炎士濤　趙明富　李士勇

摘 要 分析傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，特別是學(xué)生和教師在學(xué)習(xí)過程中所扮演的角色對學(xué)習(xí)效果的影響，引發(fā)探索支架式教學(xué)模式在實際教學(xué)中的應(yīng)用。通過在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中引入支架式教學(xué)模式，對比傳統(tǒng)教學(xué)模式，發(fā)現(xiàn)該模式應(yīng)用對提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和獨(dú)立解決問題的能力都有極大的提高。

關(guān)鍵詞 支架式教學(xué)；教學(xué)模式；嵌入式系統(tǒng)課程；實驗室；實驗

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）20-0085-02

1 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在傳統(tǒng)教學(xué)實施過程中引入大量改善教學(xué)效果的硬件設(shè)備，使得教師在授課過程中可以配合豐富多彩的幻燈片、動畫及聲音效果提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明顯改善了學(xué)習(xí)的效果。但這并不能改變當(dāng)前高校課堂中教師占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師講解、板書，學(xué)生聽講、記筆記，教師根據(jù)學(xué)生的反饋來了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，并根據(jù)這個反饋適當(dāng)調(diào)整教學(xué)策略，以期達(dá)到更好的教學(xué)目的。

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師是教學(xué)過程中的絕對主體，掌握整個教學(xué)過程的走向。教師主動傳授，學(xué)生被動接受，教學(xué)效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)僅僅靠學(xué)生最終的考核成績，反映不出學(xué)生實際解決問題的能力；課堂僅僅是提供給教師“表演”的舞臺，學(xué)生從來沒有在課堂上展現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)效果及創(chuàng)新想法。實際教學(xué)時往往采用“理論課+實驗課”的模式，教師在理論課講授理論知識，不能讓學(xué)生馬上實踐學(xué)習(xí)到的新知識，學(xué)生感覺枯燥乏味，學(xué)習(xí)積極性、主動性大大降低；而當(dāng)進(jìn)入實驗室進(jìn)行實踐操作時，往往由于對理論知識理解不深刻，導(dǎo)致實驗效果差，不能完成教師設(shè)置的實驗?zāi)繕?biāo)，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

支架式教學(xué)模式通過搭建腳手架[1]、進(jìn)入情境、獨(dú)立研究、協(xié)作學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)評估五個環(huán)節(jié)展開教學(xué)，大大提高了學(xué)生的積極性和獨(dú)立解決問題的能力。本研究通過將支架式教學(xué)模式應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)實踐中，并與傳統(tǒng)教學(xué)效果進(jìn)行比較，為課堂教學(xué)的改革發(fā)展提供參考。

2 支架式教學(xué)模式

支架式教學(xué)是根據(jù)維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論[2]、皮亞杰的結(jié)構(gòu)與建構(gòu)理論以及布魯納的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論發(fā)展來的一套成熟的教學(xué)模式。

“最近發(fā)展區(qū)”奠定了支架式教學(xué)的心理學(xué)理論基礎(chǔ)，是指兒童在獨(dú)立解決問題時的實際發(fā)展水平和教師指導(dǎo)下解決問題時潛在發(fā)展水平間存在的距離。教師所做的工作就是為最近發(fā)展區(qū)搭建支架。

皮亞杰提出的結(jié)構(gòu)與構(gòu)建理論，指個體在建構(gòu)知識體現(xiàn)過程中，在超越自身實際水平時，需借助外界給予的“支架”，使自己從低級的平衡水平到不平衡再發(fā)展到更高級的平衡，以完善或完成自己的建構(gòu)活動。該理論形成了支架式教學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)。

布魯納的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論是指在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不應(yīng)處于被動地位，消極地接受知識，而應(yīng)當(dāng)主動積極地探索獲取。

教師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造有利的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，提供必要的各類學(xué)習(xí)資源，在學(xué)生需要幫助時提供支架，直到學(xué)生逐漸掌握時去除支架，為學(xué)生主動學(xué)習(xí)提供各類支持。

3 嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的生活正在發(fā)生翻天覆地的變化，大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)為智慧城市、智慧地球的實施奠定了基礎(chǔ)，創(chuàng)造了條件，這也使得嵌入式軟硬件工程師的社會需求量與日俱增，嵌入式系統(tǒng)課程在高校教學(xué)中所占的比重越來越大。

嵌入式系統(tǒng)是一門要求學(xué)生系統(tǒng)掌握軟硬件知識的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)時既要掌握必要的硬件知識，又要具備在開發(fā)板上進(jìn)行軟件開發(fā)的能力。與之對應(yīng)，教師在教學(xué)過程中要涉及兩方面的知識，要求學(xué)生投入大量的時間和精力，太簡單達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)，太難則使得學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果因此不理想。分析原因主要有：1）嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速，知識更新快，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大；2）軟硬件結(jié)合，傳統(tǒng)教學(xué)時往往理論課+實踐課，導(dǎo)致學(xué)生實踐時理論課內(nèi)容掌握不牢靠，不能完成實驗要求；3）學(xué)生為達(dá)到實驗效果，往往簡單記憶教師的操作，沒有認(rèn)真思考各個實現(xiàn)的細(xì)節(jié)及原因，掌握的知識不系統(tǒng)、不完善。

4 支架式教學(xué)在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中的應(yīng)用

上述分析的學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程效果不佳的原因，一定程度上反映了目前大多數(shù)高校教學(xué)中普遍存在的各種問題。針對這些問題，部分高校進(jìn)行了不少教學(xué)改革的嘗試，但效果并不理想。對此，筆者將針對嵌入式系統(tǒng)課程融合支架式教學(xué)模式進(jìn)行教改的一些方法分享出來，以期給同行一些啟示和借鑒。

根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，按照“最近發(fā)展區(qū)”概念，搭建腳手架 與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，支架式教學(xué)模式中學(xué)生是知識構(gòu)建活動的主體，教師的角色則轉(zhuǎn)變?yōu)橹R構(gòu)建的設(shè)計者及輔助者[3]。針對要學(xué)習(xí)的主題，教師需要為學(xué)生搭建一個基本概念和基本規(guī)律的框架，提出關(guān)鍵問題或者提出學(xué)生需要研究探索的方向。這就需要教師在學(xué)生掌握知識的基礎(chǔ)上，構(gòu)建新知識與原有知識體系的橋梁，巧妙地提出需要解決的問題，將學(xué)習(xí)的目標(biāo)隱含在問題中，合理設(shè)計課件，引導(dǎo)學(xué)生主動探索問題的答案，從而構(gòu)建相關(guān)內(nèi)容的知識體系。

在嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程中，為了更好地實施支架式教學(xué)模式，最好將全部教學(xué)過程安排在實驗室，將課程理論知識融入實驗案例。每次實驗過程需要教師將實驗的目標(biāo)、實驗所需的輔助知識及實驗的效果告知學(xué)生，實驗?zāi)繕?biāo)明確需要掌握的知識、輔助知識能夠幫助學(xué)生更好地完成實驗環(huán)節(jié)，而實驗效果則可以最大限度地激發(fā)學(xué)生獨(dú)立探求答案的積極性和主動性。在此過程中，教師可以根據(jù)以往的知識設(shè)計問題，讓學(xué)生思考實驗方案，對學(xué)生的回答給予一定的點(diǎn)撥和表揚(yáng)，激發(fā)興趣。在整個支架搭建的過程中，教師需要整體把握，設(shè)計問題、設(shè)計方法、構(gòu)建框架，做到在每個支點(diǎn)實現(xiàn)目標(biāo)。同時，教師還可以根據(jù)經(jīng)驗和學(xué)生學(xué)習(xí)的程度，及時調(diào)整支架間距離，爭取讓每個學(xué)生都能通過自己的努力完成實驗?zāi)繕?biāo)，更大限度提高興趣和積極性。當(dāng)然，教師也會發(fā)現(xiàn)設(shè)計支點(diǎn)的一些不合理性，通過在教學(xué)中積累經(jīng)驗、適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到更好的效果。endprint

根據(jù)腳手架支點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境 情境是指和腳手架支點(diǎn)相關(guān)的問題情境。在構(gòu)建知識體系過程中，學(xué)生的思維在思考某個支點(diǎn)時總需要一個引導(dǎo)，教師可以根據(jù)支點(diǎn)的特征創(chuàng)建情境，讓學(xué)生自然過渡到該支點(diǎn)，展開思維，引起獨(dú)立解決問題的愿望。在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中，可以利用學(xué)生自己動手完成任務(wù)的成就感、學(xué)生間相互比較的爭強(qiáng)好勝心以及嵌入式實驗成功后的精彩實現(xiàn)效果，激發(fā)學(xué)生興趣。通過各種教學(xué)媒體，如動畫、聲音等，將枯燥乏味的內(nèi)容趣味化，根據(jù)每一支點(diǎn)學(xué)生的完成效果，適度鼓勵和表揚(yáng)，激發(fā)求知欲，適當(dāng)引導(dǎo)，進(jìn)入下一支點(diǎn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更快更好地進(jìn)入自己的角色。

在興趣的基礎(chǔ)上獨(dú)立探索，尋求答案 在學(xué)生被教師啟發(fā)引導(dǎo)進(jìn)入情境后，應(yīng)該留出學(xué)生獨(dú)立探索問題答案的時間。該環(huán)節(jié)讓學(xué)生獨(dú)立探索問題情境中所蘊(yùn)涵的意義，抽取問題實質(zhì)，并通過自身努力加以解決。在學(xué)生探索答案的過程中，教師僅僅需要適當(dāng)提示，引導(dǎo)學(xué)生由小問題入手、逐步深入，直至完全獨(dú)立思考完成。此時學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，逐步實現(xiàn)對知識的構(gòu)建過程。

協(xié)作學(xué)習(xí)，相互提高 協(xié)作學(xué)習(xí)[4]階段有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神。學(xué)生在共同解決一個問題時，必須首先明確自己要完成的工作及在整個實驗中的作用，通過不同的分工進(jìn)行聯(lián)系。一個人出錯就會影響整體的效果，這就需要學(xué)生發(fā)揮自身最大的能動性，去思考和探索問題的解決方法和效率問題。在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中，教師可以適當(dāng)對學(xué)生進(jìn)行劃分，按照每小組2～3人進(jìn)行實驗，在探索問題答案的同時，培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作、群策群力解決問題的精神。如在嵌入式系統(tǒng)課程中完成開發(fā)板LED燈驅(qū)動控制時，每組三人，每個學(xué)生獨(dú)立解決一個問題。但由于實驗過程需要數(shù)據(jù)傳遞，就必須在完成自身工作的同時，與他人進(jìn)行溝通，明確變量名稱、變量含義、變量格式及通信需求，學(xué)生間相互合作，取長補(bǔ)短，共同進(jìn)步。

效果評價 支架式教學(xué)模式的突出特點(diǎn)之一就是非常注重對學(xué)習(xí)效果的評價，教師對分組完成實驗的學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)、啟發(fā)及監(jiān)督，學(xué)生進(jìn)行自我評價之后由教師評價。這種互動多元的評價方式不僅可以使教師更進(jìn)一步掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而且可以促使教師根據(jù)評價結(jié)果及時進(jìn)行教學(xué)步驟的調(diào)整，以便取得更好的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

支架式教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生和教師的地位關(guān)系，教師不再完全主宰課程教學(xué)進(jìn)程，主導(dǎo)地位被弱化；學(xué)生不再完全被動接受知識，學(xué)習(xí)主動性得以提升。以學(xué)生發(fā)展水平為基礎(chǔ)，運(yùn)用多種方法引導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建知識技能，進(jìn)而向更高的發(fā)展水平邁進(jìn)，不僅能提高學(xué)生獨(dú)立解決問題、探索答案、構(gòu)建知識體系的能力，而且可以提高學(xué)生的團(tuán)隊合作意識，提升綜合素質(zhì)。教師需要擴(kuò)展思路，為學(xué)生營造輕松自由的學(xué)習(xí)氛圍，使其能夠主動表達(dá)自己的觀點(diǎn)，進(jìn)而通過實踐加以證明；教師和學(xué)生通過討論讓學(xué)生自主思考，加深對知識的理解，構(gòu)建完整的知識體系[5]。

當(dāng)然，雖然支架式教學(xué)模式有諸多優(yōu)勢，但也不是說完全可以取代傳統(tǒng)教學(xué)模式，兩者之間有著密切的聯(lián)系，各有長處和不足。在嵌入式課程教學(xué)中，要合理發(fā)揮支架式教學(xué)模式的優(yōu)勢，找到合適的平衡點(diǎn)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]謝慶，梁貴書，葛玉敏.建構(gòu)主義支架教學(xué)法應(yīng)用中的兩個關(guān)鍵問題研究[J].教育教學(xué)論壇，2013（11）：84-85.

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