知识建构助力中职学生问题意识的培养——以“网络安全”教学为例

白云娟，薛增灿，张义兵

（1.南京中华中等专业学校，江苏 南京210012；2.南京师范大学 教育科学学院，江苏 南京210097）

随着教育全球化的发展，培养学生的创新能力已经成为了教育改革的核心目标之一，“创新”是一个国家和民族是否具有竞争力、是否具有持续前进动力的关键，而学生创新能力的培养源于问题意识的培养。《哲学大辞典》把“问题”定义为“一般指需要研究和解决的实际矛盾和理论难题”。[1]卡尔·波普尔（Karl Popper）作为英国著名的科学哲学家，提出了“科学始于问题”的著名论断，其对近现代科学发展历史进行了高度的概括，已经成为了科学界和哲学界的共识。[2]盖泽尔斯（Getzczs,J.W）将“问题”分为呈现型问题、发现型问题和创造性问题三种类型，三类问题的内容及答案的难易程度由低到高，[3]其中，“创造性问题”弥足珍贵，因为“创造性问题”富有科学意义，而且新奇和独特。学校教育倡导的“强化问题意识”，主要是让学生大胆提出问题，并再此基础上自由讨论、积极思考，学会辩驳与批判，但并非每一次的质疑都是有利于知识进步的，只有少数者才能推动具有科学价值的知识发展，有学者称其为“智力探险”。

一、“问题意识”的概念解读

起初，“问题意识”只是一个心理学术语，现在的人们认为，问题意识是一种思维的问题性心理，是人们在认识、实践活动过程中，经常意识到一些难以解决的、疑惑的实际问题或理论问题，并产生一种怀疑、困惑、思考、探究的一种心理状态，以及与之相联系的主体积极思考，提出问题、分析问题的一种思维能力倾向。[4]问题意识反映了学生思维的创造性与独立性，而且也刻画了个体思维品质的广度与深度，为推动学生思想进步和思维发展注入了旺盛的生命力。

职业教育历来受到人们的重视，是国家经济高速发展的重要支柱，而作为职业技术教育体系中的重要地位的中等职业技术教育，旨在培养具备核心竞争力和核心素养的技术型、应用型人才。在中职教育创新中占据重要地位的是三个环节：学生发现问题、提出问题和解决问题，有的学生能发现有价值的问题，而有的学生却一头雾水、茫然无措，两者之间的不同不仅仅在于知识储量和经验丰富度，最关键的在于是否有问题意识。问题意识与创新思维具有相同特质，所以中职学生问题意识的培养，也是创新思维的发展过程。

二、中职课堂教学现状及“知识建构”理论

通过分析中职课堂教学现状，我们不难发现，灌输式教学方法仍然大行其道，课堂以教师为中心，而非以学生为中心，学生很少有机会发现和提出自己的问题。而且，中职学生不同于普通高中的学生，由于初中阶段成绩排名靠后，没有养成良好的意志品质和学习习惯，在升学的巨大压力下，他们变得自卑和消极，问题意识被不断打压甚至消磨殆尽。

加拿大多伦多大学两位教授卡尔·布莱特（Carl·Bereiter）和玛琳·斯卡达玛利亚（Marlene·Scardamalia）所 提 出 的 知 识 建 构（Knowledge Building）理论是一种新的知识创新学习方式，它强调个体在某一特定社区中互相协作、共同参与某种有目的的活动，如学习任务、问题解决等，最终形成某种观念、理论或假设等智慧产品。[5]知识建构的出发点是现实世界中的现实问题，以观点（Idea）为中心，学生所提出的问题应该是他们在日常学习和生活中所看到、所听到、所触到、所遇到的真实问题，学生根据问题表达自己的观点，观点必须是发自内心的，是真实的。因此，知识建构教学首先鼓励学生进行创造性的问题解决，并对学生发现与提出问题提供了理论与实践支持，另外，知识建构课堂转变以教师为中心的教与学模式，以学生为主体，学生之间可以互相讨论、协作、共同推进社区知识前进，从而实现深度交互，可以促进学生“问题意识”的逐步提升。

三、培养中职生问题意识的五项策略

将知识建构理论应用于五年中职《计算机网络技术》课程的学习，为学生创设知识探究的环境，有助于学生在一种知识创新的探究方式中提升问题意识、提升问题解决能力及科学素养。本研究选取《计算机网络技术》“网络安全”模块，开展知识建构教学，旨在培养学生的问题意识。教学对象为南京市中华中等专业学校五年中职软件技术专业二年级的学生，共37名学生，其中女生5人，男生32人；在知识储备方面，学生已经掌握计算机网络体系结构（OSI七层参考模型、TCP/IP）、网络设备、计算机网络拓扑结构、简单的网络搭建等计算机网络基础知识；在学习态度和习惯方面，学生习惯于接受学习，全班仅有5名学生愿意主动探究、乐于分享知识、与他人交流；其他学生害羞、不愿意开口、拒绝主动提问题等。教学目标是基于知识建构理论，以知识论坛（Knowledge Forum）为教学平台，利用网络及多媒体设备，围绕“网络安全”这一主题展开，学生通过实地考察和询问、搜集资料、阅读及知识建构交流等方式了解有关网络安全的知识，理解计算机病毒、蠕虫、特洛伊木马等攻击类型，掌握防范网络攻击的方法，提升问题意识，能自主提出问题、分析问题和解决问题。

知识建构助力中职学生问题意识的培养是一个循序渐进的过程，经过一个学期的教学实践，研究者总结出以下五种策略：

（一）策略之一：从校园网瘫痪的那件“小”事，激活问题意识

问题教学是一种非常经典的教育教学思想和实践，杜威的问题教学思想根据学生的“反省思维”，以学生日常学习和生活中的真实问题为基础，在问题解决的过程中进行学习的一系列活动过程和教学方法，而著名的苏联教育家马赫穆托夫的问题教学理论把学生正在从事的独立探索活动和他们已经具备的科学知识相融合，并认为问题教学在本质上是一种前进性的教学实践。《中国大百科全书·教育》中对问题教学的定义是：根据“实验逻辑”的“反省思维”学说，教师针对儿童在生活、活动中遇到的困难、提出的问题，帮助他们分析问题，寻找假设，进行实验，以求解决问题的方法。在中职问题教学实践中，张亚妮[6]在中职市场营销课堂教学中，利用“情景-问题”教学法，设计相关“问题”，激发学生学习兴趣，从中认识和了解市场营销的实质和思想方法；刘芝萍[7]在中职语文课堂教学中通过多媒体展示荷花的图片，创设问题情境，引入“荷花淀”课文的学习。

与“问题教学”相对应的是知识建构的首要原则，即“真实的观点、现实的问题”，知识建构理论认为真正能引起学生关注的是生活中的真实问题，而不单是课本中的问题，这些问题可以是微观的具体问题，如“树叶为什么会变黄？”也可以是宏观的或者抽象的问题，如“一带一路对中国社会发展的影响？”本研究设计了第一轮的教学活动：

教师与学生活动：针对“网络安全”的知识建构课堂做好情境导入：上周我们学校的校园网瘫痪了，有没有同学听说？你们知道是什么原因吗？那你们知道校园网是如何恢复正常的吗？对于此事，各位同学能不能发表自己的看法？由此，学生的问题意识被激活了：学生惊讶于校园网瘫痪，大部分同学点头表示听过此事，少部分摇头表示从未听说此事，学生对于瘫痪的原因和解决的策略提出了自己的问题。激活的问题意识会给大家带来很多惊喜：关于校园网络本身，学生想要知道校园网络是怎么工作的？如何搭建校园网络？如何攻击校园网络？校园网络是局域网吗？关于网络瘫痪，学生想要知道网络漏洞有哪些分类？有哪些实用的病毒查杀工具？网络瘫痪之后学校工作会受到哪些影响？关于网络管理，学生想要知道网络管理员的主要职责是什么？怎么样成为一名优秀的网络管理员？学生将提出的问题记录在知识论坛上，如图1所示。

图1 学生提出的关于“杀毒软件”的问题

反思与分析：在情境引入环节，刚刚发生的校园网瘫痪一事贴近学生的生活实际，而且学生对于此事提出了许多有趣的问题，这与他们对计算机网络的抽象理解、知识储备和问题意识息息相关，契合维果斯基的“最近发展区”理论。然后，教师决定带学生参观刚刚经历过网络瘫痪的校园网机房，将计算机网络具象化，进一步激发他们的问题意识。

（二）策略之二：用校园网络的调研，激发问题意识

教师设置真实的问题情境，会激活学生的最近发展区，学生会被教师呈现的具体事物所吸引，由此发现和提出问题，培养了问题意识。董杰[8]在中职生理学课堂教学中，让学生进入真实情境去探究、进行问题发现和反思，通过教学实践，学生对生理学的学习兴趣不断增强，学生在课上敢于回答问题，解决问题的准确率也有所提高。

在知识建构教学中，教师会鼓励学生阅读权威资料、开展知识建构对话、实地考察、设计和动手做实验、并与专家进行交谈等各种各样的活动。知识建构要在学习社区中建立一种知识生态，即鼓励多种多样的观点的提出，尊重每个人的每一个观点。第二轮教学实践活动设计如下：

教师与学生活动：教师鼓励学生带着问题意识参观校园网机房，请机房管理员付老师向同学们介绍网络设备、网络布线、网络拓扑结构，重点介绍网络安全设备。比如，付老师向同学们介绍机柜的好处时，用物品放到箱子中整齐的码放做类比，给予学生直观的印象，并在与学生的互动中详细阐释了机柜的用处：服务器和核心交换设备要放到专门的存储介质中才能更有效的管理它们，机柜就是这个作用，它可以最大限度的节约空间，最有效的保证服务器和交换设备的正常运行，最好的提供设备的散热性。学生观察交换机、路由器、网关、服务器等网络设备，思考或向老师询问网络瘫痪事件的解决方案，并用手机采集网络设备照片、视频等素材。调研结束后，学生在知识论坛上进一步提出关于网络安全防护的问题，形成了探究脉络，深化了知识理解，如图2所示。

图2 学生形成的探究脉络

反思与分析：以接近学生生活学习的真实场景为出发点创设问题情境，让学生在真实的计算机网络机房中具象化思维，让学生对交换机、路由器、网关、服务器等晦涩难懂的专业术语有了生动形象的认识。

（三）策略之三：运用知识建构圈的相互质疑，激扬问题意识

根据布鲁姆的目标分类法，高层次提问包括分析提问、综合提问、评价提问，而低层次的提问包括知识提问、理解提问和运用提问。低层次的问题有利于学生对知识进行掌握并加深理解，但高层次的问题有利于学生创新意识的培养，因此，教师应多多鼓励学生发现和提出高层次问题。知识建构圈是指学生和教师进行知识建构对话时，围成一个圈而坐，这是一种经过特意安排的就坐形式[9]，知识建构圈可以为课堂讨论提供一种民主与平等的气氛，在自由安全的文化中，学生更容易质疑、协商和改进观点，因此，教师要不定期的组织全班进行知识建构圈讨论，引导学生进行多层面的观点共享和协商，吸收别人的观点来解释、加强、质疑、概括、升华自己的观点。第三轮教学实践活动设计如下：

教师与学生活动：教师组织学生的“网络安全问题”知识建构圈讨论，制定讨论规则，并且观察记录学生们的观点、想法和行为表现，充当合作学习者，参与学生讨论。学生之间相互讨论网络安全问题，运用知识建构圈讨论单提出自己的观点或研究兴趣点，如图3所示，然后将班级聚在一起进行知识建构交流，将自己提出的问题以便签纸的形式贴在黑板上，相似的问题形成“问题圈”，形成学习小组，共同建构知识。

图3 “网络安全”课程学生讨论单

反思与分析：在参观网络机房的基础上，在教室创设一个自由、平等的交流空间，形成自己对网络安全主题的观点，在此阶段，有一半的学生能自主提出问题，对于提不出问题的学生，教师鼓励思维发散、性格开朗的学生与他交流，来帮助这些学生找到自己的观点。

（四）策略之四：引入权威资料的外界观点，激发问题意识

知识建构的十二条原则包括“权威性资料的建构性使用”，学生要以一种批判的视角使用权威性资料，建构性使用而非盲目相信，由此了解领域的发展历程与前沿，在与同伴进行讨论时，就能拿出最权威的证据，并进行观点的概括与升华。例如，顾梦婷等人[10]在小学科学的知识建构课堂中引入了关于“蚕”的权威性资料，促进小学生的科学阅读能力的提升，使学生由浅层阅读走向深度阅读。第四轮教学实践活动设计如下：

教师与学生活动：根据学生分组形成的观点，鼓励以小组为单位搜集网络安全资料，形成PPT或者思维导图，以网络获取的照片、自己在参观网络机房的照片或视频、文字描述等形式表现出来，并在知识论坛里撰写短文，为下一步社区知识的形成夯实基础。学生整理的关于“网络安全DDoS攻击事件”权威资料如图4所示。

图4 学生搜集的权威资料

反思与分析：知识建构强调个人及社区观点的升华，学习主体间的沟通和合作有助于学生问题分析能力、问题解决能力的提升。知识建构强调文化制品的形成，让学生把对网络安全的理解形成PPT并汇报，有助于隐性知识外显化，也有助于提升学生的自信心和成就感，也就有助于进一步激发学生的问题意识。

（五）策略之五：强化班级社区的集体性认知，激增问题意识

知识建构的目标不仅是通过协作发展每个学习者的个体知识，而是发展共同体的集体知识，超越个体知识的总和，实现社会性知识建构和创新。因此，小组成员需要共同承担推进社区知识的任务，提出对他人也有价值的观点，每个人都需要吸收他人的观点、升华自己的观点、向社区展示自己的理论。汇报与交流是社区知识形成的最主要途径，它包括小组内汇报、交流和社区内汇报、交流。第五轮教学实践活动设计如下：

教师与学生活动：教师组织学生小组汇报，全班共形成12个小组，每小组分别汇报自己研究的网络安全领域，其他同学可以随时提出自己的观点或问题。有小组介绍了“缓冲区溢出的原理”，并简单介绍了几种防卫方法；有小组介绍了“堆栈”，详细解释了堆栈在进程地址空间中的位置；还有的小组对“DNS欺骗”有兴趣，利用Ettercap软件工具模拟了攻击者冒充域名服务器的过程……学生还将知识论坛发表的观点或问题进行了汇总交流，构建了共同体的集体知识，如图5所示。

反思与分析：知识建构强调个体在某一特定社区中互相协作、共同参与某种有目的的活动，最终形成某种观念、理论或假设等智慧产品。在全班交流展示过程中，每个小组的知识都被贡献出来，形成了社区知识。

四、总结

为了培养五年中职软件技术专业学生的发现问题、提出问题的意识，本研究基于知识建构理论，选取与学生生活较为贴近的“网络安全”进行教学设计，经过一个学期的教学实践，提出了五种问题意识培养策略：首先，从校园网瘫痪的那件“小”事，激活学生的问题意识，“小”事一定要是真实的、贴近学生生活的事，由于此班级大部分学生存在害羞、不善于表达、提不出问题等现象，为了让学生能提出网络安全相关的问题，教师设计了“网络瘫痪故事引入”“参观网络机房”两个情境；其次，带领学生进行校园网络的调研，激发问题意识，真实情景才能最大程度激活学生的“最近发展区”，从而使得学生提出有潜力、有价值的问题；再次，运用知识建构圈的相互质疑，激扬学生的问题意识，在知识建构圈里，学生们轮流发言并且在等候发言时要有耐心，每位学生提出观点或问题，并在全班交流中形成“问题圈”，教师创设一个安全自由的交流环境，让学生畅所欲言，意在让学生在一个平等、自由的空间里提出自己的问题或观点；然后，引入权威资料的外界观点，激变学生的问题意识，权威资料的来源可以是多种多样，可以是文本、图片、视频、数据库、专家的观点、图书等等；最后，强化班级社区的集体性认知，激增问题意识，因为知识论坛支持社区内与社区间的远程访问和协同共建，所以教师要适时、恰当地使用知识论坛强化学生的集体性认知，在小组交流协作中，通过搜集资料、整理观点，最终形成学习制品—PPT或思维导图。一个学期的教学实践证明，学生开始愿意主动去和他人进行交流讨论，提出问题的意识有了显著的提高，问题分析能力和问题解决能力也得到提升。