建構主義及其在《GPS及現代定位技術》教學中的應用①

王 堅,彭祥國,高井祥

(中國礦業大學環境與測繪學院,江蘇徐州221008)

0 引 言

建構主義源于上個世紀60年代初瑞士兒童心理學家皮亞杰的認知發展理論、維果斯基的社會心理學理論以及布魯納的發現學習理論。建構主義學習觀認為學習是發生在由學習者參加、個人與集體發現和解決問題的群體性的活動。強調交互式學習,重視學生之間的協作和交流[1]。建構主義具有“主動性、目的性、真實性、建構性和合作性”等特點。近年來,建構主義學習理論在教學改革中得到了廣泛應用,如英語、數學、體育等學科,但在測繪學科中的應用并不多見。

在新的時代里,測繪教學研究及改革創新勢在必行。創新人才與素質教育培養與素質教育是21世紀測繪教育的核心問題[2]?！禛PS及現代定位技術》是一門理論性與實踐性都很強的課程,該項技術也成為測繪新技術,正不斷發揮著更大的作用。因此,在《GPS及現代定位技術》課程教學過程中,教學的巧妙性顯得尤為重要。而建構主義學習理論的引進將很好的解決這一問題。

1 建構主義學習的教學設計

1)以學生為中心進行“協作”學習

在學習過程中,學習者與周圍環境的交互作用對于學習內容的理解起著關鍵性的作用。學習者在教師的組織和引導下進行討論和交流,學習者之間互相支持、互相幫助,營造創新思維的形成條件,培養協作精神,共同建立起學習群體,在這樣的群體中進行協商和討論。通過這樣的協作學習,學習者群體的思維與智慧就可以被整個群體所共享,而不是其中的某一位或某幾位學生完成意義建構。因此,學習者用自己的活動對人類已有的知識建起自己的正確理解,而不是去仔細地吸收課本上的或老師講述的現成結論,所以這種教學過程應該是一個學習者親自參與的充滿豐富生活的概念或思維活動的組織過程。建構主義與傳統教育心理學理論的不同之處在于,“它強調學生必須從外部刺激的被動接受者和知識的灌輸者轉變成信息加工的主體和知識意義的主動建構者[3]。”

2)以課堂為陣地進行“會話”商討

要使學習者真正成為信息加工的主體,就必須為學習者的自主化學習、個性化學習、多元化學習、“會話”學習提供多媒體形式的信息資源。同時,教師還應結合教學內容、根據學生的具體情況組織學習者對當前所學知識的概念、基本原理、基本方法和基本過程進行討論與交流,并對協作學習過程進行引導,使之有利于學習者的主動探索和主動發現、更多更好地獲取關于客觀事物規律與內在聯系的知識,向發展聯想思維和建立新舊概念之間聯系的意義建構的方向發展。教師要提出適當的問題以引起學習者的思考和討論,在討論中設法使之感到課堂教學輕松,從而主動觀察、主動思索、積極參與、發表意見、交流信息、相互啟發、暢所欲言,在不斷肯定、修正自己的思維過程中實現自我建構。例如,在學習偽距定位測量的時候,教師可以從復述《測量學》中的交會測量開始并引導學生去討論和思索偽距定位的原理?！皶挕笔菂f作過程中不可缺少的環節。

3)以創新為目標進行“意義建構”

建構主義理論的內容很豐富,但其核心是以學生為中心,強調培養學習者的主動“建構”能力。多媒體技術能提供直觀的、形象的多重感官刺激的視聽教材,是一種最有效、最直接的信息傳遞方式[4]。因而必須讓學生充分、自主地占有信息資源,為學生感受情境、探索發現、驗證假設、建構意義提供豐富的、有價值的多媒體形式的信息資源。領悟所學內容主題的情感基調及基本內涵,對學生認知結構的形成與發展是非常有利的,也是其它媒體或其它教學環境無法比擬的。教師應在進行教學目標分析的基礎上,選出當前所學知識中的基本概念、基本原理、基本方法和基本過程作為當前所學知識的基礎內容,然后讓學生圍繞這個主題進行意義建構。讓學生自己把握自己的教育,創造他們自己的知識,用他們自己的創造力去研究并向他人表達信息,使學生對所學知識內容達到深刻的理解和掌握,進行真正意義上的建構。

2 建構主義學習的教學內容及步驟

建構主義學習理論強調以學生為中心,認為學生是認知的主體,是知識意義的主動建構者;教師只對學生的意義建構起幫助和促進作用,并不要求教師直接向學生傳授和灌輸知識[5]。在建構主義學習環境下,教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大的變化。結合發現學習理論與《GPS及現代定位技術》課程的特點,可以給出其建構主義學習的教學內容和步驟的邏輯結構圖,如圖1所示。

圖1 建構主義學習《GPS及現代定位技術》的教學內容和步驟的邏輯結構圖

結合圖1,對《GPS及現代定位技術》建構主義學習教學內容和步驟進行詳細闡述:

1)教學是促進學習者朝著目標所規定的方向產生變化的過程,它貫穿于教學活動的始終。建構主義指導下的學習同樣要遵循這一基本原則。教學目標分析是為了確定學生學習的主題即與基本概念、基本原理、基本方法或基本過程有關的知識內容。教學目標分析首先要考慮學習者這一主體。其次,還應尊重學習主題本身的內在邏輯體系特征。例如,在講解GPS衛星導航這一章節時,教師在對教學內容分析后確定GPS導航原理作為授課主題并重點講解。作為學生,也應以搞懂GPS導航原理及方法為學習主題。因此,不管是教學者還是學習者都應對整門課程及各教學單元進行教學目標分析,以確定當前所學知識的“主題”。

2)“主題”確定后,在教師的指導下,根據不同內容設置合理的情境,在實際情境下或通過多媒體創設的接近實際的情境下進行學習,可以利用生動、直觀的形象有效地激發聯想,喚醒長期記憶中有關的知識、經驗或表象,從而使學習者能利用自己原有認知結構中的有關知識與經驗去同化當前學習到的新知識,賦予新知識以某種意義,達到對新知識意義的建構。

在講解GPS導航時,可以以車輛導航為例通過多媒體模擬,展示車輛導航全過程。在此情境中,激發學生思考的熱情。設置問題,引導學生思考如何提高車輛導航的精準性,如何消除或減弱各種外因的影響。

學生通過觀察新的信息,分析新的問題,相互間討論解決問題的方法。教師對學生的每種方法都要給予充分肯定,激發學生思考的熱情,從而形成思考習慣,培養學生從直覺到理性的抽象思維能力,進而培養學生的解決問題的能力。建構主義思想下的教學觀認為,學習不應該被看成是被動地接受教師傳授的知識,而是學生主動以自身已有的知識和經驗為基礎的建構活動[6]。通過這一番學習后,學生對問題會有一個更深的認識,教師在對各種方法深刻剖析后,引導學生進行自主學習效果的評價。

3)自主學習效果評價的結果,應為學生設計出一套可供選擇并有一定針對性的補充學習材料和強化練習。這類材料和練習應經過精心的挑選,即既要反映基本概念、基本原理又要能適應不同學生的要求,以便通過強化練習糾正原有的錯誤理解或片面認識,提高學生對知識的遷移能力,最終達到符合要求的意義建構。

下面以GPS定位原理為例,在講解載波相位測量時,首先我們要將載波相位測量原理作為講解的“主題”。重點講述觀測量以及觀測量的組合、周跳的探測和整周模糊度的確定。在講解時,首先提問學生偽距測量存在哪些不足,通過討論得出其測量精度不高,然后提問學生有沒有比偽距測量更好的測量方法,由此來引入載波相位測量,并借助多媒體技術呈現給學生一個更加直觀的世界。讓學生根據課本知識和教師的指導自主思考如何探測和修復周跳?如何確定整周模糊度?遇到問題可以進行“會話”協商。對學生提出的各種方法教師要進行耐心詳細的講解,分析其可行性并探討改進方法。點評之后,要求學生進行系統整理并對學習效果進行評價。

3 結 論

對建構主義《GPS及現代定位技術》教學設計方法、教學內容和步驟進行分析研究,提出以學生為中心的、教師引導、學生主體的教學方法,提高了教學效率與教學效果,增強了學生對知識的認知、理解、鞏固與應用能力。建構主義教學法是大學教學改革發展的一個趨勢,對于在具體課程中如何實施,如何提高學生的建構能力,仍需要廣大師生在教與學的過程中不斷摸索和實踐。

[1] 侯萬春.建構主義教學觀和大學英語教學[J].四川外語學院學報,2000,(1):34-36.

[2] 王 堅,高井祥,孫正明.地球空間信息學對創新人才培養的新要求[J].淮海工學院學報,2007,16(1):161-163.

[3] Piaget,J.結構主義[M].北京:商務印書館,1984.

[4] 李新民.構建大學英語多媒體網絡教學模式的探索[J].外語電化教學,2006,(4):13-14.

[5] David H.Jonassen,A Model for Designing Constructivist Learning Environment[J].Proceedings of ICCE97,1997,12:155-164.

[6] 方 志.建構主義教學理論及其高等教育教學改革的啟示[J].當代教育論壇,2009,(5):26-28