基于探究式学习的课程教学设计

袁根华

（广州工程技术职业学院 机电工程系，广州510075）

0 引 言

制造业转型升级是我国进入现代化国家的最重要一环，而制造业的转型升级离不开身处制造业领域里各个层次的人员在岗位上的不断创新突破，也即制造业转型升级环境中每个人都应是创新型人才，对于高职培养的人才而言，他们对于涉及专业性岗位中的知识除应有深刻的理解和岗位技能熟练掌握外，更应有持续性学习不断更新扩展新知识、新技能的能力，以及结合一线生产实践岗位上的现状分析并提出问题与改进措施的能力。但是现在各层次的人才培养方式并不适合创新人才的培养，造成了各层次人才无法适应制造业转型升级对于人才需求的现状，以高职教育为例，技能的培养以机器人式的熟练化为目标，知识的掌握依旧沿袭了自小学到高中阶段的应试性的灌输式教育。如何改变这一固化的现状，是教育界面对的重大课题，而提倡人才自主性探究式的知识学习的模式是值得努力借鉴探索的[1]。

1 探究式学习的内涵、教学模式流程及其优缺点

施瓦布在20 世纪50 年代末提出了科学即探究概念，以及探究性教学和探究中的探究等观点后，探究性教学得以快速推广。我国改革开放到如今40多年的时间里，探究式教学已经走过了理论传播、教法初探、模式构建、反思改进4个阶段。探究式教学研究实践最初更多是在小学至高中阶段围绕素质教育来开展,而在大学阶段，为改进知识的灌输式、技能的手把手式教育方式,在培养创新人才过程中也不断被引入[2]。

1.1 探究式教学的内涵

探究式教学是指学生在学习的过程中，教师首先创设学习情境，给予学生与学习内容紧密相关的学习任务、问题，让学生自己通过分组讨论、验证应用、归纳总结、迁移创新等过程去主动进行学习，自主掌握相应的知识概念的一种方法。探究式教学的内核为：教师是教学的主导，是引路人，是学习活动与过程的组织者，只在过程前给出问题，过程中有效组织、过程后引导结论并诱发新的探究，并不直接解答问题得出答案；而学生则成为学习的主体，成为行路人，在学习过程中主动积极地围绕问题与任务项目运用已有的知识经验等开展设疑、辨疑、质疑、解疑，在学习过程中自主找到事物内在的联系，得出规律，真正形成自己的学习路径方法，内化架构起自身坚实的知识网络结构。探究式教学针对长期以来的灌输式教学无疑是一场巨大的变革。

1.2 探究式理论知识教学模式的一般流程

理论知识课程探究式教学培养人才的创新素质，必须在人才培养过程的课堂教学中将知识的灌输转化为学生自主探究，比较成熟的教学模式一般流程有3个阶段：一是教师创设情景、提出问题。这是探究式学习的引导环节，建构主义有关知识学习的理论指出，新的知识的构建只有建立在已有知识与经验基础上，并通过知识迁移创新来实现。因此教师在设计教学情景与提出问题应该充分分析学生已有的知识经验，尽量让他们看见老师根据课程知识引导问题的图形、文字、动画、声音等情景所描述的场景有直观的感触，或者对于要求的内容有初步的理解，再提出这些场景与内容中包含的内在的核心问题。二是引导探究、辨疑质疑。这是探究式学习的核心环节，在此环节中要根据问题自主进行探究学习，可让学生分组学习，小组内每个学生独立列出问题的分析思考内容，组内互相质疑，将组内的思考质疑进行整理，列出思考的成果，再将组与组间集中辨解进一步得到新的分析成果，列出难以解决的细化问题。三是归纳总结、引导答案。教师根据学生集体所列的成果，分析其正确性或者错误的所在并补充他们未能考虑到的方面，引发新的探究，最后引导他们一条条归纳并进行文字总结，或者画出知识网络结构[3-4]。

1.3 探究式教学的优缺点

探究式教学相对于传统灌输式教学的优点是十分明显的，对于培养人才的创新素质有独特的作用，学生自主地在设疑、辨疑、质疑、解疑建构内化知识的过程中培养创新欲望和意识、创新人格与精神。创新欲望和意识是知识学习及创新探索的内在动力，是激励与培养学生持续性钻研新知识，不断发现、分析、解决新问题并进而再激发更加强大的创新欲望和意识的有效稳定的内在机制。围绕一个问题而连续性地设疑、辨疑、质疑、解疑过程培养了学生的耐心、毅力和坚韧不拨、不怕失败的创新性品格与精神。

但是，基于探究式教学的3个过程阶段的展开，尤其是探究和归纳这2个环节花费的课堂教学时间长，是传统灌输式知识教学时间的几倍以上，使得规定的教学任务量难以完成，尽管可以安排课外完成部分任务，但依然容易超过原来的教学时数。因此一个学科的教学只能将探究式与更加高效的灌输式相结合。一般应该将具有学科作用与知识体系形成的绪论讲解及学科重点难点的消化采用探究式学习，而其它一般知识点内容采用加以改造的灌输式教学，二者的兼顾使得一方面能够确保按时完成教学任务，同时又能激发学生自主探究式学习的积极性与能动性[5]。

2 工程学科知识探究式课程教学设计的实践

以《互换性与技术测量》课程为例，互换性与技术测量概念的提出与大规模工业设计生产制造有关，是促成制造业实现规模化生产经营所必须的重要基础技术。基于此技术，各国的工业行政管理或者制造业行业协会均制定了一系列的标准、规则，对于所有从事制造设计与制造企业与人员的行为进行全面系统的技术规范。对于没有制造业现场经验的学生来说，这门课程的学习实在不容易。灌输式知识的教学总是只能让学生记住一些概念，但是当要求将这些知识概念转化为工程设计具体的技能时，却存在较大的障碍。探究式学习将教学情景的设计尽量靠近生产现场，问题与导入案例的提出一方面要结合学生以往知识经验，另一方面也要贴近制造业现场情况与关联各章节的新概念新知识。此外，根据上述探究式与灌输式教学的优缺点，为让学生发挥探究式自主学习的积极性，同时又要发挥灌输式教学效率高按时完成教学任务的要求，在互换性与技术测量课程的教学设计时，对各种概念十分集中的绪论章节，以及重点难点突出、学生不容易理解透彻的章节（如测量误差及处理方法、形状、方向、位置等误差公差等章节）实行探究式教学，其它各章节的教学设计则在传统灌输式教学上适当增加案例、提问、讨论等方法加以改进。

2.1 《互换性与技术测量》课程绪论章节的概念内容与特点

互换性与技术测量两个概念是互换性与技术测量课程中的基本概念，技术测量或多或少与日常生活的感性认识有所联系，但互换性这个概念却是难以得到直观的理解，大多数教材在绪论中一开始就为互换性这一概念下定义，但是对于缺少制造业现场感性认识的高职学生而言，文字内容的定义基本上不能帮助理解。而且互换性与技术测量两大概念之下还有一系列的支撑性概念，如形状、方向、位置公差概念，以及技术测量与误差概念、公差配合标准概念、标准制定中的优先数概念等。因此，要让学生正确理解这些概念与该课程的作用，采用探究式学习可以让学生在自主学习的基础上深刻理解各概念及其概念间的联系，理解课程的性质与作用，通过概念的掌握把握全书的知识结构逻辑框架，增强学习本课程的强烈兴趣。

2.2 《互换性与技术测量》课程绪论章节探究式教学的设计

2.2.1 教学情景设计与问题的提出

该课程学习前最少是已经学习过机械制图这门课程，因此教学情景的设计主要以图形为主配合一些文字来呈现，图形不能太复杂，但是又必须能充分引出各种概念，图1是情景图形及相关文字内容。

图1 互换性与技术测量课程绪论章节探究式教学情景及问题提出的教学示意图

2.2.2 引导探究、辨疑质疑，归纳总结、引导答案

分组开始，首先组内每个人进行思考，列出一些条件，再在组内集中互相质疑，对于所提出的条件进行分类整理，并提出考虑得不充分尚有疑问的问题；再由各组组长发言，将组内思考情况进行说明，组与组间互相辨疑质疑，由学委归纳出全班思辨成果，再在教师的引导下得出基本条件逻辑结构图，如图2所示。

图2 零件间装配维修可任意选取实现可代换的条件逻辑框图

从条件分析入手，在图2分析成果基础上，也可进一步理出书本的各概念及概念间的逻辑关系，并在此基础上理出书本的知识基本内容框架。首先要实现零件间装配维修可任意代换，设计制造时给定的允许的变化范围十分重要，此变动范围就是标准概念的核心，零件制造后要采用测量工具进行检测，核定各要求的条件是否在变动范围内，检测的数据要经过误差处理，给出合格与否的判断，这样将合格的零件任意选取就可实现装配维修时的可代换性，也就引出了本书的核心概念——互换性，以及其它具有一定逻辑关系的支撑性的概念。图3是反复提问与引导得出的概念与概念间的逻辑关系及全书内容结构框图。

图3 互换性技术测量的概念与逻辑关系及全书知识点内容结构图

3 结 论

探究性学习比较灌输式学习能够培养学生的自主学习的积极性，培养学生的对于问题的独立思考能力，培养创新欲望、创新意识、创新人格与创新精神，在理论知识性课程中对于有众多概念内容的章节及重点难点知识突出的章节内容的掌握有着独特优势。