張鵬

[關(guān) 鍵 詞] 探究式課堂；教學(xué)設(shè)計(jì)；自主學(xué)習(xí)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2019）03-0001-03

【背景與主題】

化工儀表自動化課堂上，專業(yè)教師在講臺上滔滔不絕、慷慨激昂，學(xué)生則在講臺下茫然目視，有的昏昏欲睡，有的思緒在放飛，有的一臉“懵懂”……這樣師生狀態(tài)的鮮明對比如果形成常態(tài)，那么課堂效率、教學(xué)效果、學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量都無從談起。

課后，專業(yè)教師和班主任都去找了幾位學(xué)生溝通談心。

教師：老師上課所講的都是我們專業(yè)很重要的專業(yè)知識，都是以后大家走上工作崗位后很多技術(shù)的知識鋪墊，為什么都提不起興趣呢？

學(xué)生A：其實(shí)我們也很想了解和吃透這些專業(yè)知識，但是老師您講的理論性太強(qiáng)，感覺都是您在講，沒我們什么事兒，我們在課堂中沒有融入感和參與感，聽著聽著就疲勞了，興趣越來越小……

學(xué)生B：純理論教學(xué)，照本宣科，課堂氣氛沉悶，不犯困才怪呢……

學(xué)生C：老師，我們也想好好學(xué)習(xí)和掌握這些專業(yè)知識，可是這些高深理論我們無法真正吃透，僅僅聽懂些膚淺的表面，越聽越?jīng)]勁，無法真正理解……

這個場景映射出當(dāng)前中職專業(yè)課教學(xué)實(shí)踐中的一些令人疑惑的“怪圈”，教師賣力地講，學(xué)生卻并不“領(lǐng)情”，教師覺得學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不夠認(rèn)真，學(xué)生認(rèn)為教師上課太枯燥，課堂上無事可做，教學(xué)實(shí)踐中形式大于實(shí)效，久而久之進(jìn)入一個惡性循環(huán)的“怪圈”中，學(xué)生逆反心理逐漸失去學(xué)習(xí)興趣甚至厭煩，得不到學(xué)生的良性呼應(yīng)，教師也可能漸漸對教學(xué)失去熱情。這種“怪圈”的模式一旦形成，是對教學(xué)質(zhì)量極大的傷害，想擺脫扭轉(zhuǎn)局面十分困難。

最好的辦法是從一開始就不要形成這種“怪圈”模式，教師要著力設(shè)計(jì)和打造以學(xué)生動手參與并且自主學(xué)習(xí)為主體、活力和實(shí)效并重的探究式課堂教學(xué)模式，努力營造“教”與“學(xué)”互動向長的熱情和諧氛圍，讓學(xué)生按照教師課前設(shè)計(jì)好的劇本去參與、展示自我和體驗(yàn)成果，這樣才能演繹出一部精彩華麗引人入勝的教學(xué)大片。

2013年我?；瘜W(xué)工藝專業(yè)啟動了國際水平專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的試點(diǎn)工作，借鑒德國雙元制職業(yè)教育先進(jìn)理念：創(chuàng)新教學(xué)模式、工學(xué)結(jié)合、深化產(chǎn)教融合，學(xué)生在校學(xué)習(xí)和企業(yè)實(shí)習(xí)交替結(jié)合，教師教學(xué)和企業(yè)技術(shù)人員上課互相輔助，努力調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提高其自主探索學(xué)習(xí)的能力，加快推進(jìn)構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系。在此以控制與調(diào)節(jié)技術(shù)課程中“數(shù)字邏輯電路在聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用”兩節(jié)課的探究式課堂教學(xué)設(shè)計(jì)為例跟大家分享一下自己在教學(xué)實(shí)踐中的一些做法。

【過程與結(jié)果】

（一）探究式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

探究式教學(xué)設(shè)計(jì)的主題思想是“做中學(xué)”，教師只是給學(xué)生一些簡單的理論鋪墊，主要通過事例或者問題引導(dǎo)學(xué)生自己閱讀、觀察、思考、實(shí)驗(yàn)、討論、總結(jié)，自主地去研究和領(lǐng)會事物的內(nèi)在聯(lián)系，建立認(rèn)知體系。在此教學(xué)模式中學(xué)生是“演員”，教師是“導(dǎo)演”，在共同演繹的過程中激發(fā)學(xué)生的探索興趣，鍛煉和提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

教師在教學(xué)過程中看似不是“主角”，但是作用極其關(guān)鍵，因?yàn)榻處熓钦看笃脑O(shè)計(jì)者和導(dǎo)演者，課前的準(zhǔn)備工作是否充分是課堂能否實(shí)現(xiàn)良好效果的保證，做好探究式教學(xué)設(shè)計(jì)可以重點(diǎn)從以下幾個方面著手：

1.必須正確處理教師“引導(dǎo)”和學(xué)生“探究”的關(guān)系，努力做到不能讓學(xué)生放任自流漫無目的去探究，也不能牽引過多，導(dǎo)致學(xué)生束手束腳失去探究的興趣。

2.設(shè)計(jì)好一堂課的各個環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)一個開放性的課堂教學(xué)氛圍，層層遞進(jìn)，保證新知識產(chǎn)生的連貫性和邏輯性。

3.教師要及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的典型問題和“閃光點(diǎn)”，作為點(diǎn)評總結(jié)環(huán)節(jié)的重要素材，適時調(diào)整和鼓勵。

（二）本次課要突出解決的問題

在以前的教學(xué)過程中，學(xué)生一直有這樣的困惑：“電路基礎(chǔ)理論我學(xué)了，化工儀表自動化控制理論我也學(xué)了，感覺兩者之間關(guān)聯(lián)度不大，不知道學(xué)習(xí)的電路相關(guān)知識如何在化工儀表自動化系統(tǒng)的相關(guān)知識中體現(xiàn)？”如何解決這個問題，我們教師也動了很多腦筋。對電工技術(shù)的教學(xué)和化工儀表自動化的教學(xué)如何更好地銜接起來，尋找結(jié)合點(diǎn)，讓學(xué)生理解他所學(xué)習(xí)的一些電路知識在化工自動化控制系統(tǒng)中是真實(shí)在使用的，通過實(shí)例讓學(xué)生去動手設(shè)計(jì)、嘗試和感受，以期望取得更好的教學(xué)效果。

（三）探究式教學(xué)過程設(shè)計(jì)思路

（四）教學(xué)過程描述

本次課的內(nèi)容是“數(shù)字邏輯電路在聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用”，由于電信號“看不見，摸不著”，對學(xué)生來講是很“虛”的東西，因此在教學(xué)中不能只是純理論的去講解，而要讓學(xué)生真正動手去操作，去真實(shí)的使用這些門電路，體會它的邏輯效果，這樣教學(xué)效果才會好。

首先，“熱身任務(wù)”是要求利用門電路芯片CD4011（四輸入與非門）、5V電源、多路選擇開關(guān)、LED燈（邏輯1燈亮，邏輯0燈滅）構(gòu)建電路，驗(yàn)證之前學(xué)習(xí)過的與非門的邏輯功能，學(xué)生有了真實(shí)的操作體驗(yàn)之后，馬上激發(fā)了興趣，課堂氛圍頓時活躍起來。

經(jīng)過前面的熱身，學(xué)生只是體驗(yàn)了一種門電路獨(dú)立的邏輯功能，接下來教師給出一個設(shè)計(jì)性的任務(wù)，目的是將所學(xué)習(xí)的邏輯門電路知識綜合應(yīng)用于化工自動化控制，實(shí)現(xiàn)知識的串聯(lián)和實(shí)際應(yīng)用。生產(chǎn)中各個參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，很多情況下需要滿足各個參數(shù)之間達(dá)到一定的邏輯關(guān)系才會輸出觸發(fā)聯(lián)鎖的開關(guān)信號，因此，需要不同邏輯門的組合才能達(dá)到預(yù)期的效果。在化工生產(chǎn)中，當(dāng)某一個或者某幾個參數(shù)達(dá)到安全警戒值的時候，需要報(bào)警并且啟動聯(lián)鎖，以保證設(shè)備和工作人員的安全。而這樣一套由報(bào)警信號觸發(fā)聯(lián)鎖系統(tǒng)啟動的電路就非常適合用邏輯門電路來搭建。通過邏輯門電路設(shè)計(jì)構(gòu)建一個電路，控制化工自動化系統(tǒng)中的聯(lián)鎖保護(hù)開關(guān)，啟用聯(lián)鎖保護(hù)回路，保證生產(chǎn)安全。

任務(wù)描述：乙烯加氫脫炔的反應(yīng)工段的工藝流程圖（見附圖）所示，在正常生產(chǎn)過程中會遇到反應(yīng)釜溫度過高或者壓力過高的不安全狀況，因此我們給學(xué)生的工藝要求是在主反應(yīng)釜溫度過高時，溫度報(bào)警信號通過邏輯電路去觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)開關(guān)閉合，從而啟動聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，以保證設(shè)備的安全。要求學(xué)生根據(jù)工藝要求利用CD4011（四輸入與非門）芯片自己設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功能（其工藝流程圖如附圖所示）。

基本控制原理：塔R101的底部、中部和頂部各有三個溫度測量點(diǎn)TISA1003C、TISA1003B和TISA1003A（都屬于聯(lián)鎖高值報(bào)警的溫度控制點(diǎn)），在滿足一定條件時會產(chǎn)生邏輯1的觸發(fā)信號，啟動帶聯(lián)鎖功能的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥PV1001全開（放空，去火炬系統(tǒng)），用于裝置降壓，保護(hù)設(shè)備和操作人員的安全。具體要求如下。

（1）TISA1003A超過溫度上限值（產(chǎn)生邏輯1），另外兩個TISA1003B和TISA1003C中任何一個超過溫度上限值（產(chǎn)生邏輯1），或者都同時超過溫度上限值，那么輸出觸發(fā)信號啟動聯(lián)鎖。

（2）TISA1003A沒有超過溫度上限值（產(chǎn)生邏輯1），另外兩個TISA1003B和TISA1003C中任何一個超過溫度上限值（產(chǎn)生邏輯1），或者都同時超過溫度上限值，那么也不會輸出觸發(fā)信號啟動聯(lián)鎖。

（3）在TISA1003A、TISA1003B、和TISA1003C都不超過溫度上限值時，不會輸出觸發(fā)信號啟動聯(lián)鎖。

（4）如果只有TISA1003A超過溫度上限值（產(chǎn)生邏輯1），不會輸出觸發(fā)信號啟動聯(lián)鎖。

向?qū)W生解釋和明確了工藝過程和要求之后，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個邏輯門電路，能夠按照工藝要求在滿足條件時輸出邏輯1的觸發(fā)信號，這樣再連接到PV1001的信號輸入端就可以聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)啟動了。

此任務(wù)達(dá)成的過程比較復(fù)雜，但是結(jié)果具有可驗(yàn)證性，學(xué)生可以真實(shí)看到自己的“勞動成果”。在教學(xué)設(shè)計(jì)時，為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性，教師采用了探究式分步走的教學(xué)設(shè)計(jì)方法，同時采用分組教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師將該任務(wù)分解成層層遞進(jìn)環(huán)環(huán)相扣的五個小任務(wù)讓學(xué)生分步完成，逐層達(dá)成小目標(biāo)最終匯總成大目標(biāo)的完成。具體小任務(wù)如下。

任務(wù)1：分析工藝要求。

根據(jù)三個溫度信號之間的邏輯關(guān)系先寫出真值表（設(shè)TISA1003A為變量A，TISA1003B為變量B、TISA1003C為變量C，Y等于邏輯1表示溫度超上限，Y等于邏輯0表示溫度沒有超上限）。

任務(wù)2：列出真值表。

任務(wù)3：寫出邏輯表達(dá)式：Y=。

任務(wù)4：畫出邏輯電路圖。

學(xué)生分組展示，教師點(diǎn)評總結(jié)，并布置課后作業(yè)。

由組長闡明自己組的設(shè)計(jì)思路和方案，結(jié)合自己設(shè)計(jì)的邏輯電路和工藝生產(chǎn)要求進(jìn)行闡述，其他組的學(xué)生共同討論點(diǎn)評。

【反思與啟示】

（1）把握探究式教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)：學(xué)生是主體，教師是引導(dǎo)者，努力提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，但是整節(jié)課的情境創(chuàng)設(shè)和問題設(shè)計(jì)教師需要在課前做足準(zhǔn)備工作，利用任務(wù)的布置或者環(huán)環(huán)相扣的問題來引領(lǐng)學(xué)生去自主探究和發(fā)現(xiàn)新知識，教師在此過程中適時引導(dǎo)、鼓勵、輔導(dǎo)、點(diǎn)評，讓每位學(xué)生都帶著任務(wù)和問題參與到教學(xué)活動中，構(gòu)建一個師生學(xué)習(xí)共同體。雖然表面上看學(xué)生是課堂上的主角，教師是課堂上的配角，但實(shí)際上教師在課前的準(zhǔn)備工作和課堂上的串聯(lián)工作是探究式教學(xué)效果好壞的關(guān)鍵要素。

（2）探究式教學(xué)模式的成功采用可以有效地改善傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式的弊端，極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氛圍，特別是可驗(yàn)證的成果讓學(xué)生更有實(shí)實(shí)在在的成就感。

（3）學(xué)生的興趣需要我們?nèi)ゼぐl(fā)，學(xué)生的自信心需要我們?nèi)ケＷo(hù)。師生之間融洽的互動是課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。一堂課，師生若能在輕松活潑中自由交流，激熱討論，邊學(xué)邊做，學(xué)習(xí)積極性高了，教學(xué)效果自然就好了。

（4）化工專業(yè)教學(xué)在學(xué)生的思想和行為中必須始終貫穿“安全第一，預(yù)防為主”的理念，同時學(xué)生的識圖能力和畫圖能力需要用心去培養(yǎng)。拿到一張陌生的化工PID圖，如何快速理解它的工藝流程，了解它的測量點(diǎn)和控制點(diǎn)以及要實(shí)現(xiàn)的控制目的；拿到一張陌生的芯片引腳圖，如何快速明白各個引腳的功能；針對一個邏輯表達(dá)式，如何能快速準(zhǔn)確地畫出相應(yīng)的邏輯電路圖等，都需要有相關(guān)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和敏捷的邏輯思維作為支撐，方法和思路是關(guān)鍵，這些能力的培養(yǎng)，才能真正提高學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)其終身發(fā)展。

面對新形勢和新挑戰(zhàn)，我校以化學(xué)工藝國際水平專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)為契機(jī)，不斷改革整合教學(xué)資源，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，不斷總結(jié)推廣經(jīng)驗(yàn)，探索恰當(dāng)實(shí)用的新路子，大力激發(fā)課堂中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘他們學(xué)習(xí)和動手能力的潛質(zhì)，從而努力帶動整個專業(yè)的發(fā)展和提升。

編輯 武生智