探究式课堂教学设计

来源:用户上传      作者:

　　[关 键 词] 探究式课堂；教学设计；自主学习
　　[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）03-0001-03
　　【背景与主题】
　　化工仪表自动化课堂上，专业教师在讲台上滔滔不绝、慷慨激昂，学生则在讲台下茫然目视，有的昏昏欲睡，有的思绪在放飞，有的一脸“懵懂”……这样师生状态的鮮明对比如果形成常态，那么课堂效率、教学效果、学生的培养质量都无从谈起。
　　课后，专业教师和班主任都去找了几位学生沟通谈心。
　　教师：老师上课所讲的都是我们专业很重要的专业知识，都是以后大家走上工作岗位后很多技术的知识铺垫，为什么都提不起兴趣呢？
　　学生A：其实我们也很想了解和吃透这些专业知识，但是老师您讲的理论性太强，感觉都是您在讲，没我们什么事儿，我们在课堂中没有融入感和参与感，听着听着就疲劳了，兴趣越来越小……
　　学生B：纯理论教学，照本宣科，课堂气氛沉闷，不犯困才怪呢……
　　学生C：老师，我们也想好好学习和掌握这些专业知识，可是这些高深理论我们无法真正吃透，仅仅听懂些肤浅的表面，越听越没劲，无法真正理解……
　　这个场景映射出当前中职专业课教学实践中的一些令人疑惑的“怪圈”，教师卖力地讲，学生却并不“领情”，教师觉得学生学习态度不够认真，学生认为教师上课太枯燥，课堂上无事可做，教学实践中形式大于实效，久而久之进入一个恶性循环的“怪圈”中，学生逆反心理逐渐失去学习兴趣甚至厌烦，得不到学生的良性呼应，教师也可能渐渐对教学失去热情。这种“怪圈”的模式一旦形成，是对教学质量极大的伤害，想摆脱扭转局面十分困难。
　　最好的办法是从一开始就不要形成这种“怪圈”模式，教师要着力设计和打造以学生动手参与并且自主学习为主体、活力和实效并重的探究式课堂教学模式，努力营造“教”与“学”互动向长的热情和谐氛围，让学生按照教师课前设计好的剧本去参与、展示自我和体验成果，这样才能演绎出一部精彩华丽引人入胜的教学大片。
　　2013年我校化学工艺专业启动了国际水平专业教学标准的试点工作，借鉴德国双元制职业教育先进理念：创新教学模式、工学结合、深化产教融合，学生在校学习和企业实习交替结合，教师教学和企业技术人员上课互相辅助，努力调动学生学习的积极性和提高其自主探索学习的能力，加快推进构建现代职业教育体系。在此以控制与调节技术课程中“数字逻辑电路在联锁保护系统中的应用”两节课的探究式课堂教学设计为例跟大家分享一下自己在教学实践中的一些做法。
　　【过程与结果】
　　（一）探究式教学设计思路
　　探究式教学设计的主题思想是“做中学”，教师只是给学生一些简单的理论铺垫，主要通过事例或者问题引导学生自己阅读、观察、思考、实验、讨论、总结，自主地去研究和领会事物的内在联系，建立认知体系。在此教学模式中学生是“演员”，教师是“导演”，在共同演绎的过程中激发学生的探索兴趣，锻炼和提升学生的自主学习能力。
　　教师在教学过程中看似不是“主角”，但是作用极其关键，因为教师是整部大片的设计者和导演者，课前的准备工作是否充分是课堂能否实现良好效果的保证，做好探究式教学设计可以重点从以下几个方面着手：
　　1.必须正确处理教师“引导”和学生“探究”的关系，努力做到不能让学生放任自流漫无目的去探究，也不能牵引过多，导致学生束手束脚失去探究的兴趣。
　　2.设计好一堂课的各个环节，创设一个开放性的课堂教学氛围，层层递进，保证新知识产生的连贯性和逻辑性。
　　3.教师要及时发现学生的典型问题和“闪光点”，作为点评总结环节的重要素材，适时调整和鼓励。
　　（二）本次课要突出解决的问题
　　在以前的教学过程中，学生一直有这样的困惑：“电路基础理论我学了，化工仪表自动化控制理论我也学了，感觉两者之间关联度不大，不知道学习的电路相关知识如何在化工仪表自动化系统的相关知识中体现？”如何解决这个问题，我们教师也动了很多脑筋。对电工技术的教学和化工仪表自动化的教学如何更好地衔接起来，寻找结合点，让学生理解他所学习的一些电路知识在化工自动化控制系统中是真实在使用的，通过实例让学生去动手设计、尝试和感受，以期望取得更好的教学效果。
　　（三）探究式教学过程设计思路
　　（四）教学过程描述
　　本次课的内容是“数字逻辑电路在联锁保护系统中的应用”，由于电信号“看不见，摸不着”，对学生来讲是很“虚”的东西，因此在教学中不能只是纯理论的去讲解，而要让学生真正动手去操作，去真实的使用这些门电路，体会它的逻辑效果，这样教学效果才会好。
　　首先，“热身任务”是要求利用门电路芯片CD4011（四输入与非门）、5V电源、多路选择开关、LED灯（逻辑1灯亮，逻辑0灯灭）构建电路，验证之前学习过的与非门的逻辑功能，学生有了真实的操作体验之后，马上激发了兴趣，课堂氛围顿时活跃起来。
　　经过前面的热身，学生只是体验了一种门电路独立的逻辑功能，接下来教师给出一个设计性的任务，目的是将所学习的逻辑门电路知识综合应用于化工自动化控制，实现知识的串联和实际应用。生产中各个参数相互关联，很多情况下需要满足各个参数之间达到一定的逻辑关系才会输出触发联锁的开关信号，因此，需要不同逻辑门的组合才能达到预期的效果。在化工生产中，当某一个或者某几个参数达到安全警戒值的时候，需要报警并且启动联锁，以保证设备和工作人员的安全。而这样一套由报警信号触发联锁系统启动的电路就非常适合用逻辑门电路来搭建。通过逻辑门电路设计构建一个电路，控制化工自动化系统中的联锁保护开关，启用联锁保护回路，保证生产安全。
　　任务描述：乙烯加氢脱炔的反应工段的工艺流程图（见附图）所示，在正常生产过程中会遇到反应釜温度过高或者压力过高的不安全状况，因此我们给学生的工艺要求是在主反应釜温度过高时，温度报警信号通过逻辑电路去触发联锁保护开关闭合，从而启动联锁保护系统，以保证设备的安全。要求学生根据工艺要求利用CD4011（四输入与非门）芯片自己设计电路，实现相应的逻辑功能（其工艺流程图如附图所示）。 　　基本控制原理：塔R101的底部、中部和顶部各有三个温度测量点TISA1003C、TISA1003B和TISA1003A（都属于联锁高值报警的温度控制点），在满足一定条件时会产生逻辑1的触发信号，启动带联锁功能的气动薄膜调节阀PV1001全开（放空，去火炬系统），用于裝置降压，保护设备和操作人员的安全。具体要求如下。
　　（1）TISA1003A超过温度上限值（产生逻辑1），另外两个TISA1003B和TISA1003C中任何一个超过温度上限值（产生逻辑1），或者都同时超过温度上限值，那么输出触发信号启动联锁。
　　（2）TISA1003A没有超过温度上限值（产生逻辑1），另外两个TISA1003B和TISA1003C中任何一个超过温度上限值（产生逻辑1），或者都同时超过温度上限值，那么也不会输出触发信号启动联锁。
　　（3）在TISA1003A、TISA1003B、和TISA1003C都不超过温度上限值时，不会输出触发信号启动联锁。
　　（4）如果只有TISA1003A超过温度上限值（产生逻辑1），不会输出触发信号启动联锁。
　　向学生解释和明确了工艺过程和要求之后，要求学生设计一个逻辑门电路，能够按照工艺要求在满足条件时输出逻辑1的触发信号，这样再连接到PV1001的信号输入端就可以联锁保护系统启动了。
　　此任务达成的过程比较复杂，但是结果具有可验证性，学生可以真实看到自己的“劳动成果”。在教学设计时，为了充分调动学生的积极性，教师采用了探究式分步走的教学设计方法，同时采用分组教学，培养学生的沟通和团队协作能力。教师将该任务分解成层层递进环环相扣的五个小任务让学生分步完成，逐层达成小目标最终汇总成大目标的完成。具体小任务如下。
　　任务1：分析工艺要求。
　　根据三个温度信号之间的逻辑关系先写出真值表（设TISA1003A为变量A，TISA1003B为变量B、TISA1003C为变量C，Y等于逻辑1表示温度超上限，Y等于逻辑0表示温度没有超上限）。
　　任务2：列出真值表。
　　任务3：写出逻辑表达式：Y=。
　　任务4：画出逻辑电路图。
　　学生分组展示，教师点评总结，并布置课后作业。
　　由组长阐明自己组的设计思路和方案，结合自己设计的逻辑电路和工艺生产要求进行阐述，其他组的学生共同讨论点评。
　　【反思与启示】
　　（1）把握探究式教学的关键点：学生是主体，教师是引导者，努力提升学生的自主学习能力，但是整节课的情境创设和问题设计教师需要在课前做足准备工作，利用任务的布置或者环环相扣的问题来引领学生去自主探究和发现新知识，教师在此过程中适时引导、鼓励、辅导、点评，让每位学生都带着任务和问题参与到教学活动中，构建一个师生学习共同体。虽然表面上看学生是课堂上的主角，教师是课堂上的配角，但实际上教师在课前的准备工作和课堂上的串联工作是探究式教学效果好坏的关键要素。
　　（2）探究式教学模式的成功采用可以有效地改善传统灌输式教学模式的弊端，极大地提升学生的学习积极性，活跃课堂氛围，特别是可验证的成果让学生更有实实在在的成就感。
　　（3）学生的兴趣需要我们去激发，学生的自信心需要我们去保护。师生之间融洽的互动是课堂教学成败的关键。一堂课，师生若能在轻松活泼中自由交流，激热讨论，边学边做，学习积极性高了，教学效果自然就好了。
　　（4）化工专业教学在学生的思想和行为中必须始终贯穿“安全第一，预防为主”的理念，同时学生的识图能力和画图能力需要用心去培养。拿到一张陌生的化工PID图，如何快速理解它的工艺流程，了解它的测量点和控制点以及要实现的控制目的；拿到一张陌生的芯片引脚图，如何快速明白各个引脚的功能；针对一个逻辑表达式，如何能快速准确地画出相应的逻辑电路图等，都需要有相关扎实的理论基础和敏捷的逻辑思维作为支撑，方法和思路是关键，这些能力的培养，才能真正提高学生的综合能力，促进其终身发展。
　　面对新形势和新挑战，我校以化学工艺国际水平专业教学标准试点为契机，不断改革整合教学资源，不断创新教学方法，不断总结推广经验，探索恰当实用的新路子，大力激发课堂中学生的学习兴趣，挖掘他们学习和动手能力的潜质，从而努力带动整个专业的发展和提升。
　　编辑 武生智
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14743365.htm