郭小燕
摘 要:本文依據(jù)建構(gòu)主義的教學理念,結(jié)合計算機課程的特點,設(shè)計了在計算機課程中開展項目教學法的教學模式,與傳統(tǒng)教學法相比,項目教學法的開展使教學效果得到了明顯提升。
關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義;計算機;項目教學法
中圖分類號:G426 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2015)02-0057-04
一、引言
建構(gòu)主義教學模式以學生為中心,在整個教學過程中,由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用,利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素,充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神。在教學過程中,強調(diào)教師引導學生質(zhì)疑、調(diào)查、探究,并努力創(chuàng)造一個適宜的學習環(huán)境,這種學習環(huán)境有利于學習者積極主動地建構(gòu)自己的知識,從而進行富有個性地學習。
項目教學法是建構(gòu)主義教學模式的一種具體體現(xiàn),通過師生共同實施一個完整的項目來開展教學活動。項目教學法把學生融入到有意義的任務(wù)完成過程中,讓學生積極地學習,自主進行知識的構(gòu)建,[2]教學的主要目標是學習效果而不是項目產(chǎn)出的結(jié)果。[3]
二、項目教學法的特點
項目教學法不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,而是由學生自己建構(gòu)知識。學生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構(gòu)知識的意義,這種建構(gòu)是無法由他人來代替的,和傳統(tǒng)的教學法相比,項目教學法有以下幾個特點:
1.學習需求的轉(zhuǎn)變
項目教學法可以促進學習者的學習動機,以及項目參與者對項目主題的認同感和解決問題以后的愉悅感。學習不再是“刺激—反應”的過程,而是每個學習者以自己原有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ),對新信息重新認識和編碼,建構(gòu)自己的理解的過程。在這一過程中,強調(diào)學習是一個主動的過程,關(guān)注如何以原有的經(jīng)驗、心理結(jié)構(gòu)和信念為基礎(chǔ)來建構(gòu)知識,學習者在了解一般的原理、原則的基礎(chǔ)上,將主動學習發(fā)展為探索新情境、應用自己的能力解決新問題或發(fā)現(xiàn)新事物的態(tài)度。
2.教學角色的轉(zhuǎn)變
和傳統(tǒng)的教學方式不同,在項目教學法中,教師注重激發(fā)項目創(chuàng)意,其任務(wù)更多地落在改善和促進學習者潛力的發(fā)揮上。教師不再是知識的灌輸者,而是創(chuàng)設(shè)學習機會以及解決問題的參與者、組織者和互助者。學生不再是知識的被動接收者,而是信息加工的主體、意義的建構(gòu)者。在項目教學法中,教師作為知識的引導者,將監(jiān)控學習和探索的責任由教師為主轉(zhuǎn)向以學生為主,最終達到使學生獨立學習的目的。
3.教學范圍的改變
通過項目主題所包容的跨學科的綜合內(nèi)容來達到教學完整性和綜合性,這在傳統(tǒng)的單個學科專業(yè)的學習中不能實現(xiàn)。如何將生態(tài)、農(nóng)業(yè)、機械學科與信息技術(shù)結(jié)合,形成綜合項目,項目教學的跨學科性為綜合教學開辟了新途徑。
4.學習責任的改變
由于項目教學的社會關(guān)聯(lián)性質(zhì),使其可以展示學習情境中的各種關(guān)系,這使學習者在一定程度上獲得正確應對的能力。在傳統(tǒng)教學實施過程中,教學內(nèi)容從實際工作和生活中被剝離出來,學生學習的責任僅限于對知識的理解和接受,而不是對知識的應用。在面向工作世界的項目教學法中,學習者感受到學習、生活中存在的相互關(guān)系和矛盾問題,以及項目活動及其結(jié)果產(chǎn)生的社會關(guān)聯(lián)作用和應用于以后職業(yè)工作的意義,從而發(fā)展為更高的責任感。
三、項目教學法的實施過程
1.項目設(shè)計,構(gòu)建情境
項目主題可以由一個外界的任務(wù)委托引發(fā),或者一個或幾個人提出一個項目構(gòu)想或項目創(chuàng)意,從而在一個事先約定的范圍內(nèi)對項目創(chuàng)意進行分析,按一定的規(guī)則或條件對提出的任務(wù)進行結(jié)構(gòu)化處理,提出問題并確定項目結(jié)果的使用價值,形成一個項目的大致框架草案。項目設(shè)計的主要原則是要構(gòu)建一個現(xiàn)實的項目情境,使學生有學習體驗,也有“親臨”在項目情境中的體驗,這就對教學設(shè)計提出了新的要求,教學設(shè)計不僅要考慮教學目標分析,還要考慮有利于學生建構(gòu)意義的情境的創(chuàng)設(shè)問題,并把情境創(chuàng)設(shè)看作是教學設(shè)計的最重要內(nèi)容之一。
2.項目計劃,分工協(xié)作
項目案例通常是綜合性強的實踐案例,有些案例貫穿于整個教材甚至超出教材內(nèi)容。因此教學中應分解案例,形成具體項目任務(wù)。案例的分解主要采用基于工作過程的理念,軟件開發(fā)的實際工作流程,可以依據(jù)項目具體功能,將項目分解為具體模塊,分析每一模塊所關(guān)聯(lián)的知識點以及模塊間交叉的知識點, 使得知識的學習打破傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),代之以建立在任務(wù)解決基礎(chǔ)上和知識橫向和縱向的立體化學習過程中,每個項目模塊落實到不同的小組成員。在項目開展的過程中,組內(nèi)成員進行協(xié)作交流和小組之間進行信息交換,實現(xiàn)任務(wù)組內(nèi)實施,項目整體完成。[4]
3.項目實施,溝通會話
圍繞呈現(xiàn)不同側(cè)面的情境所獲得的認識展開小組討論,在討論中,每個學生的觀點在和其他學生以及教師的交流過程中受到考察、評論,同時每個學生也對別人的觀點、看法進行思考并做出反映。學習小組成員之間必須通過會話商討如何完成規(guī)定的學習任務(wù)。此外,溝通會話過程也是協(xié)作學習過程,在此過程中,每個學習者的思維成果(智慧)為整個學習群體所共享,溝通會話是達到意義建構(gòu)的重要手段之一。
4.項目總結(jié),意義構(gòu)建
學習的質(zhì)量是學習者建構(gòu)意義能力的函數(shù),建構(gòu)意義就是要幫助學生對當前學習的內(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)系達到較深刻的理解。在項目實施完成以后,進行項目的總結(jié),挖掘項目具體內(nèi)容與知識點之間的對應關(guān)系,幫助學生對當前學習內(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)系達到較深刻的理解。通過項目的實施,在學生的大腦信息庫中產(chǎn)生留下知識鏈條,遇到類似問題能夠產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。
四、項目教學法應用于計算機教學中的教學設(shè)計
基于建構(gòu)主義的項目教學方法有支架式教學、拋錨式教學、隨機進入教學等。在教學實施的過程中,不同課程有不同的性質(zhì),同一門課程有不同知識點,相同知識點有不同應用,這些都決定了教學方法的差異性,在計算機課程的教學中,根據(jù)不同的情景選擇應用不同的教學方法。
1.建立支架,開始課程
支架式教學被定義為:“應當為學習者建構(gòu)對知識的理解提供一種概念框(conceptual framework)。這種框架中的概念是為發(fā)展學習者對問題的進一步理解所需要的,為此,事先要把復雜的學習任務(wù)加以分解,以便于把學習者的理解逐步引向深入。”
在計算機課程中,面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計占非常重要的地位,《VB程序設(shè)計》、《JAVA程序設(shè)計》、《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計C++》都屬于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的教授范圍。在任何一門面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學的最初階段,須對這門課程進行內(nèi)容與方法構(gòu)建。
在《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計C++》課程中,在課程正式開始之前,先為學生建立一個知識點支架(見圖1),以后的所有章節(jié)都沿著這個支架展開,使學生對這門課程要傳授的主要知識點有一個總體的把握。
2.拋下錨點,開展項目
這種教學要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎(chǔ)上。確定這類真實事件或問題被稱為“拋錨”,因為一旦這類事件或問題被確定了,整個教學內(nèi)容和教學進程也就被確定了。建構(gòu)主義認為,學習者要想完成對所學知識的意義建構(gòu),即達到對該知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解,最好的辦法是讓學習者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗(即通過獲取直接經(jīng)驗來學習),而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關(guān)于這種經(jīng)驗的介紹和講解。由于拋錨式教學要以真實事例或問題為基礎(chǔ)(作為“錨”),因此,將不同的知識點設(shè)計成相應的項目,建立知識錨點,成為項目教學法的主要任務(wù)之一,學生在開展項目的過程也是沿著錨點追逐知識的過程,在項目教學法中,項目的來源有以下幾個途徑。
(1)課堂設(shè)計
在計算機專業(yè)中,《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》、《操作系統(tǒng)》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》、《數(shù)據(jù)庫原理》、《軟件工程》、《Web程序設(shè)計》等課程均有較強的操作性,適合開展課堂項目教學,要求教師有針對性地設(shè)計優(yōu)質(zhì)教學項目,并將其“拋”在各知識點中,建立錨點,學生沿著錨點和教師進行教學互動,在這一教學環(huán)節(jié)點,采用“教師拋描,學生追逐”良性互動的原則。
(2)課程設(shè)計
課程設(shè)計是在《操作系統(tǒng)》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》、《數(shù)據(jù)庫原理》、《軟件工程》、《電子商務(wù)》等課程課堂教學后開展的實踐性教學環(huán)節(jié),要求學生設(shè)計并完成綜合性項目任務(wù)。在課程設(shè)計中,教師先擬定不同的項目主題,要求分組開展,通過學生相互溝通、協(xié)作、探索,最后以設(shè)計報告和設(shè)計作品的形式提交。在這一環(huán)節(jié)中遵循“學生為主,教師引導,分工協(xié)作”的原則。
(3)畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計是在所有課程都結(jié)束后進行的檢驗學生綜合水平是否達標的環(huán)節(jié),要求學生完成一個有完整功能的項目,更注重學生作品的質(zhì)量而非學習過程,一般要求多門課程交叉整合來完成,完成的周期較長,這一環(huán)節(jié)遵循“學生探求,教師把關(guān),返饋完善”的原則。
(4)SRTP大學生科研訓練
這一環(huán)節(jié)和前幾個環(huán)節(jié)不同的是具有選拔性。較優(yōu)秀、有較強創(chuàng)新意識的學生在教師的指引下,申請立項資助,來完成一項具有一定實用價值的獨立項目,在這一環(huán)節(jié)中,遵循“共同探取,亦師亦友,教學相長”的原則。
(5)教師的教學、科學研究項目
這一環(huán)節(jié)具有自愿性、選拔性,通過具體項目的參與,使學生有解決問題的更真實的體會,適合求知欲較強,踏實耐勞,在開展項目的過程中注重知識的汲取而非有形報酬的學生參與,在這一環(huán)節(jié)中,主要遵循“教師主導,學生配合,師生雙贏”的原則,具體如表1所示。
3.隨機教學,知識升華
在教學過程中,同一教學內(nèi)容,常常會在不同的時間、不同的情境下,因為不同的教學目的、用不同的方式加以呈現(xiàn)。因此,同一知識點多次進入,這種多次進入不是一般的鞏固或簡單重復,每次進入都有不同的學習目的和側(cè)重點,最終使學習者獲得對事物全貌的理解與認識上的飛躍。下例是在《數(shù)據(jù)庫原理》課程中,隨機教學法在“數(shù)據(jù)獨立性”多次出現(xiàn)的處理,見圖2。
數(shù)據(jù)庫的概念:長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的、具有一定數(shù)據(jù)獨立性的數(shù)據(jù)集合(第一次出現(xiàn))。
教學重點:解釋獨立性概念(數(shù)據(jù)和程序之間具有較小的相互依賴性)。
數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu):外模式,模式,內(nèi)模式。二級映像:外模式/模式的映像,模式內(nèi)/模式的映像,提出二級映像的原因,保證數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性,物理獨立性(第二次出現(xiàn))。
教學重點:獨立性的體現(xiàn)(當外模式發(fā)生變化時,由于外模式/模式的映像的存在,模式不用發(fā)生變化)。
視圖:對應于外模式(第三次出現(xiàn))。
課堂項目設(shè)計:教師信息查詢系統(tǒng)
情景設(shè)計:當teacher表中的age(年齡),變?yōu)閎irthyear(出生年月)時,如何保證應用程序不變:
對策:改變t1(外模式)/模式(teacher)的映像
Alter view t1
As
Select no,name,year(getdate()-birth) as age,sex
保證了當teacher發(fā)生變化時,由于t1/teacher的映像存在,程序不用發(fā)生變化。
上例中“數(shù)據(jù)獨立性”先后三次在不同的場合出現(xiàn),對于這三次的出現(xiàn)有不同的處理,保證同一知識點在不同時期出現(xiàn)有著不同的意義與目的。
五、項目教學法效果分析
在《計算機應用基礎(chǔ)》課程教學中,于2013級本科生開展了項目教學法,具體作法是將理論課與實驗課相互滲透,將原本在理論課堂中要講解的內(nèi)容,在實驗課堂中設(shè)計成實驗項目,因此節(jié)約了理論課的課時,同時拓寬了講授內(nèi)容,提高了實驗教學的效率,提升了教學效果,表2是2012年開展項目教學法以前與2013年開展項目法后教學效果的對比情況。
1.提高教學效率,拓寬了教學內(nèi)容
項目教學法開展后,在相同的學時內(nèi),將教學內(nèi)容拓寬了25%,在相同的時間內(nèi)傳遞了更多的信息量。
2.增強了自覺意識,提升實驗的緊迫感
在開展項目教學法后,學生的實驗主動性和實驗熱情有較大提升,因此和未開展項目教學法相比較,學生的實驗效率提升了15%,具體見表3。
3.提升了學習的興趣,提高實驗達標率
比較項目教學法開展前后,如表4所示,實驗的合格率與優(yōu)秀率各提升了4%,實驗達標率共提升了8%。
構(gòu)造教學效果G,為內(nèi)容擴展率N,實驗效率X,實驗達標率的函數(shù)D。
G=w1*N+w2*X+w3*D
其中,w1,w2,w3為N,X,D,所占的權(quán)重,本文中取w1=w2=w3=0.33,求得2012年同2013年相比教學效果增益如表5所示。
從表5中可以看出,在以內(nèi)容擴展率、實驗效率、實驗達標率為指標來衡量教學效果時,發(fā)現(xiàn)在開展項目教學法的前后,教學效果有7%的增益。
六、結(jié)束語
基于建構(gòu)主義的項目驅(qū)動教學法強調(diào)了“以學生為主體”,在學習過程中進行知識建構(gòu)的學習模式,這種學習模式很大程度上激發(fā)了學生主動探求知識的能力。在項目教學法具體的實施過程中,可以采用“建立支架”、“拋下錨點”、“隨機學習”等學習模式,使知識在建立總體的支架后,分成不同的項目展開,并對已出現(xiàn)過的教學內(nèi)容再隨機進入,使知識得到鞏固與升華。通過在計算機課程中開展項目教學法,對比傳統(tǒng)教學法,在教學內(nèi)容率、實驗效率、實驗達標率為指標衡量教學效果的情況下,教學效果得到了明顯提升。
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(編輯:魯利瑞)