基于5E 模式的職業(yè)教育計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革策略研究

袁競(jìng)

摘要：5E 教學(xué)模式關(guān)注于以學(xué)生為主體的主動(dòng)探究與自主知識(shí)構(gòu)建，文章從5E 模式的過(guò)程和對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的啟發(fā)入手，討論了在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)過(guò)程中5E 模式的實(shí)施策略，并以網(wǎng)絡(luò)組建課程的章節(jié)教學(xué)為例，探討了5E 模式的實(shí)施效果。

關(guān)鍵字：5E 教學(xué)模式；計(jì)算機(jī)教學(xué)；策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）06-0114-03

0 引言

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的課程涵蓋面較為廣泛，包含了程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等，各門(mén)課程有其側(cè)重的知識(shí)領(lǐng)域與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，但在教學(xué)方法上大體相同，且教學(xué)模式較為固化[1]。當(dāng)前在職業(yè)教育中較為提倡教、學(xué)、做一體化的教學(xué)模式[2]，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，學(xué)生習(xí)慣于處理給定環(huán)境下的問(wèn)題，而對(duì)于新出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)束手無(wú)策，這并不利于需要面對(duì)迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)。5E教學(xué)模式自21世紀(jì)引入我國(guó)以來(lái)，備受教育領(lǐng)域的重視，在生物、化學(xué)、數(shù)學(xué)、地理、英語(yǔ)等學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中得到了教學(xué)實(shí)踐。在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)中，5E教學(xué)模式同樣得到了一定范圍的應(yīng)用，取得了一定的成果，并對(duì)職業(yè)教育計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)工作有一定的啟發(fā)與借鑒作用。

1 5E 模式的內(nèi)涵

1.1 5E 模式的組成

5E教學(xué)模式是美國(guó)生物科學(xué)課程研究組成員R.Bybee等人基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和概念轉(zhuǎn)變理論所開(kāi)發(fā)的探究教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，教師是學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者[3]。5E教學(xué)模式注重學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)踐能力，要求學(xué)生能夠運(yùn)用調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等方法解決實(shí)際問(wèn)題，主要通過(guò)合作學(xué)習(xí)、小組談?wù)摰刃问綄?duì)知識(shí)完成理解與建構(gòu)的過(guò)程，其將課堂教學(xué)劃分為五個(gè)環(huán)節(jié)——引入、探究、解釋、遷移以及評(píng)價(jià)[4]。

吸引環(huán)節(jié)主要通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)，引入新知識(shí)，并與實(shí)際問(wèn)題、已學(xué)知識(shí)、固有概念等產(chǎn)生聯(lián)系，引發(fā)區(qū)別、矛盾、沖突等，從而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究原因的好奇心，為實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)這一目的奠定基礎(chǔ)。從知識(shí)建構(gòu)的角度出發(fā)，吸引環(huán)節(jié)最好的方式即是通過(guò)能夠由學(xué)生自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)、操作等問(wèn)題出發(fā)，因此5E教學(xué)模式較適合于以計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)為代表的理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程。探究環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在該環(huán)節(jié)中完成知識(shí)的主動(dòng)獲取與建構(gòu)。在該環(huán)節(jié)中，學(xué)生主要通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)體系框架、已掌握的操作技能，對(duì)在吸引階段中產(chǎn)生的疑問(wèn)、問(wèn)題、矛盾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或是驗(yàn)證性的解決，進(jìn)而歸納、總結(jié)出新知識(shí)、新方法與新結(jié)論。教師則主要扮演引導(dǎo)者的角色，組織學(xué)生完成小組討論，引導(dǎo)學(xué)生完成真實(shí)有效的探索實(shí)踐，并在這個(gè)過(guò)程中記錄學(xué)生的有效探究方法、盡可能暴露學(xué)生存在的問(wèn)題，為下一個(gè)環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備工作。解釋環(huán)節(jié)是銜接前后環(huán)節(jié)的關(guān)鍵步驟。解釋環(huán)節(jié)中教師引導(dǎo)、主導(dǎo)的側(cè)重性更強(qiáng)，需要給予學(xué)生充分的觀察、探索與歸納的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)已知的知識(shí)對(duì)探究環(huán)節(jié)的結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)⒌贸鲚^為一般性的結(jié)論，在這個(gè)過(guò)程中教師除了引導(dǎo)也可進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充講解。解釋環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是幫助學(xué)生將上一環(huán)節(jié)中的新知識(shí)、新技能明確化、理論化，進(jìn)而建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，完成新知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程。如果說(shuō)解釋環(huán)節(jié)是知識(shí)的內(nèi)化環(huán)節(jié)，遷移環(huán)節(jié)則是知識(shí)的延伸拓展環(huán)節(jié)，以幫助學(xué)生將剛獲取的新知識(shí)應(yīng)用于新的問(wèn)題、新的場(chǎng)景之下。該環(huán)節(jié)中教師需要繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生理解消化新知識(shí)，使其能夠與原有知識(shí)相融合，構(gòu)建新的知識(shí)與技能體系，并設(shè)計(jì)新的應(yīng)用場(chǎng)景，使學(xué)生在實(shí)踐與探索新問(wèn)題的解決過(guò)程中擴(kuò)充知識(shí)體系的深度與廣度。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式下的評(píng)估環(huán)節(jié)，以評(píng)估學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解與掌握情況、應(yīng)用新知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力為主要內(nèi)容。鑒于5E教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生為中心，以合作學(xué)習(xí)、小組討論為主要模式，那么在評(píng)估中可以采用學(xué)生互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的模式進(jìn)行。學(xué)生互評(píng)側(cè)重于過(guò)程評(píng)價(jià)，評(píng)估各組成員在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的參與程度、積極程度以及貢獻(xiàn)程度；教師評(píng)價(jià)側(cè)重于終結(jié)性評(píng)價(jià)，評(píng)估學(xué)生個(gè)體在教學(xué)段落完成后，對(duì)于知識(shí)與技能綜合掌握與應(yīng)用的熟練度。

1.2 5E 模式對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課的啟發(fā)

5E教學(xué)模式的基本特征可以概括為中心+動(dòng)力+ 內(nèi)容三部分內(nèi)容[5]。中心即是指以學(xué)生為中心，動(dòng)力是指將新舊知識(shí)之間的沖突、舊知識(shí)無(wú)法解決新問(wèn)題的矛盾作為知識(shí)建構(gòu)的動(dòng)力，內(nèi)容則是指學(xué)生需要擴(kuò)充自己的知識(shí)體系、完成技能的實(shí)際應(yīng)用。

相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，5E教學(xué)模式加強(qiáng)了學(xué)生自主探究能力的訓(xùn)練、強(qiáng)化了知識(shí)應(yīng)用場(chǎng)景和技能解決問(wèn)題的觀念，同時(shí)在形式上通過(guò)合作探究使學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神得到了鍛煉。5E教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，或者說(shuō)5E教學(xué)模式區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方式的特點(diǎn)，對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)有著較大的促進(jìn)作用，其本質(zhì)與內(nèi)涵契合于互聯(lián)網(wǎng)精神。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)于從業(yè)人員的實(shí)踐能力提出了較高的要求，這里所講的實(shí)踐能力包含兩層意思：面對(duì)新環(huán)境、新局面、新變革的適應(yīng)能力以及研究新問(wèn)題、解決新問(wèn)題的能力。計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，這就要求從業(yè)者具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，同時(shí)又不乏對(duì)于新局面的好奇心與求知欲，這正對(duì)應(yīng)了5E教學(xué)模式特征中“動(dòng)力”這一要素；面對(duì)新變革，尋求解決辦法、新的發(fā)展方向、新的應(yīng)對(duì)策略，使得自身能夠在行業(yè)中立于向上發(fā)展的位置，這是計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)于從業(yè)者的要求，這也正對(duì)應(yīng)了5E 教學(xué)模式特征中“內(nèi)容”這一要素；計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展最后的落腳點(diǎn)依然在“人”的身上，倡導(dǎo)技術(shù)為人所用、服務(wù)于人，這一點(diǎn)亦契合了5E教學(xué)模式特征中“中心”的概念。因此，5E教學(xué)模式對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)有著較為積極的正向促進(jìn)作用。

2 5E 模式在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中的實(shí)施策略

2.1 尊重學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性

5E教學(xué)模式的應(yīng)用首先必須從學(xué)生具體學(xué)情出發(fā)。職業(yè)教育階段的學(xué)生邏輯思維能力不斷增強(qiáng)，在對(duì)新鮮事物充滿(mǎn)好奇心的同時(shí)又較容易接受新理論、新概念，因此在教學(xué)過(guò)程中一方面要尊重學(xué)生的主體地位，另一方面又要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。在5E 教學(xué)模式的五個(gè)環(huán)節(jié)中，除了吸引環(huán)節(jié)主要由教師主導(dǎo)外，其余四個(gè)環(huán)節(jié)，活動(dòng)主體均為學(xué)生。結(jié)合計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的相關(guān)內(nèi)容來(lái)看，探究環(huán)節(jié)需要學(xué)生分析案例、主動(dòng)研究、得到方案，例如在程序設(shè)計(jì)課程中，需要學(xué)生在探究環(huán)節(jié)得到案例問(wèn)題的解決算法；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中，學(xué)生在探究環(huán)節(jié)中需要得出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)搭建的方案；在數(shù)據(jù)庫(kù)課程中，學(xué)生需要探索出數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)或是查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)的方案。解釋環(huán)節(jié)需要學(xué)生對(duì)探索環(huán)節(jié)中得到的方案進(jìn)行總結(jié)與歸納，得到一般性的結(jié)論，如程序設(shè)計(jì)案例的通用算法、網(wǎng)絡(luò)搭建的通用方案、數(shù)據(jù)查詢(xún)的一般語(yǔ)句格式等。遷移環(huán)節(jié)則需要學(xué)生將上一環(huán)節(jié)得到的一般性結(jié)論，再次運(yùn)用到具體的新問(wèn)題中，如編寫(xiě)新程序段解決類(lèi)似問(wèn)題、對(duì)于類(lèi)似的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)新的網(wǎng)絡(luò)搭建方案、增加新的查詢(xún)條件從數(shù)據(jù)庫(kù)中查找類(lèi)似的數(shù)據(jù)。縱觀5E教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)，只有通過(guò)各環(huán)節(jié)的具體實(shí)踐操作，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的積極性，其主體地位才能得到體現(xiàn)、主動(dòng)性得以充分發(fā)揮，從而體現(xiàn)5E教學(xué)模式的內(nèi)涵價(jià)值。

2.2 以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)

能力自我的提升既是職業(yè)教育對(duì)于人才培養(yǎng)的要求，也是計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)于從業(yè)者的內(nèi)在要求。5E教學(xué)模式中，通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生的理解能力、抽象能力、建模能力、知識(shí)遷移能力、應(yīng)用能力與評(píng)價(jià)能力得到了鍛煉。探究環(huán)節(jié)中學(xué)生圍繞引入情境中的問(wèn)題展開(kāi)，因此需要分析問(wèn)題的含義、將問(wèn)題抽象成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型、建立與已有知識(shí)體系之間的聯(lián)系，進(jìn)而形成問(wèn)題解決的初步方案。可以看到，探究環(huán)節(jié)以鍛煉學(xué)生的理解能力、抽象能力和建模能力為主。解釋環(huán)節(jié)中學(xué)生需要對(duì)初步形成的問(wèn)題解決方案的思路進(jìn)行解釋?zhuān)⒃诖嘶A(chǔ)上歸納出一般性的算法模型、語(yǔ)法格式、語(yǔ)句順序、結(jié)構(gòu)圖表等。更進(jìn)一步的是需要將歸納總結(jié)結(jié)果，即本節(jié)課程的教學(xué)新知與已有知識(shí)建立聯(lián)系，擴(kuò)充自身的知識(shí)框架。在解釋環(huán)節(jié)，學(xué)生的抽象能力得到了加強(qiáng)，歸納能力得到了培養(yǎng)，自身知識(shí)的建構(gòu)能力得到了塑造。遷移環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要利用在解釋環(huán)節(jié)中得到的一般性結(jié)論，解決新環(huán)境中的新問(wèn)題。遷移環(huán)節(jié)中鍛煉了學(xué)生知識(shí)遷移的能力，換句話(huà)說(shuō)是知識(shí)應(yīng)用的能力。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)需要學(xué)生衡量自己的思路、方法和方案，同時(shí)與同學(xué)的進(jìn)行比較，在這個(gè)環(huán)節(jié)中鍛煉了學(xué)生的判斷能力、評(píng)估能力。從計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展角度來(lái)看，其對(duì)于從業(yè)者有較高的綜合素質(zhì)的要求，充分發(fā)揮5E教學(xué)模式各個(gè)環(huán)節(jié)的驅(qū)動(dòng)作用，能夠有效培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生工科類(lèi)邏輯思維、實(shí)踐操作的能力。

2.3 利用多種教學(xué)方法拓展5E 模式外延，豐富學(xué)生課堂體驗(yàn)

5E教學(xué)模式僅是一種課堂教學(xué)的形式，在具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程中依然需要運(yùn)用具體的教學(xué)方法讓教學(xué)內(nèi)容得以落實(shí)。具體使用哪種教學(xué)方法，需要依據(jù)專(zhuān)業(yè)課的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，同時(shí)，在5E模式的各個(gè)環(huán)節(jié)中可以使用多種教學(xué)方法，以豐富學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)。如在程序設(shè)計(jì)課程中，可以使用案例演示法進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)、引入新問(wèn)題，然后通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法由學(xué)生完成解釋環(huán)節(jié)的算法模型構(gòu)建以及遷移環(huán)節(jié)的新程序段編寫(xiě)；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中可以通過(guò)分組討論法，先由學(xué)生以小組討論的形式完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案的建設(shè)，然后再以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法要求學(xué)生將拓?fù)浞桨笐?yīng)用于具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求中，并給予相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)具體的應(yīng)用需求；在數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)課程中，可以先通過(guò)案例演示法讓學(xué)生知曉當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行情況，然后通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法要求學(xué)生完成相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢(xún)操作等。在5E模式的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，涉及組內(nèi)評(píng)價(jià)與組間評(píng)價(jià)，分組教學(xué)的方式較為合適，當(dāng)然還可以輔以組間競(jìng)賽、組內(nèi)競(jìng)賽的形式，在調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的同時(shí)豐富課堂體驗(yàn)。

3 教學(xué)案例分析

3.1 教學(xué)流程設(shè)計(jì)

在教學(xué)實(shí)踐中，以網(wǎng)絡(luò)組建課程中“VLAN的劃分”這一小節(jié)為例。該小節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生能夠理解VLAN的作用、交換機(jī)中VLAN劃分的方法以及交換機(jī)訪問(wèn)控制的使用方法，針對(duì)這樣的目標(biāo)，在5E模式的各個(gè)環(huán)節(jié)中教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和所使用的教學(xué)方法如表1所示。

3.2 教學(xué)效果分析

為衡量5E教學(xué)模式在“VLAN的劃分”這一小節(jié)的教學(xué)中的應(yīng)用效果，在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)同年級(jí)的兩個(gè)平行班中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，學(xué)生個(gè)體能力的提升是較難以量化評(píng)估的量，因此在課堂教學(xué)中以過(guò)程化的行為觀察來(lái)替代，具體觀察內(nèi)容如表2所示。

從觀察結(jié)果中可以看到，5E模式下學(xué)生總體的參與度與積極性得到了一定的提升；分組探索、小組討論的效果優(yōu)于傳統(tǒng)模式，因此任務(wù)提交的人數(shù)與正確率得到了小幅提高；在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，自我評(píng)價(jià)與互評(píng)的參與率得到了提升，學(xué)生總體的自我表達(dá)欲得到了一定的釋放。

4 結(jié)束語(yǔ)

5E教學(xué)模式聚焦于以學(xué)生為主體的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)來(lái)講是一種以提升學(xué)生能力為目標(biāo)的教學(xué)嘗試，除了應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)課程外，筆者也在程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建等課程的教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用，對(duì)于課程教學(xué)效果均有一定提升。當(dāng)然，檢測(cè)學(xué)生知識(shí)與技能掌握的真實(shí)情況需要通過(guò)教學(xué)評(píng)價(jià)和具體環(huán)境下的技能應(yīng)用，這是5E教學(xué)模式在教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用后需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】