關鍵的一步。論文在對支架式教學基本原理深入剖析的基礎上，依托“地下工程監測技術”課程教學實例，采用范例講解、問題分析、視頻播放、圖表講解等支架形式，完成了支架式課堂教學激發學習興趣、營造學習情境、促進學習遷移三個方面的支架搭建工作，并繪制了教學支架搭建圖。為深入研究支架式學習提供了樣本范例支持。

[關鍵詞] 支架式教學;最近發展區;支架搭建;監測技術

[作者簡介] 張自光（1980—），男，安徽蒙城人，工學博士，安徽建筑大學土木工程學院講師，研究方向為城市地下空間開發。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）43-0285-03 ? ?[收稿日期] 2020-03-29

隨著教學理論的不斷發展，強調以學生為中心，利用情境、協作、會話等學習環境要素，充分發揮學生的積極性、主動性和獨立探索精神，達到使學生有效地實現對所學知識意義構建的目的的支架式教學日益受到眾多研究者的青睞[1-7]。

支架，又稱腳手架，原是建筑行業的術語，指建造樓房時施予的暫時性支持，樓房建好后即予以拆除。Wood，Bruner等人[8]最先采用了這個術語用來描述同行或有成就的人在另外一個人的學習過程中所施予的有效支持。Pressly等人將“支架”定義為根據學生的需要為他們提供幫助，并在他們能力增長時撤去幫助。張麗萍[9]對學習支架搭設時機進行了系統的闡述。杜軍[10]對腳手架搭建應注意的事項進行了說明。閆寒冰[11]對學習支架的作用、搭設原則及支架形式進行了闡述。

“地下工程監測技術”是城市地下空間工程專業一門重要的專業課，具有實踐性強、針對性強、綜合性強的鮮明特征。本文依托地下工程監測技術教學實例，采用范例講解、問題分析、視頻播放、圖表講解等支架形式，完成了支架式課堂教學激發學習興趣、營造學習情境、促進學習遷移三個方面的支架搭建工作，并繪制了教學支架搭建圖。為深入研究支架式學習提供了樣本范例支持。

一、支架式教學基本理論

支架式教學是指教師根據學生的既有知識水平，為幫助學生理解和掌握新知識提供一種圍繞關鍵概念而展開的框架結構體系，然后圍繞該體系不斷提供相應的線索和提示，一步一步搭建學生的學習支架，引導學生沿著學習支架一步一步向上攀登;學生通過對規則和假設的不斷創造，積極主動地建構富有意義的理解，不斷提高知識遷移的能力，逐步成為一名獨立的學習者。

支架式教學的理論基礎主要來自于前蘇聯著名心理學家Vygotsky提出的“最鄰近發展區”理論。最鄰近發展區指學生可以獨立解決問題時的實際發展水平和在教師指導下才能夠解決問題時的潛在發展水平之間的距離。最鄰近發展區存在于學生的認識水平處于已知與未知、能夠勝任與不能勝任之間，是學生需要學習支架的幫助才能夠得以完成的區域。學習支架的作用在于幫助學生順利穿越最鄰近發展區。通過支架的幫助，管理學習的任務逐漸由教師逐步轉移給學生本人，完成學習過程的內化，當學生有能力順利穿越最鄰近發展區時，支架撤離。支架式教學支架的作用如圖1所示。

二、地下工程監測技術支架式教學的支架搭建

（一）地下工程監測技術課程特征

“地下工程監測技術”是城市地下空間工程專業一門重要的專業課，主要講授明挖法、蓋挖法、盾構法及礦山法城市地下工程支護結構、周邊環境及周圍巖土體監測項目的關鍵概念、基本程序及相關行業規范等。課程教學目標是培養學生的具有嚴謹的科學思維和實踐能力，使學生初步具備從事地下工程監測的從業能力。該課程具有實踐性強、針對性強、綜合性強的鮮明特征。

（二）激發學生學習興趣的支架搭建

大學生尤其是工科學生一般具有較強的好奇心和邏輯思維能力，具備一般認識論、方法論等基本的認識結構和知識儲備。地鐵區間盾構隧道地表沉降監測課程課堂教學首先從“是什么—為什么—怎么做—邊界條件”等學生易于理解和接受的一般認識論入手，通過3～5min的教學視頻播放并結合工程具體案例解析，作為一步步激發學習學習興趣的支架，逐步完成對地表沉降監測等定義、目的、方法、頻率和周期、控制值及管控措施等邏輯關系相關學習內容進行講授，如圖2所示。

（三）營造學生學習情境的支架搭建

借助多媒體、網絡等手段，積極營造生動形象、過程直觀的課堂學習情境，有利于充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性，啟迪學習思維，開發學習智力。在課堂教學過程中，根據講述內容將學習積極引入特定的學習問題情境，是提高教學效果的重要途經。

地鐵區間盾構法隧道工程地表沉降監測課堂教學主要內容的講授，以地表沉降監測程序中的邏輯關系為基礎，結合地鐵區間暗挖隧道地表沉降監測具體案例，采用視頻播放、圖片講解、表格解析等手段，一步一步搭建營造學生學習情境的支架，逐步完成對地鐵區間暗挖地表沉降監測中關鍵概念的充實和具體化，如地鐵區間盾構法隧道工程地表沉降監測頻率含義的講授，如圖3、表1所示。學習情境的營造，以地表沉降監測程序中的邏輯關系作為學生新的實際發展水平，結合地鐵區間暗挖隧道地表沉降監測具體案例，采用視頻播放、圖片講解、表格解析等手段，對地鐵區間暗挖地表沉降監測中的關鍵概念進行充實和具體化，如圖3所示。

現以地鐵區間盾構法隧道工程地表沉降監測頻率相關內容的講授為例進行說明。首先通過視頻播放使學生對盾構隧道掘進有直觀形象的認識（見圖4），然后結合圖片對盾構隧道工程地表沉降監測點與開挖面之間的相對位置幾何管線進行解析（見圖5），最后結合表格所對監測頻率進行詳細講授（見表1）。

（四）促進學生學習遷移的支架搭建

地下工程監測技術各監測項目具有大致相同的內在邏輯關系進行，基本都是圍繞“監測定義—監測目的—監測方法—監測頻率—監測控制指標”這一線索展開，尤其是地表沉降與建筑物沉降、管線沉降、樁（墻）頂沉降等都是豎向位移監測，其監測儀器和監測方法大致相同，區別僅在于監測頻率及相應的控制值。因而特別適合地表沉降與建筑物沉降等其他豎向監測項目進行對比分析，培養學生的學習遷移能力，一步一步引導學生進行獨立學習、獨立探索（如圖6所示）。

參考文獻

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[2]陳繼貞，李波.“支架式”教學在生物學教學中的應用[J].中國成人教育，2010（3）：150-151.

[3]祁光穎.現代教育技術下的大學英語支架式教學探索[J].中國成人教育，2009（10）：130-131.

[4]雷鋼.支架式教學在計算機網絡實驗教學中的應用[J].中國成人教育，2007（9）：165-166.

[5]吳繼衛，顧相伶，崔淑芹，等.以學生為中心的支架式教學在微生物學課程中的實踐與思考[J].微生物學通報2020（2）：1-8.

[6]王彩云，劉加明.基于支架式教學的案例研究——以“太陽視運動圖的判讀”為例[J].地理教學，2019（24）：55-58.

[7]裘奕嘉，曹梅娟.支架式教學在護理教學中的應用現狀[J].護理研究，2018（24）：3831-3833.

[8]Wood，D，Bruner，J.S，Ross，G.Role of tutoring in problem solving [J].Journal of Child Psychology and Psychiatry and Allied Disciplines.1976（17），89-100.

[9]張麗萍.支架式教學模式在應用型學校教學中的應用[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2013（12）：106-108.

[10]杜軍.“支架式”教學應重視“腳手架”的搭建[J].教育理論與實踐，2005（14）：51-53.

[11]閆寒冰.信息化教學的學習支架研究[J].中國電化教育，2003（11）：18-21.

[12]城市軌道交通工程監測技術規范（GB50911—2013）[J].北京：中國建筑工業出版社，2013.