中職專業教學中探究式教學模式的構建與實施

黃凌

摘? ?要：本文主要探討在中職專業教學中如何構建與實施探究式教學模式。基于專業課程《制冷電氣控制基礎》的教學實踐，就探究式教學模式進行探索。以“空調熱水器一體機自動控制系統”設計實踐活動為例，闡明探究式教學模式通過創設問題情境（提出問題）---自主收集素材與研討（探究實踐方案設計）---適時點撥引導探究的方向---自主合作探究實踐（探究式學習實踐活動）---分享和交流（探究式學習的展示與評價）等環節來實施教學，在探究的過程中發展了學生的創造性思維， 培養了創造能力和創新意識，有助于學生今后職業生涯中可持續發展的學習能力的形成。

關鍵詞：問題導向;學生主體;集體研討;實踐探究;世界咖啡館

引言

探究式學習是學生自主探索的學習方式，在世界各國教育中占據著重要的地位。在國際教育領域中圍繞學習方式轉變大膽進行了學生自主探究學習的研究，研究探索學生的綜合實踐能力和創新能力已成為世界教育改革與發展的主旋律。

美國教育學家杜威把教學理解為學生通過親身實踐探究知識和規律的過程，以引導學生的興趣，發揮學生的積極性和創造性，在運用和獲取知識的過程中提高自身能力[ 1 ]。他的教育理論觀點可作為探究式學習的思想雛形。另外教育學家布魯納提出了發現教學理論。他認為，在教學過程中要有意識地讓學生自己去發現問題，尋找答案，從而學會“如何學習”。布魯納提出了“發現法”，注意調動學生積極性，通過學生發現、探索活動來掌握知識、發展智慧，發展探究意識和能力，從而形成自己的認知。在教育界有“問題中心”的學習模式，讓學生參與實際情境的學習，培養他們自主學習的興趣和能力，包括學會合作、收集數據、決策、解決問題等，從而促進學生實踐和分析總結能力的發展。

探究式學習以“問題”為導向，培養發現問題、分析問題和解決問題的意識和能力，學生由聽教師講授知識的學習方式變為實踐探究發現解決方案和推導結論，這種學習理念更適合中職校學生的學習特征。目前的中職專業教學中欠缺培養學生質疑的精神、探究能力和創新能力，導致學生在未來的可持續發展動力不足，而在中職專業教學中開展探究式學習可改善這種狀況，因此將其應用到教學中是非常有必要。

1? 探究式學習模式及注意點

探究式學習以教師組織指導，學生主體活動為中心開展教學。學生以已有的知識經驗為基礎，大膽提問，探討解決問題的方案，通過實踐觀察、感官探索獲得數據，對實踐現象和結果進行分析、歸納總結，推導出自己結論或解決方案。探究式學習典型模式為：教師提問、分組討論、交流展示方案、確定方案、實踐探究、數據記錄、交流展示實踐結果、分析總結、綜合評價。

第一階段，教師是要根據學生已有基礎知識，設計出最為合理的引導性問題。面對復雜問題，一個人的思維總有局限性。學生在教師的引導下，采取“世界咖啡館”的集體研討模式進行小組內討論和多輪的組間交叉討論，針對問題進行聚焦，多維度看問題，激蕩智慧，產生思維的碰撞，促發創新。再通過學生交流展示，教師點評建議，整理出解決問題的方法和策略。

第二階段，教師再進一步引導學生將設計方案與實踐相結合，并根據學生實踐情況提出建議，引導學生開展實踐活動，發現新問題再探究，從而掌握探究式學習的基本方法。而學生的任務是通過實踐收集信息，對現象、結果進行分析，應用假設、比對、歸納發現規律，從而學會探究知識的方法和思維方式，獲得解決方案，形成自己的結論，促進學生核心能力的提升。最后為了提高學生探究式學習的積極性，要提供一套激勵性評價體系。

探究式學習有兩個注意點：

首先，雖然學生能從探究中獲取知識，能應用知識解決問題。但需要一些前提，并不是所有的知識學習都適用探究式模式，應根據學生的認知基礎，來選擇是否采用探究式學習，否則就無法達成理想的學習效果。

其次，“探究式學習”要滿足學生在規定時間內的課程教學，因此探究過程要做必要的簡化，如教師提出問題，確定探究方法、步驟、工具材料，省去部分較難的探究環節，提高教學效率。

2? 探究式學習在中職專業教學的應用

探究式學習的教學模式很多，其中比較典型的有情境探索學習模式和“做中學”學習模式[ 2 ]。探究式學習在內容上是開放的，探究結果也是開放的。探究式學習打破了傳統教學在統一規定下的教學模式，為學生提供了大膽創新、實現自我超越的學習環境。學生在探究學習的過程中，能夠大膽地懷疑，提出問題，探討解決問題的方案，對不同的結果進行分析，培養創新意識和創造能力。現以職三階段的《制冷電氣控制基礎》課程中“空調熱水器一體機電氣控制系統”為例，探討中職專業教學中開展探究式學習的教學方法。

2.1? 探究式學習項目確定

“制冷電氣控制基礎”的課時有限，而探究式學習占用課時較多，因而探究式的學習項目必須精選。通過教材分析研究，發現制冷電氣控制的控制器件和執行器主要有溫度傳感器、電腦控制板、高低壓保護繼電器、壓縮機、室內外風機、電子膨脹閥、電磁閥、四通閥、三通閥等構成。在制冷電氣設備運行過程中最為重要的是電氣設備各執行器之間的邏輯關系分析，這是學生探究電氣自動控制解決方案的基礎。家用空氣源熱水器和空調的電氣控制核心是單片機，商用空氣源熱水器和空調等電氣控制主要是PLC或單片機，所以本學科就以單片機和PLC技術應用確定為《制冷電氣控制基礎》這門學科的核心知識和能力，通過探究式學習可以更好培養這方面能力。而學生要完成該項目，要基于職一職二階段學習的電子電工技術、制冷設備技術、單片機和PLC四門學科的知識和技能，因此該探究式學習安排在職三的課程中。開展探究式學習既能培養學生探究能力，又能促進學生將所學的專業知識與技能進行綜合應用，生成新知。

2.2? 探究問題與實踐設計

探究式學習首先是思維的培養，教師要精心設計問題、引導思維，讓學生產生思維火花;允許學生有不同的實踐設計，允許生成新問題，它會對思維產生多層次的挑戰。另外，教師要注意學生探究過程中出現的意外現象，應當鼓勵學生多做可能性假設，引導學生進行多角度分析，實踐驗證，這才能培養批判性和創造性思維，從而找到解決方案。

2.2.1? 引導探究的問題設計

現代教學論研究指出，感知不是學習產生的根本原因，產生學習的根本原因是“問題”[ 2 ]。問題探究是學習的推力，通過問題引發學生求知欲，產生深入思考，引導學習行為的發生到完成，而不是只記住結果。

中職生的探究式學習的難度要適度，要簡化探究過程，才能提高教學效率。教師首先要提供給學生熱水器空調一體機的結構圖（見圖1），其設計理念及功能為：家用空調的外機排出的熱量進入室外空氣，加重空氣熱負荷，若這部分熱量轉入到熱水器中可節約能源，熱水器空調一體機是空氣源熱水器和空調相結合的電器。人們在享用熱水的同時，又享用空調的冷氣，既能節能又能減輕環境熱負荷。在不制熱水時是空調單獨運行;在不用空調時，則是空氣源熱泵單獨制熱水。

為了使學生能設計出該一體機電氣控制系統，教師就其工作流程進行分析說明，讓學生明確基本控制流程。教師要設定引導探究的問題，依據課堂教學需求，全班分成4～6小組，每個小組4～5人，讓各組學生采取“世界咖啡館”的研討模式進行討論。經過第一輪討論后，小組留一位主講，其余成員到其他小組交流，隨著小組的轉換流動，不同小組的思維發生碰撞，產生不同的見解，教師要將討論內容不斷升級，讓解決問題的方法不斷得到擴充。

引導問題1：“可否利用空調和空氣源熱水器電腦板添加銜接兩電器的電控系統實現自動控制？”

引導問題2：“熱水器空調一體機的工作流程圖及邏輯真值表應該是怎樣的？”

在教師引導下分別寫出該一體機電氣控制流程圖（見圖2）或電氣控制邏輯真值表，有能力的小組可以寫出其邏輯表達式（見表1）。解決此步是培養學生的分析能力、思維的創造性和理論應用能力。

2.2.2? 探究實踐方案設計

在實踐設計環節上，在已有的知識和技能基礎上，以實踐為依托，教師盡量提供不同實踐方向來引導，啟發學生思維，讓學生分組討論設計實踐方案，在試錯實踐中循序漸進，培養學生實踐能力。最后讓學生運用比對法，對實踐結果由此及彼、由特殊到一般，推導出最佳解決方案。

引導問題1：“利用流程圖及邏輯真值表編寫出熱水器空調一體機電氣自動控制系統程序。”

引導問題2：“與控制程序匹配的電氣控制系統是怎樣的？”

經討論后，學生得出了兩個設計方向，一類采用單片機設計，另一類采用PLC設計。實現該實踐活動，可將全班各小組重組成兩個大組，并抽簽決定兩大組的實踐方向，兩類設計可同步進行，但教師控制教學會比較困難;也可按順序分別進行兩類實踐探究，這樣教學相對比較容易控制。各小組可繼續采取“世界咖啡館”的探討模式，探究每步解決方案，教師要引導學生查資料和實踐驗證;若失敗，要分析失敗原因，再實踐驗證，逐步解決問題，最終達成探究目的。硬件上分別用CC2530單片機模塊和三菱PLC實驗模塊做驗證性實驗。教師要注意觀察學生在探究過程中存在的問題，做好信息收集。實踐探究結束后，讓各小組代表展示他們的初步設計方案和驗證性實驗視頻，教師對各小組展示進行點評和建議，最后比較各組方案，確定最為合理的兩類設計方案。兩大組可交叉或分步做驗證性實踐，可拓展實踐能力。最后利用組內、組間評價、教師評價相結合的評價激勵和推動學生持續探究，學生很喜歡這種模式。

雖然兩種設計使用的電氣控制模塊不同，設計的程序和硬件系統也不同，但都能實現熱水器空調一體機的功能。兩種設計分別適用于家用型和商用型熱水器空調一體機，不同的應用對象可拓寬學生的思路，有利于學生綜合應用能力和實踐能力的提升。

2.3? 探究式學習實踐活動

在探究式學習的實踐過程中，教師應把學生作為學習探究和解決問題的主體，及時了解學生開展探究實踐遇到的困難及需求，注意觀察每位學生能力、個性方面的發展， 做有針對性地指導，教師切忌將學生探究引向已有的結果，而是提供信息、啟發思路、補充知識、介紹方法，引導學生質疑、探究和創新，成為學生探究實踐的組織者和建議者。教師還要指導學生記錄有效數據，記錄異常情況，為后期分析、總結、修改提供依據。

該項目探究實踐活動步驟如下：

（1）組裝與調試：按照熱水器空調一體機單片機控制電路原理圖（見圖3），將空氣源熱水器電腦板的壓縮機輸出端和空調電腦板單片機的壓縮機輸出端和四通閥輸出端引出A、B、C三個信號端到達CC2530單片機模塊，再加上反向驅動器和繼電器，先在繼電器開關接指示燈進行調試，成功后再轉為一體機執行器的調試。

（2）運行過程監測：通過空調遙控器、空氣源熱水器控制面板設定運行參數，再改變替代溫度傳感器電位器阻值，測試運行狀態改變后，電氣控制系統的自動轉換是否存在問題。若有問題，進一步修改程序和電路。

（3）最后各小組通過對一體機執行器運行狀態觀察，判斷是否實現最佳控制效果，確定出最后的程序和電路設計方案，并拍攝實物接線圖和運行效果視頻。

2.4? 探究式學習的展示與評價

教師巡視并引導各小組匯總探究式學習的全程內容，包含熱水器空調一體機的系統功能介紹，電氣控制系統流程圖或邏輯真值表，單片機或PLC程序的編寫初稿和最終稿，電控系統原理圖和實物接線圖，電氣系統運行效果視頻等。各組代表通過電子白板展示和解說后，開展組內自評和組間互評以及教師評價，最后教師給表現優異的小組及個人予以嘉獎。

2.5? 探究式學習的成效

通過探究式學習訓練，之后課程學習中學生開始有意識的提問設疑和創新性地做一些設想，開始學會組建團隊，對疑問和設想進行探討、實踐驗證，在探究過程中發現解決方案。雖然探究學習的時間較長，經常要做重復的事，有時結果不是預想的，但探究真相的樂趣一直指引學生不斷求索。學生一致認為探究式學習有很多意外的收獲和特別的成就感，這是以往的學習方式所沒有的。學生認為將來遇到未知的問題時，不再一味等待教師提供答案和解決方法，他們開始懂得如何有步驟、有計劃的探求答案，如何創新地解決問題。尤其在學生的實習中更能體現出探究式學習的價值，學生在工作中遇到未知的任務或困難時，他們利用在校培養的探究素養，不是等公司派師傅來解決，而是通過與其他員工探討，加上自己的思考和探究實踐，找到解決方案。

3? 結束語

探究式學習特別強調問題在學習過程中的重要性。通過問題思考，形成學習動力并貫穿學習始末。探究式學習特別注重問題意識的形成與培養，問題意識能激發學生強烈的求知欲，激發學生活躍的思想。而傳統講授式教學很難讓學生感受到問題的存在，學生也不會深入思考，學習只能停留在表象的理解記憶，不可能開發學生求異思維和創新思維，更不能培養學生發現問題、提出問題、探究問題、解決問題的能力。

探究式學習核心是培養“問題意識”，問題是探究式學習的出發點，讓學生以問題為突破點和牽引力，逐步設計解決方案、實驗驗證、不斷修改等探究活動獲取新知，學生收獲頗多，提高學生學習的積極性。探究式學習的主體是學生，教師要調動學生質疑、查疑、釋疑。同時探究式學習離不開教師引導，離不開科學的探究法。通過探究式學習，學生不僅能獲得知識，更重要的是能培養他們的溝通交流、團隊合作、抗挫折力、探究和創新能力，這種素質培養比知識獲取更為重要。在中職專業教學中，教師要依據學生的知識基礎和能力特點，通過在課堂中應用探究式學習，反復教學實踐中改進，掌握探究式學習的方法，提升教學效果，達成培養學生綜合素質的目標。探究式學習法對培養學生未來可持續發展能力素養和科學方法起了鋪墊性作用，所以中職教師應重視探究式學習在教學中的應用。

參考文獻：

[1] 陳丁娜. 國內外關于研究性學習的研究現狀分析[J]. 綜合實踐活動研究， 2010（3）：20-21.

[2] 百度百科.探究性學習[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/探究性學習/10765164.