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【摘要】针对当前高职教育中现场总线技术课程的传统教学已经不能适应当前的实际需求，本文借鉴建构主义的学习理论，提出了一整套的课程改革方案，包括课程内容的选取、课程的实施设计、课程的教学评价等。该方案在教学实践中取得不错的成效。
【关键词】高职教育；建构主义；现场总线技术
一、引言
在当前高职教育中，现场总线技术课程是自动化类专业的一门专业课程。传统的高职教学思路是在行为主义认识论基础上的知识传授式学习，把本科的相关的课程理论知识适当减化，减少理论推导和复杂计算。在具体教学过程中与当前高职教学的要求及高职学生的实际认知水平发生矛盾。体现在以下几点：1.课程以理论知识为主，以掌握通讯的原理及各类现场总线的协议规则为教学目标，这与高职教育以培养学生职业能力为主的理念相违背。2.课程的覆盖面太广，具体介绍了8种现场总线协议，没有重点突出。3.由于重点涉及到的是通讯原理及通讯协议等理论知识，采用传统的传授式教学策略使课程比较枯燥，高职学生对此类抽象的理论知识理解困难，学习效果差。针对以上问题，我们借鉴了建构主义相关教育理论，对现场总线技术课程进行改革探索，力图使课程的内容与高职教育以职业能力培养为目标相符合，同时在课程实施设计中采用基于建构主义的抛锚式、支架式、随机进入式等教学策略，激发学生的学习兴趣，轻松掌握相关的知识和技能。
二、建构主义的基本学习理论[1][2]
1.建构主义的认知理论基础
建构主义是认知心理学派中的一个分支，其代表人物是皮亚杰、维果斯基等心理学家。
皮亚杰提出认知发展理论。他认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。同化是指把外部环境中的有关信息吸收进来并结合到儿童已有的认知结构。顺应是指外部环境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时，所引起的儿童认知结构发生重组与改造的过程。维果斯基在皮亚杰认知发展理论的基础上提出了文化历史发展理论。文化历史发展理论认为个体的学习是在一定的历史、社会文化背景下进行的，社会可以为个体的学习发展起到重要的支持和促进作用。
2.建构主义的教学思想[3]
由于个体的认知发展与学习过程密切相关，在建构主义思想指导形成一套新的比较有效的认知学习理论。建构主义学习理论认为知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助人际间的协作活动获得其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
3.建构主义的教学策略[4]
在建构主义学习理论基础上形成的教策略主要有三种。
抛锚式学习策略。这种教学要求学生到实际的环境中去感受和体验问题，而不是听这种经验的间接介绍和讲解。在实际情境中一旦确立一个问题，整个的教学内容和教学进行进程就被确定了（就像轮船被锚固定一样）。
支架式学习策略。支架教学被定义为支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入。
随机通达教学策略。随机通达教学的核心主张是，对同一内容的学习，要在不同时间、在重新安排的情景下、带着不同目的以及从不同的角度多次进行，以此达到高级知识获得的目标。
三、现场总线技术课程的整体课改方案[5]
1.课程的教学目标的确定
现场总线技术课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。课程的教学目标依据专业的人才培养方案来确定。电气自动化技术专业的就业岗位群：电气设备生产技术人员及高级技术工人、电气设备维修技术人员、电气设计技术人员和电气相关销售与技术服务人员。同时根据对岗位就业群的工作任务分析表（如表1所示）。由表可以看出现现场总线技术课程主要的职职业能力培养目标是用网络系统实现电气控制目标，但实现该目标的前提是用PLC系统实现电气控制能力，我校PLC课程是以欧姆龙PLC为主要机型，而现场总线课的硬件平台是以罗克韦尔工控产品为硬件平台，因学生学习时要求掌握罗克韦尔的组态软件及PLC的编程方法。
最后形成的现场总线技术课程的教学目标。能力目标：会使用罗克韦尔RSVIEW32组态软件进行上位机监控界面的设计；能使用罗克韦尔的Compactlogix PLC的编程及串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线及工业以太网的组网；能根据客户及工程的要求设计基于的串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线及工业以太网的网络电气控制系统；能在完成工程任务的过程中，提高元认知能力。知识目标：熟悉RSVIEW32的常见功能及使用方法；熟悉Compactlogix PLC的常见编程方法，及串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线DeviceNet现场总线及工业以太网的组网技术。
2.现场总线技术课程的内容的确定
依据抛锚式教学策略，在学习过程首先要设置真实的情景，激起學生的学习兴趣同时在探索中进行建构，我们精心选择了四个典型的真实的工作任务作为课程的学习情景。如下表2所示。
3.课程的教学设计
考虑到高职学生平均元认知能力较差的实际情况，我选择主要依据支架教学策略，进行课程的整体设计。支架式教学策略认为，教师先给学生在具体任务实施时，提供指导和演示，在此基础上再让学生自主探索。因此在具体一个项目实施时，分成两个部分，规定性项目和考核项目。规定性项目由老师进行详细指导及演示，起支架作用。考核项类项目由学生自主完成，考核项目的选择借鉴随机通达教学策略，选择类似但反应理论不同应用面的任务。教学过程参考建构主义教学的四个步骤：情景-分组完成-讨论-建构。具体项目实施过程如图1所示：
图1 项目实施流程
4.教学评价
考核的主要目的有两个：一是通过考核让学生能够了解到当前的自己的学习掌握情况，并根情况做调整。二是通过这门课程的学习，学生的最终的学习情况。因此设计考核方时分平时考核和最终考核，平时考核主要为四个考核项目的考核，其目的为让学生通过考核来调整自己的学习方法提高元认知能力，起以考促练的作用，最终考试分理论考试和实践考试两部分，主要作用是评价学生的学习状况。最终学生成绩的评定=平时考核（50%）+最终考核成绩（50%理论和实践各半）。
四、课程改革的对比研究
对课程改革的效果研究，考虑到非课改课程和课改课程在内容上有了教大的变化，同时课程的考核方式也不同，因此从最终考核成绩上比较并不能真正反应的效果。依据建构主义教学理论，学生是学习的主体，因此我们决定采用让学生评价学校效果的方法来进行比较。
我们设计了调查表，表3所示的7个指标进行的调查。
五、结论
由表3所示指标显示，学生对课改课程的课程兴趣、整体满意度、技能的掌握、解决问题能力等指标的满意度都大大高于未课改课程，说明我们的课程改革方案取得初步成功。
参考文献
[1]赵蒙城.建构主义的教学方法评价[J].外国教学研究,2002(9):15-19.
[2]Jonassen D H.Objectivism Versus Constructivism:Do we need a new philosophical paradigm?ETR&D,39(3).5-14:1991.
[3]贺晓蓉.建构主义的模式下的“电机拖动”课程教学设计[J].重庆工学院学报,2008(12):173-177.
[4]何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础——对建构主义的反思[J].中国大学教学,2004(7):15-23.
[5]欧丽荣.基于建构主义课程观的高职课程开发研究[D].硕士学位论文.湖南师范大学,2008.
作者简介：
赵文兵（1975—），硕士，常州机电职业技术学院电气学院讲师，研究方向：工业网络控制技术。
夏怡（1980—），硕士，常州机电职业技术学院电气学院讲师，研究方向：自动控制。
【关键词】高职教育；建构主义；现场总线技术
一、引言
在当前高职教育中，现场总线技术课程是自动化类专业的一门专业课程。传统的高职教学思路是在行为主义认识论基础上的知识传授式学习，把本科的相关的课程理论知识适当减化，减少理论推导和复杂计算。在具体教学过程中与当前高职教学的要求及高职学生的实际认知水平发生矛盾。体现在以下几点：1.课程以理论知识为主，以掌握通讯的原理及各类现场总线的协议规则为教学目标，这与高职教育以培养学生职业能力为主的理念相违背。2.课程的覆盖面太广，具体介绍了8种现场总线协议，没有重点突出。3.由于重点涉及到的是通讯原理及通讯协议等理论知识，采用传统的传授式教学策略使课程比较枯燥，高职学生对此类抽象的理论知识理解困难，学习效果差。针对以上问题，我们借鉴了建构主义相关教育理论，对现场总线技术课程进行改革探索，力图使课程的内容与高职教育以职业能力培养为目标相符合，同时在课程实施设计中采用基于建构主义的抛锚式、支架式、随机进入式等教学策略，激发学生的学习兴趣，轻松掌握相关的知识和技能。
二、建构主义的基本学习理论[1][2]
1.建构主义的认知理论基础
建构主义是认知心理学派中的一个分支，其代表人物是皮亚杰、维果斯基等心理学家。
皮亚杰提出认知发展理论。他认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。同化是指把外部环境中的有关信息吸收进来并结合到儿童已有的认知结构。顺应是指外部环境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时，所引起的儿童认知结构发生重组与改造的过程。维果斯基在皮亚杰认知发展理论的基础上提出了文化历史发展理论。文化历史发展理论认为个体的学习是在一定的历史、社会文化背景下进行的，社会可以为个体的学习发展起到重要的支持和促进作用。
2.建构主义的教学思想[3]
由于个体的认知发展与学习过程密切相关，在建构主义思想指导形成一套新的比较有效的认知学习理论。建构主义学习理论认为知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助人际间的协作活动获得其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
3.建构主义的教学策略[4]
在建构主义学习理论基础上形成的教策略主要有三种。
抛锚式学习策略。这种教学要求学生到实际的环境中去感受和体验问题，而不是听这种经验的间接介绍和讲解。在实际情境中一旦确立一个问题，整个的教学内容和教学进行进程就被确定了（就像轮船被锚固定一样）。
支架式学习策略。支架教学被定义为支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入。
随机通达教学策略。随机通达教学的核心主张是，对同一内容的学习，要在不同时间、在重新安排的情景下、带着不同目的以及从不同的角度多次进行，以此达到高级知识获得的目标。
三、现场总线技术课程的整体课改方案[5]
1.课程的教学目标的确定
现场总线技术课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。课程的教学目标依据专业的人才培养方案来确定。电气自动化技术专业的就业岗位群：电气设备生产技术人员及高级技术工人、电气设备维修技术人员、电气设计技术人员和电气相关销售与技术服务人员。同时根据对岗位就业群的工作任务分析表（如表1所示）。由表可以看出现现场总线技术课程主要的职职业能力培养目标是用网络系统实现电气控制目标，但实现该目标的前提是用PLC系统实现电气控制能力，我校PLC课程是以欧姆龙PLC为主要机型，而现场总线课的硬件平台是以罗克韦尔工控产品为硬件平台，因学生学习时要求掌握罗克韦尔的组态软件及PLC的编程方法。
最后形成的现场总线技术课程的教学目标。能力目标：会使用罗克韦尔RSVIEW32组态软件进行上位机监控界面的设计；能使用罗克韦尔的Compactlogix PLC的编程及串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线及工业以太网的组网；能根据客户及工程的要求设计基于的串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线及工业以太网的网络电气控制系统；能在完成工程任务的过程中，提高元认知能力。知识目标：熟悉RSVIEW32的常见功能及使用方法；熟悉Compactlogix PLC的常见编程方法，及串行网络、DeviceNet、Control Net现场总线DeviceNet现场总线及工业以太网的组网技术。
2.现场总线技术课程的内容的确定
依据抛锚式教学策略，在学习过程首先要设置真实的情景，激起學生的学习兴趣同时在探索中进行建构，我们精心选择了四个典型的真实的工作任务作为课程的学习情景。如下表2所示。
3.课程的教学设计
考虑到高职学生平均元认知能力较差的实际情况，我选择主要依据支架教学策略，进行课程的整体设计。支架式教学策略认为，教师先给学生在具体任务实施时，提供指导和演示，在此基础上再让学生自主探索。因此在具体一个项目实施时，分成两个部分，规定性项目和考核项目。规定性项目由老师进行详细指导及演示，起支架作用。考核项类项目由学生自主完成，考核项目的选择借鉴随机通达教学策略，选择类似但反应理论不同应用面的任务。教学过程参考建构主义教学的四个步骤：情景-分组完成-讨论-建构。具体项目实施过程如图1所示：
图1 项目实施流程
4.教学评价
考核的主要目的有两个：一是通过考核让学生能够了解到当前的自己的学习掌握情况，并根情况做调整。二是通过这门课程的学习，学生的最终的学习情况。因此设计考核方时分平时考核和最终考核，平时考核主要为四个考核项目的考核，其目的为让学生通过考核来调整自己的学习方法提高元认知能力，起以考促练的作用，最终考试分理论考试和实践考试两部分，主要作用是评价学生的学习状况。最终学生成绩的评定=平时考核（50%）+最终考核成绩（50%理论和实践各半）。
四、课程改革的对比研究
对课程改革的效果研究，考虑到非课改课程和课改课程在内容上有了教大的变化，同时课程的考核方式也不同，因此从最终考核成绩上比较并不能真正反应的效果。依据建构主义教学理论，学生是学习的主体，因此我们决定采用让学生评价学校效果的方法来进行比较。
我们设计了调查表，表3所示的7个指标进行的调查。
五、结论
由表3所示指标显示，学生对课改课程的课程兴趣、整体满意度、技能的掌握、解决问题能力等指标的满意度都大大高于未课改课程，说明我们的课程改革方案取得初步成功。
参考文献
[1]赵蒙城.建构主义的教学方法评价[J].外国教学研究,2002(9):15-19.
[2]Jonassen D H.Objectivism Versus Constructivism:Do we need a new philosophical paradigm?ETR&D,39(3).5-14:1991.
[3]贺晓蓉.建构主义的模式下的“电机拖动”课程教学设计[J].重庆工学院学报,2008(12):173-177.
[4]何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础——对建构主义的反思[J].中国大学教学,2004(7):15-23.
[5]欧丽荣.基于建构主义课程观的高职课程开发研究[D].硕士学位论文.湖南师范大学,2008.
作者简介：
赵文兵（1975—），硕士，常州机电职业技术学院电气学院讲师，研究方向：工业网络控制技术。
夏怡（1980—），硕士，常州机电职业技术学院电气学院讲师，研究方向：自动控制。