關鍵詞：課堂效率；教學情景；設計方法；操作系統(tǒng)；導入示例

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）25-0130-03

0 引言

提升計算機類專業(yè)教學質量和課堂效率[1-2]，發(fā)揮學生的創(chuàng)造性思維，是我們課堂教學一直追求的目標，其關鍵是發(fā)揮學生的主體性。

要發(fā)揮學生的主體性，就要創(chuàng)設適合學生學的教學情境，讓學生在情境教學中主動參與進來。教學情境在啟發(fā)式教學、項目導入法[3]、BOPPPS教學模式[4]等教學方式及方法中皆為關鍵研究問題。導入環(huán)節(jié)的教學情境內容，直接影響后續(xù)教學過程的展開，是保證創(chuàng)設的教學情境能否實現(xiàn)高效課堂教學的關鍵。

論文從工程應用、工程設計、工程建造等工程視角入手[5]，將課程內容或目標分解成8個大問題，將每個大問題分解成若干個小問題，并從工程的視角來解決以上問題。我們把其中一堂課應用的工程問題看成是教學情境導入環(huán)節(jié)的內容，那么其他的課程中這個適合一堂課應用的工程問題——作為教學情境導入環(huán)節(jié)導入的示例，應如何設計呢？我們從專業(yè)培養(yǎng)目標、課程教學目標、學生期望等方面研究了導入環(huán)節(jié)的教學情境內容的創(chuàng)設問題。不同于項目導入法[3]中導入的內容是項目或案例，本文探討的導入環(huán)節(jié)的教學情境內容是一個示例，該示例不一定是一個項目、一個案例，可能是一個設計出來的可以實現(xiàn)的問題，其主要特點是與課堂內容高度相關的，其解決過程所涉及的內容是本次課堂（一般在2個學時內完成）的教學內容。因此不能照搬實際的項目或案例進行導入，還需要進行再設計。

1 教學情境導入示例的需求分析

1998年聯(lián)合國教科文組織在世界首屆高等教育大會宣言中提出，高等教育需要轉向“以學生為中心”的新視角和新模式。“以學生為中心”的教育教學模式的突出特點是：以學生發(fā)展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心，也稱“新三中心”[6]?！靶氯行摹迸c工程教育專業(yè)認證的OBE理念在內涵上是一致的。教學情境的設計要考慮學生和教師的需求，以及教學目標的要求。

1.1 學生和教師的需求

1.1.1 學生的需求

大學教育中，學生的需求主要是求知需求，當然其他層次的需要也不容忽視。學生的求知需求，涉及基本教學理論內容、技能、考試、畢業(yè)證等，具有功利性的需要。其次是對愛的需求，即包括對友誼、愛情以及組織和諧需求。再次是對尊重的需求，尊重需求既包括對成就或自我價值的個人感覺，也包括他人對自己的認可與尊重。最后是對自我實現(xiàn)的需求，自我實現(xiàn)需求的目標是自我實現(xiàn)，或是發(fā)揮潛能。

1.1.2 教師的需求

大學教師的需求主要是對自我實現(xiàn)的需求，自我實現(xiàn)需求的目標是通過教學目標的達成實現(xiàn)自我，或是發(fā)揮潛能。其他如生存需求、安全需求、愛的需求和尊重的需求等需求，則通過社會和學生的回饋等方式得以滿足。

1.2 教學目標的要求

教學活動以教學目標為導向，且始終圍繞實現(xiàn)教學目標而進行。教學情境導入問題作為教學活動的一個環(huán)節(jié)操作的對象，必須符合高等教育教學目標的需要。教學目標可以分為課程目標、教學目標、教育成材等三個層次。教學目標來源于課程教學大綱，課程教學大綱根據(jù)學校定位和專業(yè)培養(yǎng)方案制定。

教學目標也分為現(xiàn)實性需求和潛在性需求。現(xiàn)實性需求，涉及基本教學內容，學生需要學習相關的知識，掌握相關的技能、具有相關的能力。潛在性需求：為實現(xiàn)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)在學生未來的成長與發(fā)展方面，包括自主學習與終身學習的能力等。

2 設計的基本步驟

2.1 分析教學目標和教材，確定基本目標

2.1.1 分析教學目標

在高等教育中，各專業(yè)都有各自的培養(yǎng)目標，但就某一技術來說，在課程設置可能是多個專業(yè)的課程體系的一部分，也就是說多個專業(yè)有同樣名稱的課程。在設計前，首先要明確所授課專業(yè)的總體培養(yǎng)目標，以及該課程的教學目標及其各個知識點與教學目標的關系，是專業(yè)基礎課還是專業(yè)課，是必修課還是選修課，是考試科目還是考查科目等，做到心中有數(shù)。

不僅要確定總體目標，還要確立階段性目標，每一節(jié)課的目標，不僅要確立知識目標和能力目標，還要確立情感目標，為進一步的教學確定方向，提高學生的綜合素質。

2.1.2 分析教材

課堂教學的內容基本來自教材，對教材的分析是上好一門課的重要準備工作，對于內容的把握決定著堂課的成敗，因此，教師設計教學情境導入示例，一定要分析教材、熟知教材，這樣才能使教學情境示例的導入完美貼合教材內容或覆蓋教材內容，達到預期的教學效果。

2.1.3 初選示例內容

如果教材中有適當?shù)氖纠齼热荩艽砘驇雍罄m(xù)教學內容的展開，教學情境示例可以從教材中選取。

教學示例也可以從實際的應用項目中提取，但一般的項目可能太大太復雜，不能在較短的時間內進行敘述，需要進行精簡，而精簡后可能與實際項目相去甚遠。另外一種方法是凝練教學內容，梳理其關聯(lián)關系，并用一個具有實用價值的綜合示例來設計串聯(lián)多次課程[5]。

2.2 了解技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，調整目標內容

示例內容可以是源于生活的常識，也可以是正在使用或較新穎的技術，這樣有利于引發(fā)師生共鳴，知識遷移。生活常識學生較容易理解，內容新穎的問題能夠較好地吸引全班同學，讓學生感到新奇，提高學習積極性與主動性，從而達到帶動學生思考問題，解決問題，理解新內容，接受新知識的目的。

2.3 了解學情，力求能無縫對接

在課前要了解授課對象群體的知識基礎、授課對象群體以及個體的特點，包括生源渠道、理想信念、興趣愛好、組織紀律、學習風氣以及掌握相關的知識程度；本次課堂教學情境導入示例需關聯(lián)的基礎知識中，學生已經掌握或要求掌握情況。力求在課前掌握盡可能多的信息，使得設計時能融合授課對象的特點，做到導入示例與教學知識點無縫對接。

2.4 根據(jù)教學資源，選擇實施方案

要求示例內容能夠將教材理論聯(lián)系實際應用，要求能在現(xiàn)有的教學資源條件下實現(xiàn)導入，如果不能實現(xiàn)導入，則需要調整。如有較好的硬件或者人員支持某些過程用動畫演示，會取得更好的效果。

3 教學情境導入示例設計舉例

3.1 操作系統(tǒng)中的教學情境導入示例

教學內容：分頁存儲管理方式

適用學生：計算機類專業(yè)

基礎知識：分頁存儲器管理的基本方法、分頁地址轉換。

教學目標：理解內存分頁管理方式中頁面、物理塊、地址結構及頁表作用，掌握分頁管理方式中地址轉換機構及轉換運算。

教學情景內容：將班級當作運行的進程，教室中座位數(shù)量看作內存存儲單元數(shù)量。班級同學進入教室入座后如何以優(yōu)異的方式管理兩個班級同學呢？如何盡快計算出每位同學的座位號并且找到每位同學？

如圖1所示，班級連續(xù)8人一組作為一頁，模擬進程邏輯地址劃分，教室8個連續(xù)座位作為一個物理塊，模擬計算機內存劃分。2個班的同學按組進入教室物理塊按順序就座。如此以班級模擬進程，教室模擬內存作為場景講解分頁地址結構，講解頁表作用及通過1班第1組同學學號8-15號到了教室第10塊80-87號座位落座，講解十進制、二進制和十六進制邏輯地址到物理地址的轉換過程。

最后，由情景教學案例引導出教材32位內存分頁地址結構、頁表作用及地址轉換的知識。由簡單問題到復雜問題分析的遷移，擺脫枯燥的理論知識講解，強化同學知識理解深度，提升學生學習興趣。培養(yǎng)學生知識遷移能力，提高同學課堂參與主動性。

3.2 物聯(lián)網工程導論課程中的教學情境導入示例

教學內容：物聯(lián)網中的信息安全與隱私保護

適用學生：物聯(lián)網工程專業(yè)一年級

基礎知識：物聯(lián)網的概念，物聯(lián)網的組網技術的相關概念。

教學目標：了解物聯(lián)網系統(tǒng)中信息安全與隱私保護的重要性及其基本技術的作用，關注物聯(lián)網系統(tǒng)及其信息安全與隱私保護的需求。

導入環(huán)節(jié)的教學情境內容：物聯(lián)網的應用非常廣泛，如圖2所示的物聯(lián)網智能家居安防系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)家居安防的？存在哪些信息安全威脅與隱私保護風險？

物聯(lián)網的概念，物聯(lián)網的組網技術的相關概念是前面學習過的，但是現(xiàn)在面對的是一個實際的系統(tǒng)及其安全問題。因此首先引導學生分析實現(xiàn)智能家居安防的設備、信息及其功能，這些設備存在的安全隱患，這些信息存在的安全威脅，哪些涉及居住者的隱私？怎么解決？

至此，課程導入環(huán)節(jié)結束，進入課程分析階段。

接著，我們從以下三個方面進行分析和解決：1） 智能家居安防系統(tǒng)的功能模塊及其工作原理；2） RFID 的安全隱患及其解決技術；3） 位置信息的安全隱患及其解決技術。

最后，進行分析總結，從智能家居安防系統(tǒng)的運行思考系統(tǒng)功能的完成，需要在各種可能的環(huán)境下都要求能夠正常運行，還有網絡安全的問題是否也需要考慮？下次課我們考慮怎樣設計安全的智能家居安防系統(tǒng)的基本思路。從而加深對物聯(lián)網系統(tǒng)的設計方案的理解，也培養(yǎng)學生解決問題能力和創(chuàng)新意識。

4 教學情境導入示例應用的效果分析

教學情境導入示例不僅具有一般的教學情境導入的作用，即通過導入創(chuàng)設教學情境，還便于學生將整個課程知識串接起來。

4.1 有助于吸引學生的注意

如果說良好的開端是成功的一半，那么課堂中的“導入示例”就是如此。設計良好的教學情境問題作為導入，讓學生帶著具體問題或懸念，緊緊跟著老師的節(jié)奏與思路進入課堂。情境問題是教學的關鍵，解決問題是學習的手段。通過對導入環(huán)節(jié)的教學情境內容所表示問題進行分析和解決，實現(xiàn)課堂教學的目標。

4.2 有助于教師把控課堂

根據(jù)問題解決的思路、學生的認知等因素，設計良好的教學情境問題，調動學生參與的積極性，在問題的發(fā)展過程中把控課堂，判斷自己的授課進程、方法是否針對了授課對象的特點，并在授課的過程中及時予以修正。應用教學情境導入示例，授課的過程就是教學情境導入示例中問題的分析解決過程。

4.3 有助于提高教師激情，從而提高課堂教學的效率

激情，是指一種積極、飽滿的興奮情緒，它是增強課堂凝聚力和講授感染力的重要因素，也是激發(fā)學生的課堂學習熱情，使之聚精會神，專注好學的催化劑[8]。好的教學情境是設計有價值的具體問題，可以讓教師充分有效地在課堂內“表演激情”，既傳授知識，也傳授方法，充分發(fā)揮課堂“臺詞”的作用，以提高教師的教學技藝和素質感染力。體現(xiàn)教師的使命感，體現(xiàn)教師的敬業(yè)精神。

4.4 便于師生需求信息交流，融洽師生關系

一個情境演繹或復雜問題分割及解決的過程，可以是一個提問和討論的過程，一個學習信息交流的過程，也是一個師生需求信息交流的過程。在良好的交流過程中，建立融洽的師生關系，有助于增強學生學習團隊歸屬感、學習成就感和學習自信心。

4.5 便于學生建立自己的知識圖譜

應用教學情境導入示例，課堂的教學內容就是教學情境導入示例中問題的分析解決。所用到的知識點，新的知識點都是有機地聯(lián)系到了一起。一堂課如此，如果每一堂課都如此，可以順利地將整門課程的知識串接起來，建立自己的知識圖譜。

5 總結

本文介紹的教學情境導入示例的設計方法從師生的需求、教學目標的要求出發(fā)，結合技術的發(fā)展趨勢和課程內容，聯(lián)系實際應用設計出教學情境導入示例，可以滿足師生的需求和教學的需要，可以有效地提高課堂效率。