大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗自主探究式教學(xué)模式理論與實踐研究

摘要：本文針對學(xué)分制下大學(xué)信息技術(shù)實驗課所面臨的新環(huán)境，較為深入地分析了當(dāng)前教學(xué)模式的問題，接著初步探討了以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生自主探究為主線的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗自主探究式教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；計算機(jī)基礎(chǔ)實驗；自主探究式；理論與實踐研究

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

高校教育改革的核心是教學(xué)改革，隨著教學(xué)改革的進(jìn)一步深入，“加強(qiáng)素質(zhì)教育，增強(qiáng)質(zhì)量意識”的思想和觀念越來越多地滲透到高等教育過程中。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，已成為高校素質(zhì)教育的重點。在素質(zhì)教育中，大家對創(chuàng)新能力和創(chuàng)新教育的重要性已基本形成共識，而實驗教學(xué)作為高等學(xué)校教育體系的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力、分析問題和解決問題能力有著不可替代的作用。因此，僅僅依靠計算機(jī)理論課堂的教學(xué)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了社會對計算機(jī)技術(shù)人才的需求，實驗教學(xué)的重要性隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日益顯現(xiàn)出來。

盡管改革開放以來，我國高校計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教育教學(xué)改革盡管取得了一些成績，但是廣大教育工作者普遍反映已有的教改并沒有取得實質(zhì)性的突破。原因在哪兒呢？我們認(rèn)為，這些教改只注重了內(nèi)容、手段和方法的改革，而忽視教學(xué)模式的改革。甚至將教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)手段的改革、教學(xué)方法的改革混為一談。誠然，已有改革確實是起到了重要作用，對推動整個教育教學(xué)改革有一定的意義。但是在投入大量的人力、物力進(jìn)行這類改革的同時，卻忽視了一個更為根本性的改革，即教學(xué)模式的改革。

本文在分析討論當(dāng)前計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，從建構(gòu)主義的理論四個基本環(huán)節(jié)著手，對計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)模式進(jìn)行了改革實踐，初步構(gòu)建了“基于校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的以自主學(xué)習(xí)為核心的自主探究式實驗教學(xué)模式”，并在實驗教學(xué)中進(jìn)行實踐，取得了一定成效。

2存在的問題

所謂的教學(xué)模式，是在一定教學(xué)思想、教育理論的指導(dǎo)下，教學(xué)活動諸要素依據(jù)一定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生認(rèn)識特點，所形成的一種穩(wěn)定而又簡約化的教學(xué)架構(gòu)。也就是按照什么樣的教育思想、理論來組織你的教學(xué)活動進(jìn)程，它是教育思想、教學(xué)理論、學(xué)習(xí)理論的集中體現(xiàn)。教學(xué)結(jié)構(gòu)的改變必然會觸動教育思想、教學(xué)觀念、教與學(xué)的理論等根本性的問題，可見，教學(xué)模式的改革是深層次的改革。

以凱洛夫的五段教學(xué)模式(激發(fā)動機(jī)→復(fù)習(xí)舊課→講授新課→運用鞏固→檢查效果)為典型代表的傳統(tǒng)教學(xué)模式，長期以來一直統(tǒng)治著我們各級各類學(xué)校。它以教師為中心，老師是整個教學(xué)過程的主宰，學(xué)生則處于被動接受老師灌輸知識的地位。在這樣一種結(jié)構(gòu)下，老師是主動的施教者，學(xué)生是被動的外部刺激接受者即灌輸對象。顯然，學(xué)生如果在整個教學(xué)過程中始終處于比較被動的地位，肯定難以達(dá)到比較理想的教學(xué)效果，更不可能培養(yǎng)出創(chuàng)造型人才，這就是傳統(tǒng)的以教師為中心教學(xué)結(jié)構(gòu)的最大弊病。

目前我國高校計算機(jī)實驗教學(xué)模式中存在下列問題：

#61548;重理論，輕實踐：作為應(yīng)用性很強(qiáng)的一類課程，計算機(jī)實驗教學(xué)是計算機(jī)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過計算機(jī)實驗教學(xué)和學(xué)生上機(jī)實踐操作，其目的是使學(xué)生更好地理解和掌握計算機(jī)的知識，讓學(xué)生熟練地操作計算機(jī)和使用計算機(jī)解決實際問題。然而，在實際教學(xué)中，對實驗教學(xué)的重要性認(rèn)識不夠，有些教師和學(xué)生都不同程度的有著重理論教學(xué)，輕視實驗教學(xué)的傾向。實驗課教學(xué)一直處于從屬地位，只重視理論知識的傳授，而忽視了學(xué)生動手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

#61548;實驗內(nèi)容單一、淺顯：目前從實驗項目上看：現(xiàn)行實驗教學(xué)的深度和廣度有所限制，現(xiàn)有實驗基本上都僅僅是驗證教材和講課的內(nèi)容為主；綜合型、設(shè)計型的實驗較少。計算機(jī)實驗大部分仍停留在鞏固、消化、理解理論教學(xué)的水平上。多數(shù)學(xué)生只是在計算機(jī)上輸入理論課老師所布置或書本上現(xiàn)成實例項目內(nèi)容，沒有錯誤能通過，驗證完畢就算完成實驗任務(wù)，達(dá)到實驗?zāi)康?。長久以來必然導(dǎo)致學(xué)生逐步失去應(yīng)有的積極性和主動性，最終將失去上實驗課的興趣，這對于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力非常不利。

#61548;實驗教師積極性不高：由于傳統(tǒng)觀念和體制的原因，在我國高校中，實驗教師被稱為“教學(xué)輔助人員”，他們所從事的工作被稱為“教學(xué)輔助工作”，加之對實驗教學(xué)人員的職稱、業(yè)績和激勵不重視，這些都直接地挫傷了實驗教師的積極性。

經(jīng)過長期的教學(xué)實踐和教改實驗，我們探索出一條大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教育教學(xué)改革的道路—將現(xiàn)代信息技術(shù)與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗課程加以整合進(jìn)行實驗教學(xué)模式的改革。目前，我們已初步構(gòu)建了將現(xiàn)代信息技術(shù)與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗課程加以整合，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力為宗旨的，以“強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心”為指導(dǎo)思想，以學(xué)生自我評價為主要評價方式的，以學(xué)生為主體的自主探究為主線的，以建構(gòu)主義“學(xué)與教”理論和認(rèn)知工具理論為主要理論依據(jù)的，基于校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的“自主探究式”大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)模式：創(chuàng)設(shè)情境——提出問題——自主探索——網(wǎng)上協(xié)作——網(wǎng)上測試——課堂小結(jié)。

3自主探究式教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

建構(gòu)主義源自關(guān)于兒童認(rèn)知發(fā)展的理論，由于個體的認(rèn)知發(fā)展與學(xué)習(xí)過程密切相關(guān)，因此利用建構(gòu)主義可以比較好地說明人類學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知規(guī)律，即能較好地說明學(xué)習(xí)如何發(fā)生、意義如何建構(gòu)、概念如何形成，以及理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)包含哪些主要因素等等?？傊诮?gòu)主義思想指導(dǎo)下可以形成一套新的比較有效的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)較理想的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境。本文所提出的“自主探究式教學(xué)模式”以建構(gòu)主義“學(xué)與教”理論、建構(gòu)主義“學(xué)習(xí)環(huán)境”理論、建構(gòu)主義“認(rèn)知工具”理論為主要理論依據(jù)。

建構(gòu)主義“學(xué)與教”理論強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要求學(xué)生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者，建構(gòu)主義的教學(xué)理論則要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進(jìn)者；要求教師應(yīng)在教學(xué)過程中采用全新的教育思想與教學(xué)結(jié)構(gòu)(徹底摒棄以教師為中心、強(qiáng)調(diào)知識傳授、把學(xué)生當(dāng)作知識灌輸對象的傳統(tǒng)教育思想與教學(xué)結(jié)構(gòu))、全新的教學(xué)方法和全新的教學(xué)設(shè)計。

建構(gòu)主義“學(xué)習(xí)環(huán)境”理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識是在一定情境下，借助于他人的幫助，如人與人之間的協(xié)作、交流、利用必要的信息等等，通過意義的建構(gòu)而獲得的。理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)當(dāng)包括情境、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)四個部分。

(1) 情境：學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)習(xí)者對所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。在教學(xué)設(shè)計中，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義的情境是最重要的環(huán)節(jié)或方面。

(2) 協(xié)作：應(yīng)該貫穿于整個學(xué)習(xí)活動過程中。教師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)作，對學(xué)習(xí)資料的收集與分析、假設(shè)的提出與驗證、學(xué)習(xí)進(jìn)程的自我反饋和學(xué)習(xí)結(jié)果的評價以及意義的最終建構(gòu)都有十分重要的作用。

(3) 交流：是協(xié)作過程中最基本的方式或環(huán)節(jié)。比如學(xué)習(xí)小組成員之間必須通過交流來商討如何完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)達(dá)到意義建構(gòu)的目標(biāo)，怎樣更多的獲得教師或他人的指導(dǎo)和幫助等等。其實，協(xié)作學(xué)習(xí)的過程就是交流的過程，在這個過程中，每個學(xué)習(xí)者的想法都為整個學(xué)習(xí)群體所共享。交流對于推進(jìn)每個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)程，是至關(guān)重要的手段。

(4) 意義建構(gòu)：建構(gòu)的意義指的是事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系這也是教學(xué)的最終目標(biāo)。幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行“意義建構(gòu)”，就是要幫助學(xué)生對當(dāng)前學(xué)習(xí)的內(nèi)容所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解。

建構(gòu)主義“認(rèn)知工具”理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是以思維為中介的，為了更直接地影響學(xué)習(xí)進(jìn)程，應(yīng)減少一直以來對傳遞技術(shù)的過分關(guān)注，而更多地關(guān)心在完成不同任務(wù)中如何要求學(xué)習(xí)者思維的技術(shù)。認(rèn)知工具理論就是在這種基礎(chǔ)上應(yīng)運而生的。認(rèn)知工具是支持、指導(dǎo)、擴(kuò)展學(xué)習(xí)者思維過程的心理或計算裝置。前者存在于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、元認(rèn)知策略；后者則是外部的，包括基于計算機(jī)的裝置和環(huán)境；它們都是知識建構(gòu)的助成工具。以多媒體教學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)成為最理想、最實用的認(rèn)知工具。

4自主探究式教學(xué)模式的實施

目前，我們初步構(gòu)建了大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗自主探究式教學(xué)模式的實施環(huán)境——大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗中心，它由硬件、軟件、師資三部分組成。

硬件：

計算機(jī)基礎(chǔ)實驗中心通過1000M網(wǎng)絡(luò)出口連接校園網(wǎng)，配有DELL、浪潮高性能服務(wù)器。千兆主干、100M到桌面等硬件設(shè)施，并將多間多媒體教室互聯(lián)。

軟件：

在計算機(jī)基礎(chǔ)實驗中心網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)資源：數(shù)據(jù)資源共享系統(tǒng)、視頻廣播和點播(VOD)系統(tǒng)、Internet資源共享系統(tǒng)、屏幕廣播系統(tǒng)、師生互動論壇、新一代大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)系統(tǒng)、基于B/S的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗網(wǎng)上測試和評估系統(tǒng)。

設(shè)計開發(fā)的“基于積件的計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)軟件系統(tǒng)——各種類型積件庫和積件組合平臺”，它由以下幾部分組成：

(1) 按照與當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)的密切程度，將大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)素材資源庫分為核心庫、擴(kuò)展庫和備用庫，并提供了簡易、快捷、智能自動的檢索方法。

(2) 構(gòu)建基于積件組合平臺簡易精練的接口式“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗微教學(xué)單元庫”。

(3) 構(gòu)建供廣大教師可從中直接調(diào)用教學(xué)所需網(wǎng)上素材并用于實驗教學(xué)的實驗虛擬積件資源庫。

(4) 構(gòu)建“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教學(xué)資料呈現(xiàn)方式庫”，將各種素材資料的進(jìn)行歸納分類的方式呈現(xiàn)，設(shè)計成供教師容易調(diào)用與賦值的圖標(biāo)。

(5) 構(gòu)建“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗教與學(xué)策略庫”。將不同的策略方式設(shè)計成可填充重組的框架，以簡單明了的圖標(biāo)表示，讓教師在教學(xué)中根據(jù)需要將不同的素材、微教學(xué)單元與不同的資料呈現(xiàn)方式和教學(xué)策略方式相結(jié)合，以產(chǎn)生“組合爆炸式”的效果，適應(yīng)于各種教學(xué)情況；讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中根據(jù)自己需要將不同素材、微教學(xué)單元與不同的資料呈現(xiàn)方式和學(xué)習(xí)策略方式相結(jié)合，更好地發(fā)揮學(xué)生的自主性與主觀能動性，進(jìn)行積極的探索和認(rèn)知學(xué)習(xí)。

(6) 構(gòu)建類似于“傻瓜照相機(jī)”的特別適合于課堂教學(xué)使用的積件平臺——大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗積件組合平臺。

我們開發(fā)的“基于B/S的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實驗網(wǎng)上測試和評估軟件系統(tǒng)” 由以下幾部分組成：

(1) 測驗試卷的自動生成工具(試卷的題目為隨機(jī)抽取，可以為每個學(xué)生產(chǎn)生不同的試卷，以防作弊。)；

(2) 測試監(jiān)控系統(tǒng)(系統(tǒng)主要完成對網(wǎng)上測試過程的控制，如在需要時鎖定系統(tǒng)，不允許學(xué)生進(jìn)行與測試無關(guān)的瀏覽，控制測試時間，到時自動交卷等。

(3) 試卷自動批改功能(系統(tǒng)對測驗提供了“自動批改即時反饋功能”，還可以根據(jù)學(xué)生的答案提供個性化的反饋內(nèi)容。系統(tǒng)允許教師通過對一些問題加權(quán)，進(jìn)一步控制測試的進(jìn)程和結(jié)果)。

(4) 分析統(tǒng)計工具。

系統(tǒng)提供自動記分功能，在學(xué)生完成測驗后，系統(tǒng)自動判分，并自動匯總成績。系統(tǒng)可根據(jù)每道題中的知識點和學(xué)生的答題情況，對具體學(xué)生給出診斷，對下一步學(xué)習(xí)提出建議。該系統(tǒng)還可以根據(jù)考試測驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用教育評估理論分析題目的質(zhì)量，如區(qū)分度、難度等。

師資：

加強(qiáng)對課題組教師培訓(xùn)。研究人員以自學(xué)為主，采取專題培訓(xùn)、講座、討論和外出參加培訓(xùn)等多種方式，學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育理論特別是建構(gòu)主義“學(xué)與教”理論、建構(gòu)主義“學(xué)習(xí)環(huán)境”理論、建構(gòu)主義認(rèn)知工具理論，更新教學(xué)觀念和思想，掌握教育實驗研究方法；學(xué)習(xí)現(xiàn)代信息技術(shù)，掌握多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法和多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件開發(fā)方法。

5初步結(jié)論與思索

總之，對于“自主探究”，從本質(zhì)上說是要給學(xué)生留出發(fā)揮自主性、積極性和創(chuàng)造性的空間，要給學(xué)生提供各種不同的情境下建構(gòu)知識、運用知識、表現(xiàn)自我的多種機(jī)會，要讓學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)形成自我監(jiān)控、自我反思、自我評價、自我反饋的學(xué)習(xí)能力。在“自主探究式”實驗教學(xué)中，學(xué)生始終處于一種興趣昂然、積極參與、理論聯(lián)系實際的狀態(tài)，他們的思維、表達(dá)、自學(xué)、實踐、合作等能力與技能都得以充分的訓(xùn)練并得到極大的發(fā)展。通過“自主探究”來學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)知識和技能，可以使學(xué)生將所學(xué)知識運用于新問題的解決，形成客觀而實事求是的科學(xué)態(tài)度和積極主動的探索精神，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)品質(zhì)等。最終，學(xué)生獲得的將是科學(xué)素養(yǎng)的全面提高以及個人發(fā)展的極大促進(jìn)。

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