基于建構(gòu)主義的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

游應(yīng)德 游 麗

（宜賓學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，四川 宜賓 644000）

基于建構(gòu)主義的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

游應(yīng)德 游 麗

（宜賓學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，四川 宜賓 644000）

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在諸多缺點(diǎn)，而建構(gòu)主義理論教學(xué)體現(xiàn)了學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下逐步應(yīng)用現(xiàn)有知識(shí)建構(gòu)自己知識(shí)結(jié)構(gòu)，內(nèi)化知識(shí)的教學(xué)理念，這正是培養(yǎng)創(chuàng)新型學(xué)生的需要。文章對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出基于建構(gòu)主義理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；建構(gòu)主義；知識(shí)內(nèi)化；教學(xué)改革

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)所設(shè)置的課程中百分之八九十的專業(yè)課程都開設(shè)了或多或少的實(shí)驗(yàn)，有的課程如“JAVA課程設(shè)計(jì)”、“網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)”、“軟件工程實(shí)訓(xùn)”則是由教師引導(dǎo)，絕大多數(shù)工作都是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證中實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等教育體系的重要環(huán)節(jié),在提高學(xué)生實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)等方面具有理論教學(xué)不可替代的作用。同時(shí)實(shí)驗(yàn)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)核心模塊的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)課程體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握的現(xiàn)有知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的使用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)還體現(xiàn)了學(xué)生的“學(xué)”的過程，是學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的一個(gè)“內(nèi)化”的過程，是一個(gè)自我建構(gòu)的過程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)踐為載體發(fā)展學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)課程起到不可或缺的作用。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式往往束縛了學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高，同時(shí)學(xué)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備也不能充分利用。學(xué)生雖然進(jìn)行了較多實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但是收獲甚少，根本沒有達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

在計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程中，除專業(yè)基礎(chǔ)課程的數(shù)學(xué)系列課程沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，基本上所有課程均開設(shè)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于實(shí)踐性要求弱一點(diǎn)的課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)在幾學(xué)時(shí)到十幾學(xué)時(shí)不等，對(duì)與實(shí)踐性要求強(qiáng)的課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)常常超過理論學(xué)時(shí)，有的課程的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)數(shù)甚至占總學(xué)時(shí)的百分之八十。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排上，常常是各個(gè)項(xiàng)目獨(dú)立的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)自做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)算完成一項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目和項(xiàng)目之間的聯(lián)系不大，沒有融會(huì)貫通的內(nèi)容；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中很少和同學(xué)、老師進(jìn)行交流，對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也只是理解、實(shí)踐和掌握，對(duì)知識(shí)沒有批判和創(chuàng)新。在多年的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)能按時(shí)保質(zhì)保量完成任務(wù)的學(xué)生極少，更談不上創(chuàng)新，甚至有一部分學(xué)生干脆拷貝其他同學(xué)已經(jīng)完成的項(xiàng)目交給指導(dǎo)教師應(yīng)付實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求，學(xué)生普遍反應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)離軟件開發(fā)主流、難度大、工作量大、沒有興趣。

3 理論依據(jù)

建構(gòu)主義思想認(rèn)為學(xué)習(xí)應(yīng)該是積極建構(gòu)知識(shí)體系的過程。學(xué)習(xí)者（學(xué)生）需要在一個(gè)特定的情景下，自己建構(gòu)知識(shí)，而不是被動(dòng)的接受外界（教師）的信息。構(gòu)建知識(shí)的過程即是一個(gè)認(rèn)知客觀事物的過程，它是在學(xué)習(xí)者的頭腦中進(jìn)行的，是一種高級(jí)的腦力活動(dòng)③。而教學(xué)是創(chuàng)建支撐建構(gòu)性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)是組建學(xué)習(xí)者共同體、教學(xué)是構(gòu)建實(shí)踐共同體。由于學(xué)習(xí)過程是在一定的情境下，借助其他人的幫助即通過人際間的協(xié)作活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的意義建構(gòu)過程，因此建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素或四大屬性③?！扒榫场保簩W(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)生獲取知識(shí)的意義建構(gòu)，必須在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，對(duì)教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中不僅要考慮教學(xué)目標(biāo)分析，還要考慮有利于學(xué)生進(jìn)行建構(gòu)意義的情境創(chuàng)設(shè)問題的提出，并將情境創(chuàng)設(shè)看作是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一?！皡f(xié)作”： 協(xié)作發(fā)生在學(xué)習(xí)過程的始終。體現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間、學(xué)生與教學(xué)文本之間的協(xié)調(diào)。在這個(gè)知識(shí)構(gòu)建的過程中，學(xué)習(xí)者之間互動(dòng)時(shí)，他們的知識(shí)和信仰會(huì)受到其他學(xué)習(xí)者的信仰和價(jià)值觀的影響。學(xué)習(xí)者中的每個(gè)成員影響了該團(tuán)體的每一份子，通過參與共同的活動(dòng)，他們也吸收了協(xié)作者們的部分文化和知識(shí)?！皶?huì)話”：學(xué)習(xí)小組成員之間必須通過會(huì)話商討如何完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)的計(jì)劃；協(xié)作學(xué)習(xí)過程也是會(huì)話過程，在此過程中，每個(gè)合作學(xué)習(xí)者的思維成果被整個(gè)學(xué)習(xí)群體所共享；教師的引導(dǎo)、學(xué)生的問題、課本知識(shí)的講解，這些都是會(huì)話的過程④?！耙饬x建構(gòu)”：所謂建構(gòu)的意義是指：事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。在學(xué)習(xí)過程中幫助學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)就是要幫助學(xué)習(xí)者對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解，以達(dá)到對(duì)知識(shí)的內(nèi)化的過程。

4 實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，力求使用構(gòu)建主義教學(xué)理論，重視學(xué)生實(shí)踐能力、合作協(xié)調(diào)能力、語言表達(dá)能力、知識(shí)創(chuàng)新能力等，提出一下幾點(diǎn)改進(jìn)。

4.1 分散集中的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置

分散集中的教學(xué)項(xiàng)目分為兩個(gè)層面，一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身分散或集中，二是實(shí)驗(yàn)形式上的分散或集中。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置中，第一，分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)習(xí)者在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成規(guī)定的事情，內(nèi)容是分散的，形式是集中的，主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的驗(yàn)證和內(nèi)化過程，在這個(gè)過程中如果學(xué)生存在任何的問題，可以和教師進(jìn)行交流對(duì)話；第二，集中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將綜合型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置為一個(gè)對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用的大型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容是集中的，而形式是分散的，主要目的是讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的自我構(gòu)建的過程，是對(duì)知識(shí)的自我探索和創(chuàng)新的過程，也是學(xué)習(xí)者之間交流對(duì)話、吸收經(jīng)驗(yàn)的過程。這也是對(duì)建構(gòu)主義情景的設(shè)置。

4.2 分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)的過程是一個(gè)對(duì)話交流的過程，在這個(gè)過程中，學(xué)習(xí)者不斷的通過與教師的交流對(duì)話、與學(xué)習(xí)者之間的交流對(duì)話、與文本的交流對(duì)話來實(shí)現(xiàn)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和內(nèi)化的過程。在這個(gè)過程中，學(xué)習(xí)者之間的交流尤為重要。所以在實(shí)踐性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程中，采取分組實(shí)驗(yàn)顯得如此重要，學(xué)生之間加強(qiáng)交流、加強(qiáng)合作的過程中，他們?cè)趯?duì)話中進(jìn)步，對(duì)話中成長(zhǎng)。分組教學(xué)就是為學(xué)生協(xié)作提供條件，并在真實(shí)的情景中實(shí)踐。

在分組方面，每個(gè)小組由4人至5人組成，成員至少有1～2人是學(xué)習(xí)興趣較高。這樣分組的原因：在小組的各種活動(dòng)中可以使小組的成員相互學(xué)習(xí)、啟發(fā)、補(bǔ)充和相互幫助，不同層次的學(xué)生充當(dāng)不同的角色，完成不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)不同層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在小組組織方面，為小組中的成員分配不同的工作職責(zé)，1人為組長(zhǎng)負(fù)責(zé)任務(wù)的安排協(xié)調(diào)和組織工作，1人負(fù)責(zé)分析任務(wù)及要求，1人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，1人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)，1人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。要求每個(gè)小組建立好自己團(tuán)隊(duì)，只有每個(gè)小組成員都健壯起來，團(tuán)隊(duì)才會(huì)成為最優(yōu)秀的。將小組利益進(jìn)行捆綁，讓小組內(nèi)學(xué)生具有共同的利益和目標(biāo)，在小組目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也能達(dá)成他們的個(gè)人目標(biāo)，這樣小組成員可以共同進(jìn)步，共同交流。

4.3 強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)過程

預(yù)習(xí)的過程是一個(gè)學(xué)習(xí)者與文本進(jìn)行交流對(duì)話的過程。在此過程在，學(xué)習(xí)者要不斷的與指導(dǎo)教師所給的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行交流，閱讀、理解、分析到認(rèn)識(shí)，并試圖用已有知識(shí)解決問題；同時(shí)在此過程中學(xué)生會(huì)帶著要解決的問題，再一次與課本知識(shí)進(jìn)行深層次的文本交流對(duì)話，這都將有利于學(xué)習(xí)者的建構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)前常常忽略預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié),因此，在布置好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，應(yīng)及時(shí)提醒學(xué)生做好上機(jī)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作,并把預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分。在實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的檢查可以有效了解學(xué)生對(duì)此次上機(jī)內(nèi)容的大體掌握情況,做到心中有數(shù)。

4.4 重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的后期階段，是記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)所有細(xì)節(jié)的唯一存檔，是值得重視的階段。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般分為如下幾個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)中所遇到的錯(cuò)誤及改正方法、作品說明書、實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)等。實(shí)驗(yàn)教師在批改學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要著重審閱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)論,實(shí)驗(yàn)中所遇到的錯(cuò)誤及改正方法這幾部分。

4.5 實(shí)驗(yàn)成果答辯

實(shí)驗(yàn)成果答辯是學(xué)生綜合能力的考驗(yàn)，是一個(gè)增長(zhǎng)知識(shí)，交流信息的過程。為了參加答辯，學(xué)生在答辯前就要積極準(zhǔn)備，對(duì)自己實(shí)驗(yàn)的所有部分做進(jìn)一步的推敲，如果發(fā)現(xiàn)一些問題，就要繼續(xù)收集與此有關(guān)的各種資料，作好彌補(bǔ)和解說的準(zhǔn)備。這種準(zhǔn)備的過程本身就是積累知識(shí)、增長(zhǎng)知識(shí)的過程，學(xué)生可以從答辯教師處獲得新的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)成果答辯也是學(xué)生全面展示自己的勇氣、雄心、才能、智慧、風(fēng)度和口才的最佳時(shí)機(jī)之一。實(shí)驗(yàn)成果答辯還是鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和增強(qiáng)學(xué)生自信心良機(jī)，在這個(gè)過程中學(xué)生向答辯教師學(xué)習(xí)、請(qǐng)求指導(dǎo)，學(xué)生的口才和說話技巧都得到了展示和鍛煉。

實(shí)驗(yàn)成果答辯內(nèi)容包括學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想、采用的方法、已經(jīng)解決的問題、實(shí)驗(yàn)的獲得的成果等進(jìn)行闡述，這個(gè)過程體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)意圖和掌握知識(shí)的情況，以及語言表達(dá)的能力。實(shí)驗(yàn)成果答辯一般安排每門課程進(jìn)行一次綜合實(shí)驗(yàn)答辯為宜。

5 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要以學(xué)生為中心，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并對(duì)整個(gè)實(shí)踐過程進(jìn)行控制：實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、實(shí)驗(yàn)成果答辯的有機(jī)結(jié)合，既培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能又增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的過程，同時(shí)提高學(xué)生協(xié)同工作的能力，為學(xué)生進(jìn)入社會(huì)、升華自己打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 谷文忠,宋欣,等.微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探討與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007(6).

[2] 巍占禎,徐鳳麟,王偉志,等.以人為本,開放創(chuàng)新,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)本科生人才的作用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008(1).

[3] 朱紫健,劉紅英.建構(gòu)主義教學(xué)中學(xué)生與教師的角色[J].時(shí)代教育(教育教學(xué)),2011(4).

[4] 李妍.喬納森建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)研究[D].優(yōu)秀博士論文,2007(4).

[5] 鐘啟泉.對(duì)話與文本:教學(xué)規(guī)范的轉(zhuǎn)型[J].教育研究,2001(3).

G642.0

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1008-1151(2011)08-0180-02

2011-04-28

游應(yīng)德（1973－），女，四川筠連人，宜賓學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院講師，軟件工程碩士，研究方向?yàn)閳D像識(shí)別技術(shù)及教學(xué)改革；游麗（1976－），女，四川筠連人，宜賓學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院助教，教育技術(shù)學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)。