教学使学生获得技术知识
沈阳职业技术学院副院长 教授 杨明
摘 要：基于当下我国高职教育教学中的主要矛盾及美国布特社区学院与我国高职学院的同一性，本文通过到美国布特社区学院实地的仿真模拟技术教学考察，对其在技术知识建构中的作用和意义有了深刻的理解。通过深刻分析布特社区学院对开展仿真模拟技术教学的理论支撑，全面阐述了布特社区学院开展仿真模拟技术教学的课程教学情境，了解了教学设计的内容与步骤包括目标分析、情境创设、信息资源设计、自主学习设计、协作学习环境设计、学习效果评价及强化练习设计。由此我们清楚地认识到仿真模拟技术教学在技术知识获得中十分必要，而且符合规律并行之有效，对我国高职教育教学改革有重大借鉴意义。
关键字：布特社区学院；仿真模拟技术；技术知识；建构
Simulation technology and Construction of Technical knowledge
Yang Ming
(Shenyang Polytechnic College, Liaoning China 110045)
Abstract: Based on the main contradiction in the teaching of vocational education，and the identity of Butte College in the United States and Chinese vocational colleges, according to the United States Butte College in the field simulation technology teaching visits, this paper has in-depth understanding about the role and significance of acquired in the technical knowledge construction. Through the profound analysis of the theory of support about the Butte College for carrying out simulation technology teaching, the paper fully expounds the teaching contexts, and understands the instructional design and the steps, which include target analysis, context creation, information resources design, self-study design, collaborative learning environment design, learning outcomes assessment and strengthening exercises design. We are well aware of this simulation technology in teaching in the technical knowledge to obtain is necessary and in accordance with the law and effective. It has major ramifications in Chinese vocational education and teaching reform.
Key Words: Butte College; Simulation technology; Technical knowledge; Construction
我参加了全国高职院校长第二期赴美培训，在美国布特社区学院重点考察了仿真模拟技术教学，对其在技术知识建构中的作用和意义有了深刻的理解。对我国高职教育教学改革有所借鉴。
一、为什么考察布特社区学院仿真模拟技术教学
（一）基于当下高职教育教学中的主要矛盾。在我国高职教育教学中，遇到的主要矛盾是如何实现隐性知识和显性知识、难言知识和明言知识、默会知识和外显知识、局部知识和普遍知识的互相转化。为了解决这个矛盾，提出了许多办法和采取了不少措施，但都没有解决。学习德国的“双元制”模式和澳大利亚的TAFE（Technical and Further Education）“技术与继续教育”，不同程度遇到了“水土不服”的问题。有些高职院校提出“办工厂式的大学”，但与现代社会的组织功能分工又不相符，工厂的功能与大学的功能混淆。总之，我们已有的制度安排，一方面远远落后于时代的发展，表现为高职教育的学习理论与学习方式没有与时俱进；另一方面与我国现行市场经济规律不适应，表现为制度缺失，双赢机制错位。
（二）基于我国的高职学院与布特学院最大的同一性是高技能人才培养，也就是我国高职院校全日制学生与布特社区学院副学士学 位学生。美国是一个现代化的国家，如果从1862年7月2日颁发的《莫里尔法案》算起，社区学院已有100多年的历程，积累了丰富的经验，许多普世价值和规律对我们是有借鉴意义的。我国高职教育在发展中遇到的问题，美国社区学院也遇到过，他们是如何有效解决困扰我们现在办学中的矛盾的。他山之石，可以攻玉。美国以计算机网络为代表的现代信息技术与通讯技术作为现代社会发展的重要支柱，为技术知识的获得搭建了全新的平台。信息化不仅将世界变成平的，也为高职教育在技术知识获得中发挥着历史的变革。也带来世界范围内职业教育理念、方式、技术知识传授模式的改变。
（三）基于挖掘和找寻布特社区学院高职教育理论指导，揭示仿真模拟技术教学的本质和主要特征，归纳和总结构成其逻辑前提、依据，推演其理论的逻辑支点。通过对布特社区学院仿真模拟技术教学的研究，揭示技术在人类认识过程中的作用，为认识发生、选择及建构提供理论和实证支撑。通过对课堂教学与实训阶段的对比分析，探索仿真模拟技术应用于技术知识获得的模式和路径。探索更适合技术知识获得的最佳教学手段和方法。通过对布特社区学院仿真模拟技术教学的案例考察，分析仿真模拟技术教学在高职教育中的地位和高技能人才培养中的价值。
（四）基于我国在高职百所示范校建设中，为仿真模拟实训基地建设提供理论支撑和决策依据。有效地解决学生技能培养中理论教学与实践教学脱节的问题。
二、布特社区学院对开展仿真模拟技术教学的认识
（一）对基本概念的理解
1、技术教育：传授技术知识，培养技术能力，了解技术社会影响的实践活动。
2、技术知识：是同操纵人类环境的人工制品的设计、建造和操作相关连的，设计、建造、操作人工客体的知识。
3、仿真模拟教学：利用实物或电脑创设各种虚拟环境来模拟真实环境，在虚拟的环境中进行操作、验证、设计、运行等教学方式。
（二）对生产方式与技术知识的教学方式相适应的理解
人类为了自身的生存和发展，必须把通过实际劳动获得并积累的经验和技能传授给下一代，但是，不同的生产方式要求不同的教育教学方式与其相适应。人类社会的发展伴随着技术进步，经历了石器时代、铁器时代、蒸汽时代、工业社会、信息社会、智能社会。反映到教育教学方式上，游牧社会教育教学方式的特点是“口传心授”，教育过程生存、适应、模仿、训练；农业社会教学方式的特点是个别传授，因材施教。除“口传心授”，还有教材。教育过程时间、模仿、传授、纠正；工业社会教学方式的特点是适应于大规模机器生产和教学的普及、发展，班级教学。除言传身教、教材书籍，还有实验实习、视听媒体、图表模型等。教学过程动机、领会、巩固、应用、检查；信息社会教学方式适应于信息社会的巨大进步。其重要技术标志就是电脑的广泛使用。应用各种交互媒体开展教学，可使学生主动地、自由地选择信息，通过交互式的“对话”，择其所需，减少工业社会教学方式中的“无效学习”，信息社会模式的特点即信息教学，双向选择，其教学媒体多样化。除教师言传身教、教材、参考书刊、影像资料、实验实习，又新增了应用电脑的交互媒体和仿真模拟技术教学多种软件。教学过程目的、选择、学习、应用、评价。智能社会教学方式是伴随人工智能学科的逐渐成熟，因特网络迅速扩充，由信息模式发展而出现的。特点是人机对话，网络中学。教学媒体更加丰富多彩，网络化媒体。教学过程人脑选择、电脑辅助、网络交流。
（三）他们开展这种教学的理论支撑
1、人类的认识随社会发展而前行。
哲学认识论的演进
①经验主义认识论：主观唯心的，以休谟为代表，客观唯物的，以洛克为代表。
②唯理主义认识论：代表人物笛卡尔，可靠地知识来源于人的理性直觉。
③康德认识论：对经验论和唯理论的综合和超越，对人类的理性进行批判，提出知识的获得是人类的理性形式对经验的整理和加工。
④建构主义的知识论：代表人物皮亚杰，他发展了前面的思想，提出发生认识论，认为知识是建构的。
2、反思以往的知识获得的教学方式
①经验论，经验主义强调刺激和任务，行为主义的学习理论，把人类大脑假想成是一片空白的（白板说），强调记忆。这种理论的局限性在于人类大脑若是空白的，任何知识都是无法学会的。
②唯理主义：知识最可靠的基础是人的理性，如直觉和抽象概括能力等，这种理论的局限性在于，忽视感觉和经验的作用。
③康德知识论：强调人的执行当中先天的范畴对经验的整理、综合，虽然超越了经验论和唯理论，但其局限性在于，认为知识的获得是静态的，一次完成的纯粹个人的行为。
④皮亚杰的发生认识论：认为儿童心理既不源于先天的成熟，也非源于后天的经验，而是起源于主体的动作。动作的本质是主体对客体的适应，是主体通过动作对客体的适应。皮亚杰认为，认识是主客体之间相互作用的产物，其相互作用是依赖动作（活动）这一中介实现的，亦即认识源自动作。动作是感知的源，也是思维的基础。主体要认识客体就得对客体施以动作从而改变客体，其间的关系是双向的；要通过双向作用，主体实现了对客体的适应。在“同化于己”和“顺应于物”的双向作用中，包括着“动作内化”和“图示外化”的两级转化。皮亚杰发生认识论的根本性观点，就是把结构主义与建构主义有机结合起来，他认为认识是不断建构的产物。结构、建构对认识起着中介作用。结构不断地建构，由简单到复杂，而建构的过程，则依赖于主体的不断活动。建构主义学习理论认为，学习是学习者主动建构内部心里表征的过程，包括结构性的知识和大量非结构性的经验背景。学习的建构包括对新信息意义的建构和对原有经验的改造和重组。主张知识是学习者在一定情景下，借助他人的帮助，利用必要学习资料，通过意义建构方式而获得的。
3、建构主义教育教学方法论
①建构主义知识方法。知识客观性和主观性辩证统一，以发现为主导的知识的接受与发现辩证统一，以建构为主导的知识的结构与建构辩证统一，知识的抽象性与具体性的统一，注意显性知识与隐性知识的联系。
②建构主义学习方法。每个学生都不应当等待知识的传授，而应给予自己与世界相互作用的独特经验去建构自己的知识并赋予经验以意义。强调学习的积极性、建构性、积累性、目标指引性、诊断性与反思性、探索性、情境性、社会性以及问题定型学习，基于案例学习，内在驱动的学习。
③建构主义课程方法。强调用情境真实复杂的故事呈现问题，营造解决问题的环境，以帮助学生在解决问题过程中活化知识，变“死”的知识为解决问题的工具。主张用产生于真实背景下的问题启发学生思维，由此支撑和鼓励学生解决问题的学习、研究性学习、案例学习、拓宽性学习，并以此方案参与课题设计与编制。教师要为学生的研究性学习、创造性学习和解决问题提供认识工具、空间，超媒体、超文本的信息，从而提供跨学科、跨时空和面向真实世界的链节，使教学始于课堂、走出课堂、融入社会。
④建构主义教学方法。在更新知识观、学习观和课程观基础上，强调教学通过设计重大任务或问题以引导学习和支撑学习积极性，帮助学习者成为学习主体。设计真实、复杂和开放性的学习环境与情境，诱发、驱动并支撑学习者探索，思考与解决问题，通过师生互动和评价激动，提供机会并支持学习者同时对学习内容和过程进行自我反思与自我调控。
⑤建构主义评价方法。一是目标自由评价，即试图根据经证实的需求，提供用以评价任何过程结果的最客观的评价标准。二是以真实人物为标准的评价，努力使教育更加关注真实任务的解决。三是以知识的结构为标准，以鼓励学习者积极参与知识构建。四是以经验的构建为标准评价，更重视对知识建构过程而不是结果的评价，并同时注意有效评价跟教学的整合。五是情景驱动评价，由于建构主义强调在真实而富有意义的情境中进行学习与教学，所以评价的标准应源于丰富而复杂的情况。六是依靠学习背景的评价，由于建构主义的学习是复制丰富的背景支持的，所以设计者和评价者必须考虑学习发生的背景。七是评价标准的多样化。八是确立多种形态的评价标准。九是以社会建构与协商的意义为标准的评价。
三、布特社区学院怎样开展仿真模拟技术教学
（一）在布特社区学院重点考察了《医疗护理》、《汽车维护》、《数控技术》、《国土安全》、《防火灭火》、《农机维修》等课程的仿真模拟教学。在教学中，根据学习内容的特点，采用讨论式，仿真设计等虚拟形式，将学生同质划分或异质划分成小组，教师设定问题情境，如《临床护理》专业教师根据教学计划，在高仿真模拟重症病房监护室，对电脑控制下的仿真病人输入各种病症反应软件，使仿真病人出现教学任务要求的症状，教师根据学生已学知识和掌握的内容，对仿真病人护理提出具体要求。学生按组查阅资料、讨论、理解并确定方案。确定仿真模拟重症病房监护室内外环境及护理医疗器械、药品、生活用具等，每个学生按小组确定的方案，在仿真环境下展开护理工作，并将每个环节做详实的记录，通过电脑控制系统，监控仿真病人的各种反映及情况。写仿真实训报告，并填写自我评价表进行自我评价和教师评价。这种仿真模拟技术教学过程，使学生在组内针对教学项目内容进行对话、协作，最终达到意义建构和培养团队精神的目的。课程地点根据不同的教学内容，分别安排在仿真实验室、实际操作现场、模拟实际现场中进行。例如，《汽车维护》、《农机修理》课程，在仿真模拟实验室整车运行试错基础上，在到实际操作现场，实际拆装汽车机械各种零部件。再如《国土安全》、《防火灭火》专业，安排学生在模拟实际现场中教学。在校园内模拟实际道路，对违章驾驶人员进行交通违规处罚等。在模拟火场，组织救火教学。在上述专业仿真模拟技术教学中，老师布置仿真实训任务，学生分组查阅资料，讨论确定设计方案。每人根据确定方案，进行有关课程软件程序的调试并使其进入工作状态。学生在老师指导下，开始仿真模拟状态下的技术知识学习，按照功能工作过程的顺序进行分步骤的操作。在仿真模拟教学中，老师并没有将所有的知识点讲给学生听，而是学生在学习过程中逐步去建构知识，学生是学习的主体，可以自由的讨论和探索；老师起到主导整个学习过程的作用，包括确定学习内容，引导学习过程、引导学生学习、组织教学评价等等，这是一个“主体——主导”的“双主”学习过程。
（二）布特社区学院仿真模拟技术教学设计的内容与步骤
布特社区学院认为职业教育的宗旨是发展学生的职业素养，职业素养的核心内涵在于对职业的理解；理解职业的主要概念，理解职业发展的过程，理解职业与经济的关系，通过上述理解，达成对职业本质的理解。因此围绕三个方面的理解，开展教学设计。
1、目标分析。对课程及各教学单元进行教学目标分析，基于职业岗位工作过程和职业岗位任务，使学生毕业到工作岗位直接使用，如医疗护理人员，从每天上岗到离岗，需要完成哪些工作操作程序，有哪些必须完成的规定动作。分析如何解决教师教的与工作岗位需求脱离的问题，教师教的并不是学生喜欢要的问题。组织专家分析了解，搜集信息。分析完成职业岗位工作的流程。分析能接受所设课程需要的知识背景，分析胜任这个职业岗位所需要的工作态度。分析情境创设对职业技术知识获得的相关度。分析预测这个职业岗位未来的发展变化趋势。通过以上分析，保证教学大方向，完成教与学任务。
2、情境创设。教师围绕学习职业岗位所需要的技术知识进行意义建构创设，尽可能真实的情境或采取仿真模拟方法。职业课程的设计，都是在仿真模拟职业岗位情境中完成的。如《数控技术零件加工》课程，首先进行工作情境描述；明确学习任务；分析学生掌握的知识背景和技能，并确定完成的工作任务；设定学习目标，完成本学习任务后，学生应当达到的技能；确定学习内容。布特社区学院感到仿真模拟教学成本低、占地少、投资省。维护简单、更新方便、使用灵活，有利于学生自主学习。资源丰富，网络提供各种素材资源。适用面广、设备利用率高，没有安全隐患，各种软件可选择空间大，学习效率高。
3、信息资源设计。确定学习本技术知识所需要的信息资源的种类和每种资源在学习本技术知识过程中所起的作用。教师指导学生从何处获得有关的信息资源。如《数控技术零件加工》课程，查阅《机械加工工艺手册》分析零件图纸，测算加工成本，掌握通用量具测量工件的尺寸精度标准，查阅机械零件图纸中的技术要求信息。
4、自主学习设计。在建构主义学习理论指导下，职业教育在技术知识获得中强调学生是知识意义主动建构者；教师是教学过程组织者，意义建构促进者；教材所提供知识是学生主动建构意义的对象；媒体是用来创设情境进行协作学习和会话交流的工具。学生自主学习设计，根据选择不同教学方法来区别对待。第一支架式教学，围绕教学主题建立一个相关概念框架，通过框架把学生智力发展从一个水平引导到另一个更高的水平。如学生学习利用单片机进行直流电机控制课程时，给学生搭建出学习目标的概念框架。演示具体的使用实例，用能自动识别障碍的电动玩具，它的运动是由单片机控制电机进行的。学生搭建小电路进行电机转向和转速控制，真正理解掌握这个知识。第二抛锚式教学，根据主题在相关的实际情况中去确定某个真实事件或真实问题。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础，所以有时也成为“基于问题的教学”。如《汽车维护》、《农机修理》课程中，安排学生到实训室，将某一部分机械或油路、电路出现一种故障（创设情境），教师给学生解释这种故障并大致限定故障范围，提示背景知识，学生按教师提供的解决问题的线索获取有用信息进行自主学习，学生通过讨论、交流各自的见解观点，逐步解决存在的问题。第三随机进入教学，进一步创设能从不同侧面、角度表现主题的多种情况，以便供学生在自主探索过程中随意进入其中一种情境去学习。布特社区学院在仿真模拟技术教学中，并非采用一成不变的教学模式，而是灵活应用以上三种教学模式。
5、协作学习环境设计。整个协作学习过程由教师组织引导，讨论的问题由教师提出。协作学习环境的设计包括以下内容：第一能引起争论的初始问题。第二能将讨论一步步引向深入的后续问题。第三要考虑站在超前于学习智力发展的边界上，通过提问来引导讨论。第四对学生的讨论过程中的表现，教师作出评价。
6、学习效果评价，主要围绕三个方面：第一自主学习能力。第二协作学习能力过程中做出的贡献，第三是否达到意义建构的要求。设计出学生不感到有压力，又能客观地、确切地反应出每个学生学习效果的评价方法。
7、强化练习设计。根据评价结果，应为学生设计出一套可供选择并有一定针对性的强化练习题目，来纠正原有的错误理解或片面认识，最终达到符合要求的意义建构。
四、布特社区学院仿真模拟技术教学对我们的启示
（一）仿真模拟技术教学在技术知识获得中十分必要。这种教学方式是在建构主义学习理论的维度下，取得了成就。适合于当下信息时代和知识经济的发展，符合人类技术知识的认识规律。充分体现了内在价值和外在价值、人文价值和科学价值、继承价值和创新价值、理想价值和现实价值、社会价值和个人价值、专门价值和公共价值。
（二）仿真模拟技术教学在技术知识获得中符合规律。既智力和非智力因素结合，主客体同一，量质递变，循序发展，知行统一，学思结合，博专统一，知识、智能、素质协调发展，师学自学统一，继创结合、环境制约等。
（三）仿真模拟技术教学在技术知识获得中行之有效。这种教学方式以建构主义的现代学习理论、教学理论、信息传播理论和系统科学理论为指导。运用现代信息技术的科学手段和方法，构建最优的教学过程，选择最优的教学策略和教学资源，有效地满足高职教育学习目标明确；教学内容专、高、新；教学过程职业性、行业性、阶段性、创造性、开放性、自主性；教学结构层次性、多样性、交叉渗透性、综合性；教学形式自主性、传习性、互补性、多元性等要求，从而使教学效果达到最优化。
参考文献：
[1] John E. Roueche, Mark D. Milliron, Suanne D. Roueche. Practical Magic on the Front Lines of Teaching Excellence [M]. Washington: Community College Press. 2003.
[2] On Course [M]. New York: Houghton Mifflin Company. 2008.
[3] An Annual Course Catalog of the Butte-Glenn Community College District 2009-2010 [M].
[4] Accreditation Self Study 2008[M]. Butte College.
[5] Butte College Admissions and Records[M].