基于協(xié)同學(xué)習(xí)的互換性與測量技術(shù)教學(xué)模式

巴鵬++張秀珩++任金玉

摘 要：本文基于協(xié)同學(xué)習(xí)和知識建構(gòu)理論，對協(xié)同學(xué)習(xí)的教學(xué)模式進(jìn)行了調(diào)研，并研究了在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下的學(xué)習(xí)環(huán)境中，如何設(shè)計(jì)教學(xué)模式，以協(xié)同知識建構(gòu)的方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)并提供相關(guān)的教學(xué)模式和技術(shù)支持。最后在互換性與測量技術(shù)課程的教學(xué)中加以實(shí)踐，這對于虛擬環(huán)境及教學(xué)實(shí)際中的專業(yè)人士及教育工作者具有重要幫助和實(shí)踐價值。

關(guān)鍵詞：知識建構(gòu) 協(xié)同研究 學(xué)習(xí)環(huán)境 小組合作

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0191-02

情境學(xué)習(xí)的重要性在社會的互動活動與合作中已得到證明。發(fā)生在一個人頭腦中的學(xué)習(xí)過程不再被視為一個認(rèn)知的過程，而是一個社會活動過程。它往往是通過人與人之間的對話以及相關(guān)的討論協(xié)同進(jìn)行知識建構(gòu)的。知識建構(gòu)已成為教育界越來越強(qiáng)調(diào)以積極了解現(xiàn)有的獲得知識和創(chuàng)新想法的能力。綜合性的教學(xué)策略和協(xié)同學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法常常被用于學(xué)生共同完成協(xié)同任務(wù)，一般可達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果和滿意度。

1 引言

協(xié)同知識建構(gòu)是一種鼓勵學(xué)生進(jìn)行洽談和共享信息，通過小組互動和討論進(jìn)行知識建構(gòu)的方法。在本文中，基于協(xié)同知識建構(gòu)的研究背景，對如何支持協(xié)同知識建構(gòu)、邊學(xué)邊做的教學(xué)環(huán)境及教學(xué)模式進(jìn)行了討論和分析，解決了學(xué)生以小組合作的學(xué)習(xí)方法來解決復(fù)雜環(huán)境和不良結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)問題。經(jīng)實(shí)踐證明其是一種有效進(jìn)行協(xié)同知識建構(gòu)的教學(xué)方式。

近來對教學(xué)中協(xié)同學(xué)習(xí)的研究更多集中在教學(xué)模式上。湯普森認(rèn)為，社會共享的認(rèn)知提供了關(guān)于人們?nèi)绾蝿?chuàng)建，討論等的見解，并在小組討論中使用共享知識[1]。約翰遜·萊爾德發(fā)現(xiàn)思考模式往往通過分享想法來幫助成員協(xié)調(diào)任務(wù)和提高小組的綜合表現(xiàn)[2]。有學(xué)者認(rèn)為，小組成員需要共享個人想法的模式來獲得對任務(wù)的共同理解和處理合作中的困難和適應(yīng)不斷變化的環(huán)境[3]。當(dāng)新成員進(jìn)入一個群體，他們必須學(xué)會共享的思考模式，以跟團(tuán)隊(duì)有效地開展工作。

2 協(xié)同教學(xué)模式

為促進(jìn)協(xié)同知識建構(gòu)，在教育領(lǐng)域中推行了四種行之有效的方法[4]?？梢愿爬檫厡W(xué)邊設(shè)計(jì)，以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的課題，基于問題的學(xué)習(xí)和知識建構(gòu)。邊學(xué)邊設(shè)計(jì)，使學(xué)生樹立目標(biāo)，學(xué)生需要設(shè)想他們的設(shè)計(jì)原型，收集相關(guān)性能數(shù)據(jù)，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的課題定位于在基本項(xiàng)目的科學(xué)調(diào)查，同時學(xué)生需要通過創(chuàng)造真正的作品來解決具有挑戰(zhàn)性的問題?；趩栴}的學(xué)習(xí)可以訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)批判性思維和推理能力來解決復(fù)雜問題。知識建構(gòu)使學(xué)生基于現(xiàn)有的知識通過求解和開發(fā)新知識的問題使所學(xué)知識系統(tǒng)化。以上四種策略讓學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)階段都處于自主的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要協(xié)同合作共同創(chuàng)建一個項(xiàng)目，形式可以是方案，產(chǎn)品或報告，并通過對其想法不斷地討論與共享來擴(kuò)展他們的知識，使現(xiàn)有知識之間的互相聯(lián)系，并找到改進(jìn)和整合方案的方法。

用于評估學(xué)生互換性與技術(shù)測量課程學(xué)習(xí)情況的標(biāo)準(zhǔn)之一是精度設(shè)計(jì)的能力。學(xué)生需要根據(jù)學(xué)習(xí)過程中對基本概念的理解，學(xué)會在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用公差和標(biāo)準(zhǔn)。一些學(xué)者認(rèn)為，這一方法成功與否，關(guān)鍵在于如何將基本概念融入設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)精度設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性[5]。另一種看法則針對廣義的協(xié)同教學(xué)模式的研究，采取教師用傳統(tǒng)方法授課，學(xué)生的學(xué)習(xí)采取與他人協(xié)同互動，教師協(xié)助參與的教學(xué)策略[6]。這些課程評價策略在互換性與技術(shù)測量課程中對學(xué)生對概念的理解和實(shí)際解決問題能力的評估起到關(guān)鍵作用。為客觀評價協(xié)同學(xué)習(xí)在互換性課程教學(xué)應(yīng)用的影響效果，定義了影響評估的Hake影響因子[7]：

（1）

式中：g為測試的實(shí)際得分與最大可能得分的比值；

為采用協(xié)同教學(xué)模式前測試結(jié)果的百分比；

為采用協(xié)同教學(xué)模式后測試結(jié)果的百分比。

另一個課程改革熱門方向是，互換性課程理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的整合。在以往的課程評價中，實(shí)驗(yàn)室通常會收到比過程的任何其他部門更多的詬病。學(xué)生們常常質(zhì)疑理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的協(xié)調(diào)不力。盡管我們在不斷的改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改善實(shí)驗(yàn)條件，但在大多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的旨在加強(qiáng)和驗(yàn)證理論教學(xué)的知識點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)報告中詳細(xì)給出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)讓學(xué)生很困惑，他們通常不明白這樣做的意義何在。

為此，根據(jù)以上描述，我們采取“按需減少理論教學(xué)，只以少量的學(xué)時引導(dǎo)學(xué)生，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模至項(xiàng)目水平，同時縮減觀摩性實(shí)驗(yàn)，通過具體項(xiàng)目（包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，包括協(xié)同小組合作學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，在課程進(jìn)行過程中整合而不是疊加知識點(diǎn)。

3 協(xié)同模式的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

在互換性與技術(shù)測量課程的教學(xué)研究中，通過以學(xué)生為中心，結(jié)合自主學(xué)習(xí)和協(xié)同學(xué)習(xí)理論，改進(jìn)互換性與技術(shù)測量的教學(xué)計(jì)劃。目標(biāo)是使學(xué)生通過不斷的參與項(xiàng)目實(shí)踐、體驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)會公差的核心理念。

3.1 簡潔的理論講解

互換性與技術(shù)測量課程歷來采用30學(xué)時的理論教學(xué)和10學(xué)時的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式。傳統(tǒng)的教學(xué)通常會帶來以下問題。學(xué)生們常常認(rèn)為公差是通過課本學(xué)習(xí)并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的概念。但在實(shí)際應(yīng)用中，學(xué)生則不知該如何將符號標(biāo)注在圖紙上。而另一方面，學(xué)生單獨(dú)的學(xué)習(xí)比協(xié)同學(xué)習(xí)則浪費(fèi)了更多的學(xué)習(xí)時間。為了解決以上問題，在查閱了有關(guān)教學(xué)方法的大量文獻(xiàn)后，我們設(shè)計(jì)了一些展新的教學(xué)計(jì)劃。這些教學(xué)方法離不開計(jì)算機(jī)的幫助。通常情況下，一個課程的開始，由教師分配相關(guān)項(xiàng)目任務(wù)前，學(xué)生應(yīng)對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。學(xué)生們在被分配了項(xiàng)目任務(wù)后，則專注于解決實(shí)際工程的細(xì)節(jié)。計(jì)算機(jī)則作為一種工具被用來解決問題，運(yùn)行仿真，模擬分析或采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.2 快速的實(shí)驗(yàn)反饋

實(shí)驗(yàn)課題直接整合到課程中是確保實(shí)驗(yàn)與理論的階段一致性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具相關(guān)性。在實(shí)驗(yàn)期間，教師在整個實(shí)驗(yàn)過程巡視實(shí)驗(yàn)室，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度并在需要時提供幫助。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都借助計(jì)算機(jī)完成。儀器測量尺寸，位置，形狀等的誤差會直接被快速、精確地采集到計(jì)算機(jī)上，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。此外，數(shù)字化儀器讓學(xué)生輕松地直接測量感興趣的量。例如：對復(fù)雜零件的誤差測量時，三坐標(biāo)測量機(jī)可以輕松地同時測量體塊的尺寸和其上的孔的位置。endprint

3.3 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)

體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的過程是比任何其他學(xué)習(xí)方法都要重要得多。學(xué)生經(jīng)過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)后，要進(jìn)行精度設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。如同實(shí)際設(shè)計(jì)一樣，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)通常需要經(jīng)過調(diào)查，反思，研究，開發(fā)，教學(xué)，實(shí)踐，口頭和書面溝通的程序。學(xué)生都力求實(shí)現(xiàn)針對自己的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)術(shù)專題匯報的機(jī)會。在教學(xué)上，教師也鼓勵他們參加地區(qū)，國家和國際研究會議，并盡可能參與大型項(xiàng)目或與國際合作的機(jī)會，使其成為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的一部分。以各種不同的方式使學(xué)生分享他們的設(shè)計(jì)專長的同時，獲得接觸到當(dāng)?shù)氐墓镜臋C(jī)會，這樣，大多數(shù)學(xué)生都有機(jī)會做獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作。

3.4 協(xié)同學(xué)習(xí)小組

學(xué)生建立的協(xié)同小組以3人或5人一組為佳，這樣有利于群體的討論和互動。教師在這些小組活動時加以引導(dǎo)。學(xué)生在課堂上進(jìn)行積極討論和解決問題，獲得測量數(shù)據(jù)或分析結(jié)論，而將課余時間花在練習(xí)和設(shè)計(jì)上。當(dāng)學(xué)生和他們的老師都積極參與課題時，課堂環(huán)境應(yīng)是愉快和嘈雜的。無論是在課堂上還是在課外，都可以采用一套用于指導(dǎo)和促進(jìn)合作的工具，使學(xué)生之間或?qū)W生與教師之間既可以面對面的溝通又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，討論問題，提出解決策略，并協(xié)調(diào)合作。該工具還應(yīng)提供以下功能，包括背景資料和教學(xué)視頻，可以獲取信息的電子白板等。

4 結(jié)論

基于協(xié)同學(xué)習(xí)理論的互換性與技術(shù)測量教學(xué)模式的提出，改變了學(xué)生由被動到自主的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生的實(shí)踐和設(shè)計(jì)能力得到鍛煉的同時，其基礎(chǔ)理論和知識得到了系統(tǒng)建構(gòu)。通過學(xué)生在協(xié)同學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目完成情況來看，課程評估結(jié)果表明，該教學(xué)模式行之有效，評估策略結(jié)果與教學(xué)實(shí)踐期望的目標(biāo)相一致。

參考文獻(xiàn)

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3.3 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)

體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的過程是比任何其他學(xué)習(xí)方法都要重要得多。學(xué)生經(jīng)過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)后，要進(jìn)行精度設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。如同實(shí)際設(shè)計(jì)一樣，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)通常需要經(jīng)過調(diào)查，反思，研究，開發(fā)，教學(xué)，實(shí)踐，口頭和書面溝通的程序。學(xué)生都力求實(shí)現(xiàn)針對自己的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)術(shù)專題匯報的機(jī)會。在教學(xué)上，教師也鼓勵他們參加地區(qū)，國家和國際研究會議，并盡可能參與大型項(xiàng)目或與國際合作的機(jī)會，使其成為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的一部分。以各種不同的方式使學(xué)生分享他們的設(shè)計(jì)專長的同時，獲得接觸到當(dāng)?shù)氐墓镜臋C(jī)會，這樣，大多數(shù)學(xué)生都有機(jī)會做獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作。

3.4 協(xié)同學(xué)習(xí)小組

學(xué)生建立的協(xié)同小組以3人或5人一組為佳，這樣有利于群體的討論和互動。教師在這些小組活動時加以引導(dǎo)。學(xué)生在課堂上進(jìn)行積極討論和解決問題，獲得測量數(shù)據(jù)或分析結(jié)論，而將課余時間花在練習(xí)和設(shè)計(jì)上。當(dāng)學(xué)生和他們的老師都積極參與課題時，課堂環(huán)境應(yīng)是愉快和嘈雜的。無論是在課堂上還是在課外，都可以采用一套用于指導(dǎo)和促進(jìn)合作的工具，使學(xué)生之間或?qū)W生與教師之間既可以面對面的溝通又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，討論問題，提出解決策略，并協(xié)調(diào)合作。該工具還應(yīng)提供以下功能，包括背景資料和教學(xué)視頻，可以獲取信息的電子白板等。

4 結(jié)論

基于協(xié)同學(xué)習(xí)理論的互換性與技術(shù)測量教學(xué)模式的提出，改變了學(xué)生由被動到自主的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生的實(shí)踐和設(shè)計(jì)能力得到鍛煉的同時，其基礎(chǔ)理論和知識得到了系統(tǒng)建構(gòu)。通過學(xué)生在協(xié)同學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目完成情況來看，課程評估結(jié)果表明，該教學(xué)模式行之有效，評估策略結(jié)果與教學(xué)實(shí)踐期望的目標(biāo)相一致。

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3.3 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)

體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的過程是比任何其他學(xué)習(xí)方法都要重要得多。學(xué)生經(jīng)過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)后，要進(jìn)行精度設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。如同實(shí)際設(shè)計(jì)一樣，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)通常需要經(jīng)過調(diào)查，反思，研究，開發(fā)，教學(xué)，實(shí)踐，口頭和書面溝通的程序。學(xué)生都力求實(shí)現(xiàn)針對自己的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)術(shù)專題匯報的機(jī)會。在教學(xué)上，教師也鼓勵他們參加地區(qū)，國家和國際研究會議，并盡可能參與大型項(xiàng)目或與國際合作的機(jī)會，使其成為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的一部分。以各種不同的方式使學(xué)生分享他們的設(shè)計(jì)專長的同時，獲得接觸到當(dāng)?shù)氐墓镜臋C(jī)會，這樣，大多數(shù)學(xué)生都有機(jī)會做獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作。

3.4 協(xié)同學(xué)習(xí)小組

學(xué)生建立的協(xié)同小組以3人或5人一組為佳，這樣有利于群體的討論和互動。教師在這些小組活動時加以引導(dǎo)。學(xué)生在課堂上進(jìn)行積極討論和解決問題，獲得測量數(shù)據(jù)或分析結(jié)論，而將課余時間花在練習(xí)和設(shè)計(jì)上。當(dāng)學(xué)生和他們的老師都積極參與課題時，課堂環(huán)境應(yīng)是愉快和嘈雜的。無論是在課堂上還是在課外，都可以采用一套用于指導(dǎo)和促進(jìn)合作的工具，使學(xué)生之間或?qū)W生與教師之間既可以面對面的溝通又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，討論問題，提出解決策略，并協(xié)調(diào)合作。該工具還應(yīng)提供以下功能，包括背景資料和教學(xué)視頻，可以獲取信息的電子白板等。

4 結(jié)論

基于協(xié)同學(xué)習(xí)理論的互換性與技術(shù)測量教學(xué)模式的提出，改變了學(xué)生由被動到自主的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生的實(shí)踐和設(shè)計(jì)能力得到鍛煉的同時，其基礎(chǔ)理論和知識得到了系統(tǒng)建構(gòu)。通過學(xué)生在協(xié)同學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目完成情況來看，課程評估結(jié)果表明，該教學(xué)模式行之有效，評估策略結(jié)果與教學(xué)實(shí)踐期望的目標(biāo)相一致。

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