中职专业教学中探究式教学模式的构建与实施

黄凌

摘   要：本文主要探讨在中职专业教学中如何构建与实施探究式教学模式。基于专业课程《制冷电气控制基础》的教学实践，就探究式教学模式进行探索。以“空调热水器一体机自动控制系统”设计实踐活动为例，阐明探究式教学模式通过创设问题情境（提出问题）---自主收集素材与研讨（探究实践方案设计）---适时点拨引导探究的方向---自主合作探究实践（探究式学习实践活动）---分享和交流（探究式学习的展示与评价）等环节来实施教学，在探究的过程中发展了学生的创造性思维， 培养了创造能力和创新意识，有助于学生今后职业生涯中可持续发展的学习能力的形成。

关键词：问题导向;学生主体;集体研讨;实践探究;世界咖啡馆

引言

探究式学习是学生自主探索的学习方式，在世界各国教育中占据着重要的地位。在国际教育领域中围绕学习方式转变大胆进行了学生自主探究学习的研究，研究探索学生的综合实践能力和创新能力已成为世界教育改革与发展的主旋律。

美国教育学家杜威把教学理解为学生通过亲身实践探究知识和规律的过程，以引导学生的兴趣，发挥学生的积极性和创造性，在运用和获取知识的过程中提高自身能力[ 1 ]。他的教育理论观点可作为探究式学习的思想雏形。另外教育学家布鲁纳提出了发现教学理论。他认为，在教学过程中要有意识地让学生自己去发现问题，寻找答案，从而学会“如何学习”。布鲁纳提出了“发现法”，注意调动学生积极性，通过学生发现、探索活动来掌握知识、发展智慧，发展探究意识和能力，从而形成自己的认知。在教育界有“问题中心”的学习模式，让学生参与实际情境的学习，培养他们自主学习的兴趣和能力，包括学会合作、收集数据、决策、解决问题等，从而促进学生实践和分析总结能力的发展。

探究式学习以“问题”为导向，培养发现问题、分析问题和解决问题的意识和能力，学生由听教师讲授知识的学习方式变为实践探究发现解决方案和推导结论，这种学习理念更适合中职校学生的学习特征。目前的中职专业教学中欠缺培养学生质疑的精神、探究能力和创新能力，导致学生在未来的可持续发展动力不足，而在中职专业教学中开展探究式学习可改善这种状况，因此将其应用到教学中是非常有必要。

1  探究式学习模式及注意点

探究式学习以教师组织指导，学生主体活动为中心开展教学。学生以已有的知识经验为基础，大胆提问，探讨解决问题的方案，通过实践观察、感官探索获得数据，对实践现象和结果进行分析、归纳总结，推导出自己结论或解决方案。探究式学习典型模式为：教师提问、分组讨论、交流展示方案、确定方案、实践探究、数据记录、交流展示实践结果、分析总结、综合评价。

第一阶段，教师是要根据学生已有基础知识，设计出最为合理的引导性问题。面对复杂问题，一个人的思维总有局限性。学生在教师的引导下，采取“世界咖啡馆”的集体研讨模式进行小组内讨论和多轮的组间交叉讨论，针对问题进行聚焦，多维度看问题，激荡智慧，产生思维的碰撞，促发创新。再通过学生交流展示，教师点评建议，整理出解决问题的方法和策略。

第二阶段，教师再进一步引导学生将设计方案与实践相结合，并根据学生实践情况提出建议，引导学生开展实践活动，发现新问题再探究，从而掌握探究式学习的基本方法。而学生的任务是通过实践收集信息，对现象、结果进行分析，应用假设、比对、归纳发现规律，从而学会探究知识的方法和思维方式，获得解决方案，形成自己的结论，促进学生核心能力的提升。最后为了提高学生探究式学习的积极性，要提供一套激励性评价体系。

探究式学习有两个注意点：

首先，虽然学生能从探究中获取知识，能应用知识解决问题。但需要一些前提，并不是所有的知识学习都适用探究式模式，应根据学生的认知基础，来选择是否采用探究式学习，否则就无法达成理想的学习效果。

其次，“探究式学习”要满足学生在规定时间内的课程教学，因此探究过程要做必要的简化，如教师提出问题，确定探究方法、步骤、工具材料，省去部分较难的探究环节，提高教学效率。

2  探究式学习在中职专业教学的应用

探究式学习的教学模式很多，其中比较典型的有情境探索学习模式和“做中学”学习模式[ 2 ]。探究式学习在内容上是开放的，探究结果也是开放的。探究式学习打破了传统教学在统一规定下的教学模式，为学生提供了大胆创新、实现自我超越的学习环境。学生在探究学习的过程中，能够大胆地怀疑，提出问题，探讨解决问题的方案，对不同的结果进行分析，培养创新意识和创造能力。现以职三阶段的《制冷电气控制基础》课程中“空调热水器一体机电气控制系统”为例，探讨中职专业教学中开展探究式学习的教学方法。

2.1  探究式学习项目确定

“制冷电气控制基础”的课时有限，而探究式学习占用课时较多，因而探究式的学习项目必须精选。通过教材分析研究，发现制冷电气控制的控制器件和执行器主要有温度传感器、电脑控制板、高低压保护继电器、压缩机、室内外风机、电子膨胀阀、电磁阀、四通阀、三通阀等构成。在制冷电气设备运行过程中最为重要的是电气设备各执行器之间的逻辑关系分析，这是学生探究电气自动控制解决方案的基础。家用空气源热水器和空调的电气控制核心是单片机，商用空气源热水器和空调等电气控制主要是PLC或单片机，所以本学科就以单片机和PLC技术应用确定为《制冷电气控制基础》这门学科的核心知识和能力，通过探究式学习可以更好培养这方面能力。而学生要完成该项目，要基于职一职二阶段学习的电子电工技术、制冷设备技术、单片机和PLC四门学科的知识和技能，因此该探究式学习安排在职三的课程中。开展探究式学习既能培养学生探究能力，又能促进学生将所学的专业知识与技能进行综合应用，生成新知。

2.2  探究问题与实践设计

探究式学习首先是思维的培养，教师要精心设计问题、引导思维，让学生产生思维火花;允许学生有不同的实践设计，允许生成新问题，它会对思维产生多层次的挑战。另外，教师要注意学生探究过程中出现的意外现象，应当鼓励學生多做可能性假设，引导学生进行多角度分析，实践验证，这才能培养批判性和创造性思维，从而找到解决方案。

2.2.1  引导探究的问题设计

现代教学论研究指出，感知不是学习产生的根本原因，产生学习的根本原因是“问题”[ 2 ]。问题探究是学习的推力，通过问题引发学生求知欲，产生深入思考，引导学习行为的发生到完成，而不是只记住结果。

中职生的探究式学习的难度要适度，要简化探究过程，才能提高教学效率。教师首先要提供给学生热水器空调一体机的结构图（见图1），其设计理念及功能为：家用空调的外机排出的热量进入室外空气，加重空气热负荷，若这部分热量转入到热水器中可节约能源，热水器空调一体机是空气源热水器和空调相结合的电器。人们在享用热水的同时，又享用空调的冷气，既能节能又能减轻环境热负荷。在不制热水时是空调单独运行;在不用空调时，则是空气源热泵单独制热水。

为了使学生能设计出该一体机电气控制系统，教师就其工作流程进行分析说明，让学生明确基本控制流程。教师要设定引导探究的问题，依据课堂教学需求，全班分成4～6小组，每个小组4～5人，让各组学生采取“世界咖啡馆”的研讨模式进行讨论。经过第一轮讨论后，小组留一位主讲，其余成员到其他小组交流，随着小组的转换流动，不同小组的思维发生碰撞，产生不同的见解，教师要将讨论内容不断升级，让解决问题的方法不断得到扩充。

引导问题1：“可否利用空调和空气源热水器电脑板添加衔接两电器的电控系统实现自动控制？”

引导问题2：“热水器空调一体机的工作流程图及逻辑真值表应该是怎样的？”

在教师引导下分别写出该一体机电气控制流程图（见图2）或电气控制逻辑真值表，有能力的小组可以写出其逻辑表达式（见表1）。解决此步是培养学生的分析能力、思维的创造性和理论应用能力。

2.2.2  探究实践方案设计

在实践设计环节上，在已有的知识和技能基础上，以实践为依托，教师尽量提供不同实践方向来引导，启发学生思维，让学生分组讨论设计实践方案，在试错实践中循序渐进，培养学生实践能力。最后让学生运用比对法，对实践结果由此及彼、由特殊到一般，推导出最佳解决方案。

引导问题1：“利用流程图及逻辑真值表编写出热水器空调一体机电气自动控制系统程序。”

引导问题2：“与控制程序匹配的电气控制系统是怎样的？”

经讨论后，学生得出了两个设计方向，一类采用单片机设计，另一类采用PLC设计。实现该实践活动，可将全班各小组重组成两个大组，并抽签决定两大组的实践方向，两类设计可同步进行，但教师控制教学会比较困难;也可按顺序分别进行两类实践探究，这样教学相对比较容易控制。各小组可继续采取“世界咖啡馆”的探讨模式，探究每步解决方案，教师要引导学生查资料和实践验证;若失败，要分析失败原因，再实践验证，逐步解决问题，最终达成探究目的。硬件上分别用CC2530单片机模块和三菱PLC实验模块做验证性实验。教师要注意观察学生在探究过程中存在的问题，做好信息收集。实践探究结束后，让各小组代表展示他们的初步设计方案和验证性实验视频，教师对各小组展示进行点评和建议，最后比较各组方案，确定最为合理的两类设计方案。两大组可交叉或分步做验证性实践，可拓展实践能力。最后利用组内、组间评价、教师评价相结合的评价激励和推动学生持续探究，学生很喜欢这种模式。

虽然两种设计使用的电气控制模块不同，设计的程序和硬件系统也不同，但都能实现热水器空调一体机的功能。两种设计分别适用于家用型和商用型热水器空调一体机，不同的应用对象可拓宽学生的思路，有利于学生综合应用能力和实践能力的提升。

2.3  探究式学习实践活动

在探究式学习的实践过程中，教师应把学生作为学习探究和解决问题的主体，及时了解学生开展探究实践遇到的困难及需求，注意观察每位学生能力、个性方面的发展， 做有针对性地指导，教师切忌将学生探究引向已有的结果，而是提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法，引导学生质疑、探究和创新，成为学生探究实践的组织者和建议者。教师还要指导学生记录有效数据，记录异常情况，为后期分析、总结、修改提供依据。

该项目探究实践活动步骤如下：

（1）组装与调试：按照热水器空调一体机单片机控制电路原理图（见图3），将空气源热水器电脑板的压缩机输出端和空调电脑板单片机的压缩机输出端和四通阀输出端引出A、B、C三个信号端到达CC2530单片机模块，再加上反向驱动器和继电器，先在继电器开关接指示灯进行调试，成功后再转为一体机执行器的调试。

（2）运行过程监测：通过空调遥控器、空气源热水器控制面板设定运行参数，再改变替代温度传感器电位器阻值，测试运行状态改变后，电气控制系统的自动转换是否存在问题。若有问题，进一步修改程序和电路。

（3）最后各小组通过对一体机执行器运行状态观察，判断是否实现最佳控制效果，确定出最后的程序和电路设计方案，并拍摄实物接线图和运行效果视频。

2.4  探究式学习的展示与评价

教师巡视并引导各小组汇总探究式学习的全程内容，包含热水器空调一体机的系统功能介绍，电气控制系统流程图或逻辑真值表，单片机或PLC程序的编写初稿和最终稿，电控系统原理图和实物接线图，电气系统运行效果视频等。各组代表通过电子白板展示和解说后，开展组内自评和组间互评以及教师评价，最后教师给表现优异的小组及个人予以嘉奖。

2.5  探究式学习的成效

通过探究式学习训练，之后课程学习中学生开始有意识的提问设疑和创新性地做一些设想，开始学会组建团队，对疑问和设想进行探讨、实践验证，在探究过程中发现解决方案。虽然探究学习的时间较长，经常要做重复的事，有时结果不是预想的，但探究真相的乐趣一直指引学生不断求索。学生一致认为探究式学习有很多意外的收获和特别的成就感，这是以往的学习方式所没有的。学生认为将来遇到未知的问题时，不再一味等待教师提供答案和解决方法，他们开始懂得如何有步骤、有计划的探求答案，如何创新地解决问题。尤其在学生的实习中更能体现出探究式学习的价值，学生在工作中遇到未知的任务或困难时，他们利用在校培养的探究素养，不是等公司派师傅来解决，而是通过与其他员工探讨，加上自己的思考和探究实践，找到解决方案。

3  结束语

探究式学习特别强调问题在学习过程中的重要性。通过问题思考，形成学习动力并贯穿学习始末。探究式学习特别注重问题意识的形成与培养，问题意识能激发学生强烈的求知欲，激发学生活跃的思想。而传统讲授式教学很难让学生感受到问题的存在，学生也不会深入思考，学习只能停留在表象的理解记忆，不可能开发学生求异思维和创新思维，更不能培养学生发现问题、提出问题、探究问题、解决问题的能力。

探究式学习核心是培养“问题意识”，问题是探究式学习的出发点，让学生以问题为突破点和牵引力，逐步设计解决方案、实验验证、不断修改等探究活动获取新知，学生收获颇多，提高学生学习的积极性。探究式学习的主体是学生，教师要调动学生质疑、查疑、释疑。同时探究式学习离不开教师引导，离不开科学的探究法。通过探究式学习，学生不仅能获得知识，更重要的是能培养他們的沟通交流、团队合作、抗挫折力、探究和创新能力，这种素质培养比知识获取更为重要。在中职专业教学中，教师要依据学生的知识基础和能力特点，通过在课堂中应用探究式学习，反复教学实践中改进，掌握探究式学习的方法，提升教学效果，达成培养学生综合素质的目标。探究式学习法对培养学生未来可持续发展能力素养和科学方法起了铺垫性作用，所以中职教师应重视探究式学习在教学中的应用。

参考文献：

[1] 陈丁娜. 国内外关于研究性学习的研究现状分析[J]. 综合实践活动研究， 2010（3）：20-21.

[2] 百度百科.探究性学习[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/探究性学习/10765164.

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