促進高校工程教育知識建構(gòu)的教學(xué)策略探究

呂品，丁銘曄

（淮陰師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院，江蘇淮安 223300）

隨著經(jīng)濟全球化的深入發(fā)展，中國經(jīng)濟的不斷崛起，對人才的需求也更加嚴(yán)苛。當(dāng)下，我國高等教育的大眾化和普及化又造成了人才培養(yǎng)質(zhì)量逐漸下降的趨勢。因此，近幾年在工程教育認(rèn)證協(xié)會的推進下，國家教育部展開了以結(jié)果為導(dǎo)向的國際化工程教育專業(yè)認(rèn)證，逐步滲透到各個高校，通過進一步要求高等工程教育人才培養(yǎng)模式，來達到提升人才綜合素質(zhì)和滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的新要求。

1 概念基礎(chǔ)

1.1 工程教育知識

工程知識來源于工程實際，貫穿了整個工程學(xué)科的專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課程。它是經(jīng)過長時間的工程實踐和研究，人們總結(jié)出的關(guān)于工程原理與能力、規(guī)律及技能等方面的知識。因此，工程知識對工程能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。工程知識具備以下特征：（1）較強綜合性：由于工程綜合了學(xué)科、專業(yè)、科學(xué)與技術(shù)等，因此來源于工程背景下的工程知識也呈現(xiàn)較強的綜合性。（2）豐富的形式：既有文字性的，又有以公式、圖表等形式呈現(xiàn)的。（3）涉及面廣：不僅涉及大量的科學(xué)理論知識，而且還包括許多技術(shù)方法以及工程經(jīng)驗方面的知識。（4）與特定學(xué)科的相關(guān)聯(lián)性：學(xué)科內(nèi)各課程單元的知識之間及前后期課程的知識之間通過邏輯關(guān)系、因果關(guān)系等方式相互關(guān)聯(lián)、漸進和融合，逐步構(gòu)成學(xué)科的知識體系。（5）實踐性：工程知識是從工程活動而來，是對工程事物和工程世界的索引，具有強烈的工程背景，即情境性，脫離了工程情境，就失去了工程知識的結(jié)構(gòu)和意義。工程知識的上述多種特性決定了工程知識屬于非良性領(lǐng)域的復(fù)雜知識，其學(xué)習(xí)過程不是一個簡單的過程，需要我們以特定的學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，探索工程知識的學(xué)習(xí)規(guī)律及學(xué)習(xí)方法[1]。

1.2 知識建構(gòu)概念

知識建構(gòu)（Knowledge Building）理論是在20世紀(jì)90年代由Marlene Scardamalia 和Carl Bereiter 兩位教授所提出的建構(gòu)主義理論之一。它是指學(xué)習(xí)者在原有知識的基礎(chǔ)上，利用資源(人力資源和物質(zhì)資源)解決問題和完成任務(wù)，積極進行意義建構(gòu)而獲得知識的過程和結(jié)果[2]。知識建構(gòu)提出學(xué)習(xí)者應(yīng)積極地將新獲得的信息與以往獲得的經(jīng)驗進行相互關(guān)聯(lián)進行建構(gòu)，并強調(diào)知識的獲取并非是簡單地傳遞、接收和復(fù)制的過程。知識建構(gòu)理論關(guān)注知識的創(chuàng)造、集體觀點的發(fā)展以及深層次的學(xué)習(xí)，將創(chuàng)造新知識作為活動的第一要義，認(rèn)為學(xué)習(xí)活動要為生成新知識而服務(wù)。最重要的是，知識建構(gòu)理論注重深層次的學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)用技術(shù)的力量，將獲得新信息的過程擴展到課堂之外的環(huán)境中，并與人類文化的知識建構(gòu)過程建立聯(lián)系，讓每一個學(xué)生都能感受到自己也是開拓知識領(lǐng)域工作的一部分。這一理論特點與工程知識的綜合性強、涉及面廣等特點十分契合。

2 高校工程教育現(xiàn)狀分析

2.1 理論知識較為抽象，學(xué)生理解能力不足

工程知識的涉及面較廣，概念性知識較多，內(nèi)在邏輯嚴(yán)密，在傳統(tǒng)的教學(xué)活動中，教師習(xí)慣于按照教材結(jié)構(gòu)講解，學(xué)生的主要學(xué)習(xí)活動是接受知識。這樣的教學(xué)模式會影響學(xué)生以后對知識的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的課堂講授基礎(chǔ)之上，教師需要融入啟發(fā)學(xué)生主動思考、探索發(fā)現(xiàn)的教學(xué)策略，激發(fā)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的學(xué)習(xí)效果。

2.2 人才培養(yǎng)平臺薄弱，缺乏有效社會實踐

人才培養(yǎng)平臺即為教學(xué)平臺、創(chuàng)新實踐平臺等支持。在工程教育的教學(xué)平臺方面，主要是指研究型、媒體化教學(xué)、個性化教學(xué)等方面平臺支撐有限。而在創(chuàng)新實踐平臺方面，主要表現(xiàn)為課堂內(nèi)外結(jié)合，教學(xué)科研結(jié)合，校內(nèi)校外結(jié)合，國內(nèi)國外結(jié)合等方面不夠緊密，在教育教學(xué)中實踐環(huán)節(jié)中存在落實不到位等問題。人才培養(yǎng)平臺的不足，未能給予學(xué)生與社會緊密結(jié)合的鍛煉，使得學(xué)生獲得的知識不能有效及時地得以深入內(nèi)化。

2.3 缺少實踐，學(xué)生對知識的應(yīng)用較差

在工程教育中，課程教學(xué)往往難以達到初期培養(yǎng)應(yīng)用型人才所設(shè)的目標(biāo)。這一部分是來源于課堂的學(xué)時有限，難以確保實踐教學(xué)等問題，教學(xué)往往存在“重理論，輕實踐；重課堂，輕課外”的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法培養(yǎng)應(yīng)用型人才。為了提高工程教育學(xué)生的綜合能力，以及從事相關(guān)工作打下良好的專業(yè)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，工程教育院校需通過組織有效課程活動，提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和團隊協(xié)作溝通的能力。

3 工程教育中知識建構(gòu)教學(xué)策略

工程教育知識較為抽象，同時理論與實踐問題的矛盾并未得到妥善的解決，這些問題很大程度上制約了工程教育質(zhì)量的提升與發(fā)展。優(yōu)秀的工程類人才不僅要具有良好的知識基礎(chǔ)，更需要將知識遷移到實踐情景的能力。結(jié)合建構(gòu)主義的理論和研究基礎(chǔ)，教育者應(yīng)突破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，聚焦課堂的有效性，關(guān)注教學(xué)策略和方法的更新，促進學(xué)生對于工程知識的建構(gòu)，以培養(yǎng)其實踐創(chuàng)新的能力。

3.1 以知識建構(gòu)作為焦點，突破傳統(tǒng)教學(xué)弊端

傳統(tǒng)的工程教育中教學(xué)系統(tǒng)中長期按基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的老三段來劃分和安排。這樣傳統(tǒng)的教學(xué)策略在初級知識的學(xué)習(xí)上是有效的，但傳統(tǒng)的教學(xué)容易混淆高級知識學(xué)習(xí)與初級知識的學(xué)習(xí)的界限，把初級知識學(xué)習(xí)階段的教學(xué)策略（如把整體分割成部分、著力于普遍原則的教學(xué)等）有效地融入了高級知識的學(xué)習(xí)的階段。此處說的初級學(xué)習(xí)和高級學(xué)習(xí)是斯洛皮等人按照學(xué)習(xí)所達到的深度和水平的不同而將學(xué)習(xí)劃分的兩個階段。初級知識指的是某一知識主題入門性學(xué)習(xí)階段，教師只需要學(xué)生知道一些重要的、基本的概念，并要求他們在測驗中把所學(xué)的東西按照相近原樣的方式再現(xiàn)出來，這里所涉及的內(nèi)容具有良好的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域；高級知識則學(xué)生要把握概念的復(fù)雜性，并且靈活地運用到情境中[3]。

必要的初級知識學(xué)習(xí)對工程教育中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)有著極大意義，但是在整個教學(xué)過程中的簡單化、模式化，則會使得學(xué)習(xí)者對知識的理解簡單、片面和僵化，造成重“學(xué)”輕“術(shù)”的傾向，學(xué)習(xí)者的工程思維不能有效發(fā)展，阻礙了其在具體情境中的遷移運用。因而，在我國高校的工程教育教學(xué)過程中，教育者不能夠滿足于初級知識的學(xué)習(xí)，同時，對于基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)技能的教學(xué)應(yīng)在此基礎(chǔ)之上進一步探索，以知識建構(gòu)作為教學(xué)重心，進行工程教育中學(xué)科知識更深層次的建構(gòu)與理解，實現(xiàn)知識的綜合聯(lián)系與應(yīng)用。

3.2 通過基于問題式學(xué)習(xí)，促進學(xué)習(xí)者對于知識建構(gòu)及能力培養(yǎng)

現(xiàn)在，越來越多的領(lǐng)域開始運用基于問題式學(xué)習(xí)方法，包括商學(xué)、教育學(xué)院、建筑學(xué)等。基于問題式學(xué)習(xí)由是教師、學(xué)生、學(xué)習(xí)情境三部分組成，該方法強調(diào)通過將學(xué)習(xí)活動設(shè)置到相關(guān)背景的、有意義的問題情境中，讓學(xué)習(xí)者組織學(xué)習(xí)團隊，以協(xié)作的方式解決相關(guān)情景問題，來獲得隱含于問題背后的科學(xué)知識，形成解決問題的能力，培養(yǎng)其批判性思維級自主學(xué)習(xí)和協(xié)作能力[4]。

教師作為知識建構(gòu)的積極促進者、相關(guān)的學(xué)科專家、有效信息的咨詢者要學(xué)會根據(jù)教學(xué)設(shè)計的基本原理，對于原有的知識進行梳理，在問題情境的設(shè)置上精雕細琢，成為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、活動的組織者、情景合作者，開展以問題情境為中心組織的教學(xué)活動。基于問題學(xué)習(xí)模式的有效實施將會改變傳統(tǒng)工程教育課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)者被忽視的地位，將學(xué)習(xí)者作為學(xué)習(xí)活動的主體。工程教育不僅需要教授給學(xué)習(xí)者知識，更重要的是要鍛煉學(xué)習(xí)者在一定情景下解決問題的能力。在基于問題學(xué)習(xí)的情景下，學(xué)習(xí)者將會對知識進行綜合運用，這一綜合的過程也是學(xué)習(xí)者對于知識進行建構(gòu)的過程，通過對于新的問題采用多學(xué)科知識的分析應(yīng)用解決問題情境，達到對于新的知識的建構(gòu)及內(nèi)化。

通過問題情境促進知識建構(gòu)是建構(gòu)主義重要的教學(xué)改革思路，基于問題式學(xué)習(xí)則是其突出的反映。工程學(xué)科的知識具有復(fù)雜性、綜合性、情境性等特點，基于問題式學(xué)習(xí)有效地應(yīng)用則可以有效地切合這一系列特點，有利于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。通過相關(guān)問題情境的解決，使學(xué)習(xí)者在自己原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上獲得新的認(rèn)知，并且逐步學(xué)習(xí)，不斷地在綜合的情境中完成對于知識的建構(gòu)。

3.3 社會化的切磋協(xié)作，促進學(xué)習(xí)者知識的有效建構(gòu)

建構(gòu)主義提出，學(xué)習(xí)是知識的建構(gòu)，是知識的生長，是新舊經(jīng)驗的相互作用和融合，而不是簡單的知識傳遞和接收[3]。學(xué)習(xí)者需要在學(xué)習(xí)共同中圍繞關(guān)注的各種問題生成新的知識，并且對這些知識加以持續(xù)的改進。同時也需要有機會接觸與真實世界有關(guān)的實踐隊伍中。工程教育需要重視學(xué)生實踐的培養(yǎng)，以及教學(xué)平臺、創(chuàng)新實踐平臺、校園文化平臺的創(chuàng)建，充分發(fā)揮學(xué)生的個性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性和自主性，營造良好的人才培養(yǎng)環(huán)境。社會化的切磋是指讓學(xué)習(xí)者進行社會實踐活動及比賽，在實踐的過程中，以實戰(zhàn)的技術(shù)經(jīng)驗幫助學(xué)習(xí)者進行知識的進一步遷移，并且這一過程也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性和個性的過程。社會化的切磋協(xié)作是將學(xué)習(xí)者放置于更大的學(xué)習(xí)舞臺下，使得學(xué)習(xí)者與教師之間的交流更加充分，更加開放。教師在學(xué)習(xí)者在主動探索下，洞察他們想法的由來，了解學(xué)習(xí)者知識的合理性和局限性，再提供相對應(yīng)的引導(dǎo)，或與學(xué)習(xí)者一同討論共同研究學(xué)習(xí)。教師的幫助對于學(xué)生的學(xué)習(xí)是極為重要的，而教師對于學(xué)生知識建構(gòu)的引導(dǎo)和幫助更是尤為關(guān)鍵。

另外，不同的學(xué)習(xí)者對于某種問題推斷和架設(shè)是不同的。通過不同學(xué)習(xí)者的溝通和交流，并且圍繞關(guān)注的問題不斷檢測自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及改進知識對象，使得自身的知識建構(gòu)得以完善。而面對各種不同的觀點，學(xué)習(xí)者也在這一過程中學(xué)會表達自己、學(xué)會聆聽他人，不斷地對自己和他人的觀點進行反思和批判，從而培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的個性和自主性，對知識產(chǎn)生新的洞察。

4 結(jié)論

知識建構(gòu)理論與工程教育教學(xué)的融合致力于培養(yǎng)高校學(xué)生良好的工程思維能力和運用能力。如何幫助學(xué)習(xí)者在工程教育中有效進行知識的建構(gòu)是當(dāng)前工程教育需要攻克的難題之一。相較于我國傳統(tǒng)的工程教育模式，知識建構(gòu)理論提倡學(xué)習(xí)者積極利用經(jīng)驗進行學(xué)習(xí)并將其視為主要任務(wù)。結(jié)合我國高校工程教育實際，通過以知識建構(gòu)作為教學(xué)焦點、基于問題式學(xué)習(xí)及社會化的切磋協(xié)作等教學(xué)策略，來促進學(xué)習(xí)者知識的有效建構(gòu)，完善自身的經(jīng)驗結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力，以成為創(chuàng)新型工程人才。