宋曉冰, 陳思佳
(上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院,上海200240)
改革開放40年,我國(guó)經(jīng)濟(jì)已逐步進(jìn)入以創(chuàng)新為主要驅(qū)動(dòng)力的新發(fā)展階段,創(chuàng)新人才培養(yǎng)是新的發(fā)展階段對(duì)教育的要求和期望。大學(xué)教育承擔(dān)著為經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任,但遺憾的是,長(zhǎng)期以來(lái),由于傳統(tǒng)教育觀念和“應(yīng)試教育”體制的影響,我國(guó)基礎(chǔ)教育實(shí)踐中主導(dǎo)的教學(xué)模式是接受型的。教師講知識(shí),學(xué)生記知識(shí),考前背知識(shí),考后忘知識(shí)。教師側(cè)重于知識(shí)的系統(tǒng)性與完整性,生怕漏講了哪一部分,但是否丟失了其他教育要素,則缺乏考慮。最終的結(jié)果則是雖然考試成績(jī)尚可,但是考完即忘,一旦面對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題,則無(wú)從下手。這一現(xiàn)狀亟待改變。
筆者在長(zhǎng)期從事土木工程專業(yè)的本科教學(xué)中,積累了豐富的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),于2010年嘗試開設(shè)了以學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐為主的實(shí)驗(yàn)類課程“結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作”。該課程以幫助學(xué)生理解知識(shí)、靈活運(yùn)用知識(shí)為著眼點(diǎn),經(jīng)歷了為期9年“接地氣”的實(shí)踐檢驗(yàn)、調(diào)整和迭代。先后經(jīng)歷了獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、指導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)式發(fā)現(xiàn)三個(gè)發(fā)展階段,最終形成了具有典型建構(gòu)主義教學(xué)思想特征的“4步法”教學(xué)模式。課程開設(shè)至今,上過(guò)該課程的同學(xué)在國(guó)內(nèi)外各種級(jí)別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽上屢獲佳績(jī),共獲得9屆全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽“一等獎(jiǎng)”,兩組同學(xué)獲得兩屆國(guó)際校際高校結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邀請(qǐng)賽“第一名”。本文著重介紹結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作課程的發(fā)展歷程,并對(duì)課程建設(shè)進(jìn)行了反思,希望對(duì)相關(guān)課程建設(shè)起到借鑒作用。
結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作課程最早開設(shè)于2010年,當(dāng)時(shí)開設(shè)課程的目的是“以教帶訓(xùn)”,為各種級(jí)別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)參賽選手?;仡?年來(lái)課程的演化歷程,共經(jīng)歷了從獨(dú)立發(fā)現(xiàn)到指導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)再到建構(gòu)式學(xué)習(xí)的3個(gè)發(fā)展階段。
課程開設(shè)伊始,借由競(jìng)賽指導(dǎo)中積累的經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了一系列循序漸進(jìn)、由淺入深的模型制作題目。上課時(shí)學(xué)生隨機(jī)組隊(duì),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)由學(xué)生隨機(jī)組隊(duì)完成任務(wù),在模型制作完成后,每組同學(xué)單獨(dú)向指導(dǎo)教師陳述模型制作思路和心得體會(huì),并進(jìn)行加載,根據(jù)模型加載表現(xiàn)為各組同學(xué)評(píng)定分?jǐn)?shù)。這種教學(xué)方式與學(xué)生所熟悉的接受式課堂教學(xué)有很大區(qū)別,它提倡學(xué)生的個(gè)人探索、重視知識(shí)的學(xué)以致用,對(duì)于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)實(shí)際操作能力是很有效的,因而深受學(xué)生歡迎。
這種教學(xué)模式與傳統(tǒng)的接受式教學(xué)區(qū)別明顯,具有發(fā)現(xiàn)式教學(xué)(比如“做中學(xué)”)的特征。但是,在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果并不如表面看上去那樣美好。學(xué)生在實(shí)際操作中更多獲取的是直接經(jīng)驗(yàn),缺乏知識(shí)的系統(tǒng)性,學(xué)習(xí)效率較低,個(gè)體學(xué)習(xí)效果的差異大,大部分同學(xué)僅憑“動(dòng)手做”并不能將表面的現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)樯羁痰睦斫猓踔翆W(xué)生發(fā)現(xiàn)的規(guī)律還可能是錯(cuò)誤的。這種教學(xué)方式更多的是具有選拔隊(duì)員的功能,培養(yǎng)認(rèn)知的成分偏少。
針對(duì)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的不足,及時(shí)進(jìn)行了修正。將單獨(dú)交流改為集體交流,包括加載前介紹和加載后討論和總結(jié)。在討論中更加突出教師的意見的系統(tǒng)性,以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。
這是一個(gè)學(xué)生在教師指引下的主動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程,在獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,加入了些許接受式教學(xué)的“佐料”,是對(duì)學(xué)生理解知識(shí)前提下的指導(dǎo),而不是簡(jiǎn)單的傳授。教學(xué)實(shí)踐表明,由單獨(dú)發(fā)現(xiàn)向指導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)變,確實(shí)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化學(xué)生“認(rèn)知的系統(tǒng)性”的目的。但是還存在不足,主要表現(xiàn)為學(xué)生在“做模型”過(guò)程中得到的“發(fā)現(xiàn)”的質(zhì)和量有很大差異,而這種差別與兩方面因素密切相關(guān):①學(xué)生原有認(rèn)知框架的差異,即個(gè)體在先修課程中學(xué)習(xí)的知識(shí)儲(chǔ)備差異以及具備的生活經(jīng)驗(yàn)差異;②學(xué)生想象力和創(chuàng)造性思維的能力差異。
為了提升認(rèn)知的質(zhì)量和效率,參照建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀,對(duì)課程的教學(xué)方式進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)整和補(bǔ)充。在“做”之前添加了“教”的環(huán)節(jié),在“討論”之后增加了“拓展”部分,同時(shí)對(duì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)均進(jìn)行了補(bǔ)充、完善和豐富,最終形成“教、做、論、拓”的“4步法”教學(xué)方式。
第1步“教” 為了減小學(xué)生原有認(rèn)知框架差異的影響,在每一課程單元展開之前,加入了對(duì)該單元涉及的相關(guān)知識(shí)介紹。“教”并非是傳授新知識(shí),而是回顧舊知識(shí),是引出學(xué)生已有的觀念。這些已經(jīng)儲(chǔ)存在學(xué)生頭腦中的舊知識(shí)在個(gè)體之間存在不同程度的局限性,表現(xiàn)為碎片化、惰性和不靈活,有待通過(guò)課程中設(shè)計(jì)的一系列活動(dòng)(實(shí)踐操作、小組討論或辯論)進(jìn)行整合、激活和轉(zhuǎn)化,上升為被理解和會(huì)運(yùn)用的知識(shí)。“教”的目的是通過(guò)回顧,縮小學(xué)生之間原有認(rèn)知框架的差異。
第2步“做” 在“做”階段,學(xué)生沉浸在教師設(shè)計(jì)的情境中,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),隨機(jī)分組,進(jìn)行方案確定、材料性能測(cè)定、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制圖紙、施工搭建等一系列活動(dòng)。在這個(gè)段,學(xué)生不是簡(jiǎn)單地忙于動(dòng)手操作。整個(gè)過(guò)程伴隨著討論、思辨、頭腦風(fēng)暴。不僅需要手和腦的聯(lián)盟,還需要利用各種手段(圖紙、照相、攝像、錄音等)對(duì)活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)記錄。老師不是提供了環(huán)境、條件和設(shè)備后就可以旁觀了,而是在學(xué)生“做”的過(guò)程中巡視、觀察各組同學(xué)對(duì)賽題的反應(yīng),及時(shí)解答同學(xué)對(duì)賽題理解上的疑問(wèn)。需要特別注意的是,對(duì)于涉及解題方法方面的問(wèn)題,切記不要直接回答,而是用類似“你覺(jué)得呢?”這樣的反問(wèn),或者采用討論的方式,引導(dǎo)學(xué)生自己得出答案。不要給學(xué)生一個(gè)現(xiàn)成的想法,而是讓學(xué)生自己組裝出來(lái),學(xué)生會(huì)更理解這個(gè)想法,更喜歡這個(gè)想法,更愿意去采取行動(dòng)。
第3步“論” 在“論”階段,各組同學(xué)逐一介紹設(shè)計(jì)思路、展示制作過(guò)程、模型加載測(cè)試、教師點(diǎn)評(píng)、學(xué)生互評(píng)。課程進(jìn)展到這一步是學(xué)生觀念發(fā)生變化、延伸或改變的階段。在這個(gè)階段要充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,教師需要在3個(gè)方面進(jìn)行引導(dǎo):①糾偏,將學(xué)生主觀形成的觀念偏差引向正確的方向;②引導(dǎo)反思,不僅引導(dǎo)對(duì)具體的行動(dòng)進(jìn)行反思,更要引導(dǎo)對(duì)行動(dòng)的目標(biāo)展開反思;③引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成批判性思維和創(chuàng)造性思維能力。
第4步“拓” 每一次課為一個(gè)單元,著重解決一個(gè)主題問(wèn)題。課上部分由以上3步組成,第4步“拓”是課后拓展部分,公布一個(gè)難度和復(fù)雜程度更高的具有挑戰(zhàn)性的模型設(shè)計(jì)制作題,在下一次上課前的任何時(shí)間都可以到模型室制作模型和加載測(cè)試,測(cè)試成績(jī)計(jì)入最終成績(jī)?cè)u(píng)定。這一階段讓學(xué)生在更加復(fù)雜困難的情境下進(jìn)行對(duì)知識(shí)二次發(fā)現(xiàn)。
研究表明[1]:建構(gòu)性的學(xué)習(xí)符合學(xué)習(xí)的本質(zhì),有利于開發(fā)人腦的潛力,能促進(jìn)人的整體、可持續(xù)發(fā)展。它不是一種具體的學(xué)習(xí)方法,而是人探索、認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)世界的方式。以上“4步法”教學(xué)模式具有建構(gòu)性學(xué)習(xí)的基本特征,表現(xiàn)在:①探究式學(xué)習(xí),學(xué)生是主動(dòng)的、積極的知識(shí)探究者;②情境化學(xué)習(xí),情境體驗(yàn)貫穿學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的始終;③問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí),學(xué)習(xí)者在解決問(wèn)題過(guò)程中扮演積極的角色;④社會(huì)性學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)者采用協(xié)作和討論的方式互教互學(xué)、質(zhì)疑釋疑;⑤內(nèi)在驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)者有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲,學(xué)習(xí)者渴望理解、掌握知識(shí)以及陳述與解決問(wèn)題。
教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生通過(guò)“4步法”學(xué)習(xí),將碎片化的知識(shí)進(jìn)行整合,內(nèi)化學(xué)習(xí)內(nèi)容,深刻理解了學(xué)習(xí)內(nèi)容;將惰性的知識(shí)激活,將陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí),學(xué)會(huì)了應(yīng)用;將不靈活的知識(shí)盤活,實(shí)現(xiàn)了廣泛而靈活的遷移和創(chuàng)新[2-3]。
認(rèn)知規(guī)律是指?jìng)€(gè)體認(rèn)識(shí)活動(dòng)中客觀存在的規(guī)律。對(duì)認(rèn)知規(guī)律的認(rèn)識(shí)是一切課程建設(shè)的前提[3]。建構(gòu)主義是20世紀(jì)80年代以來(lái)興起的一種具有廣泛國(guó)際影響的學(xué)習(xí)理論,建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性,認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)生成意義、建構(gòu)理解的過(guò)程,而這一過(guò)程常常是在社會(huì)文化互動(dòng)中完成的[4]。作為人類認(rèn)識(shí)世界的一種認(rèn)知方式(但不是唯一的),建構(gòu)主義在教學(xué)領(lǐng)域里總是有意無(wú)意地存在著并發(fā)生著影響,特別是一些優(yōu)秀教師或多或少都進(jìn)行著建構(gòu)主義的教學(xué)實(shí)踐[5]。選擇教學(xué)方式的判定依據(jù)是這種方式是否更有助于知識(shí)的建構(gòu),是否更有效。
情境是學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)意義構(gòu)建的物理和精神環(huán)境,建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)“情境”在教學(xué)中的重要地位,這是因?yàn)橄啾扔趩渭兊闹v授,讓學(xué)生看見和身體力行地做更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用[6]。一個(gè)好的情境設(shè)計(jì)好比是一個(gè)好故事,需要打動(dòng)學(xué)生的情感,拉近學(xué)生與知識(shí)之間的距離,達(dá)到引人(學(xué)生)入勝的效果[7]。教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中使用真實(shí)的任務(wù)和日常的活動(dòng)或?qū)嵺`,要富有參與性、互動(dòng)性、結(jié)果不確定性或可期待性、挑戰(zhàn)性。情境不是靜態(tài)的,要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況動(dòng)態(tài)調(diào)整。學(xué)生必須參與分析、推理的過(guò)程,讓他看到觀點(diǎn)、思想、理論是如何產(chǎn)生的。
教師不僅僅需要有相關(guān)的專業(yè)知識(shí),重要的是要具備教育理論知識(shí),不僅能夠講清楚知識(shí),更應(yīng)該具備引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力的本領(lǐng)。淵博的知識(shí)和富有感染力的演講口才,對(duì)成為優(yōu)秀教師起錦上添花的輔助作用,但并非優(yōu)秀教師的必要條件。超強(qiáng)講臺(tái)表現(xiàn)力,會(huì)引起學(xué)生的崇拜,但如果僅限于精彩的講授,則還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果將課堂比喻成劇場(chǎng),稱職的教師不應(yīng)該是舞臺(tái)中心的演員,而應(yīng)該是幕后的導(dǎo)演,應(yīng)該將舞臺(tái)的中心讓位給每一位學(xué)生。優(yōu)秀的教師應(yīng)該做好4件事:教學(xué)形式的設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容篩選;教學(xué)情境的設(shè)計(jì)和搭建;組織教學(xué)環(huán)節(jié)推進(jìn);服務(wù)學(xué)生。
結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作這門課具有明顯的理論與實(shí)踐并重的特點(diǎn),擔(dān)當(dāng)好“導(dǎo)演”角色對(duì)教師的能力儲(chǔ)備是多方面的。對(duì)任課教師的基本要求是:教師本人必須親自完成課程中涉及的所有模型制作題目,要做到對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)了然于胸。只有經(jīng)歷了這種體驗(yàn),才有可能將理論知識(shí)與具體的情境結(jié)合,才能夠在親身體驗(yàn)中發(fā)掘批判性思維和創(chuàng)造性思維的著眼點(diǎn),才能夠言之有物,才能夠在面對(duì)新的挑戰(zhàn)性難題時(shí)成為學(xué)生的表率[8]。
經(jīng)歷了多年小學(xué)、初中、高中的應(yīng)試教育,學(xué)生們已經(jīng)習(xí)慣于在課堂上當(dāng)觀眾,被動(dòng)地接受知識(shí)。建構(gòu)主義要求學(xué)生面對(duì)認(rèn)知復(fù)雜的真實(shí)世界的情境,并在復(fù)雜的真實(shí)情境中完成任務(wù),因而學(xué)生需要采取一種新的學(xué)習(xí)風(fēng)格、新的認(rèn)識(shí)策略,形成自己是知識(shí)與理解的建構(gòu)者的心理模式[9]。在教學(xué)中,教師不僅需要力圖做好自己的角色定位,同樣重要的是要引導(dǎo)學(xué)生做好角色定位,實(shí)現(xiàn)從“觀眾”到“演員”的轉(zhuǎn)變。
在大學(xué)里,教師特別注重理論的系統(tǒng)性和完整性,生怕有所漏失。學(xué)生被動(dòng)接受,課堂上聽知識(shí)、考前背知識(shí)、考后忘知識(shí)。需要認(rèn)識(shí)到我們現(xiàn)在所處的時(shí)代,具有高度的不確定性、復(fù)雜性、模糊性、快變性,能力、素養(yǎng)和智慧就變得越重要,能力需要訓(xùn)練和實(shí)踐,素養(yǎng)需要熏陶和滋養(yǎng),智慧需要感悟和啟迪。這些不是簡(jiǎn)單地以灌輸知識(shí)為主的課堂教學(xué)可以獲得的!
在信息爆炸的今天,知識(shí)迅速更新,獲得知識(shí)的途徑有許多種,教師的知識(shí)傳授不必也不可能面面俱到,新局面下教師應(yīng)該學(xué)會(huì)“留白”,為學(xué)生的獨(dú)立思考留白。應(yīng)該給學(xué)生們以更多的可支配時(shí)間、更寬容的環(huán)境,以激發(fā)他們的好奇心、發(fā)揮他們的想象力、培養(yǎng)他們的批判性思維能力。“留白”的含義是為學(xué)生的思考和建構(gòu)留出空間,既不是一味地做,也不是一味地講。
應(yīng)該將教學(xué)內(nèi)容精煉到核心概念和基本命題上,用一個(gè)邏輯線將它們連接起來(lái)。對(duì)于基礎(chǔ)力學(xué),這條邏輯線就是固體力學(xué)的三大基本方程。在這之下,展開第2層、第3層的概念與命題。主干邏輯連接的內(nèi)容,會(huì)被學(xué)生反復(fù)實(shí)踐、理解并運(yùn)用。次層展開的內(nèi)容,不求周全但求深入。不求周全不是說(shuō)其他知識(shí)不重要,而是取其中一個(gè)問(wèn)題,通過(guò)與學(xué)生一起分析、解決,讓學(xué)生獲得各種能力。人的一生會(huì)遇到許多問(wèn)題,教師不要試圖將解決問(wèn)題的所有知識(shí)都教給學(xué)生,而是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)知識(shí),更要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)和別人合作。
鑒于建構(gòu)式教學(xué)的形式和特點(diǎn),班級(jí)規(guī)模宜小不宜大。小班教學(xué)有利于教學(xué)的組織,進(jìn)行基于情景的問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué);有利于教師傾聽學(xué)生的看法,洞察學(xué)生想法的由來(lái);有利于學(xué)生針對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行探索,相互交流和質(zhì)疑,相互合作[10]。在結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作課堂上,25人左右是理想的學(xué)生人數(shù)。一旦超過(guò)這個(gè)數(shù)字,教學(xué)效果將隨學(xué)生人數(shù)的增加下降。這種師生比例對(duì)教學(xué)的師資配備提出了很高的要求。
學(xué)生的學(xué)習(xí)是否有效是檢驗(yàn)教學(xué)模式的唯一標(biāo)準(zhǔn),在確定教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該實(shí)事求是,針對(duì)課程的性質(zhì)和特點(diǎn),具體問(wèn)題具體分析,不可過(guò)分強(qiáng)調(diào)形式和技巧?!?步法”教學(xué)方式,比較適合學(xué)生通過(guò)先修課程已經(jīng)具備了一定數(shù)量的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備的情況,只不過(guò)這些知識(shí)更多地屬于陳述性的知識(shí)和處于碎片化、惰性和不靈活狀態(tài),需要借助本課程進(jìn)行整合、轉(zhuǎn)化、激活和遷移。這種方法更適合操作性和實(shí)踐性很強(qiáng)的一些學(xué)科課程,而對(duì)于經(jīng)典的理論密集型的課程則學(xué)生的可操作空間不多。特別是對(duì)于講座式的基礎(chǔ)課教學(xué),留給老師和學(xué)生的空間就比較小了。關(guān)鍵的一點(diǎn)是在教學(xué)思想上貫徹“建構(gòu)主義”的思想,在行動(dòng)上體現(xiàn)“學(xué)生中心”的理念即可,不必搞形式主義。
本文回顧了我校實(shí)驗(yàn)類課程結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與制作的授課模式的發(fā)展演變過(guò)程,介紹了以“教、做、論、拓”為教學(xué)步驟的“4步法”教學(xué)模式,探討了“4步法”教學(xué)模式與建構(gòu)主義教學(xué)理論的契合。經(jīng)過(guò)9年的實(shí)踐表明,這種授課模式可以有效激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情,將原本零碎的知識(shí)加以整合,融會(huì)貫通,可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、口頭表達(dá)能力和創(chuàng)新能力。選修過(guò)這門課程的學(xué)生在國(guó)內(nèi)外各個(gè)級(jí)別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽上均有優(yōu)異表現(xiàn)。
正如沒(méi)有“包治百病的良方”,任何教育模式都有其適用的范圍。教育技術(shù)是次要的,教育思想是首要的。教學(xué)的關(guān)鍵是老師換位思考,站在學(xué)生的角度想一想學(xué)生的接受能力、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果,而不是一味地以老師固有的觀點(diǎn)來(lái)傳授知識(shí)。知識(shí)固然重要,但更重要的是讓學(xué)生通過(guò)被啟發(fā)的探索,獲得持續(xù)性的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,這對(duì)他們的終身學(xué)習(xí)是大有裨益的。