用建構主義理論指導本科生物實驗教學改革

摘要：建構主義作為一種新的認知理論，被稱為當代教育心理學中所發生的一場革命。本文論述了建構主義理論在知識觀、學習觀、教學觀等方面的基本觀點，并以此為指導，針對目前存在的本科生物學實驗教學中的不足，進行了教學改革實踐，取得了較好的效果。

關鍵詞：建構主義；生物實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）04-0142-02

建構主義教學理論作為一種新的、發展中的教學理論，在知識觀、學習觀、教學觀等方面都提出了自己的見解與觀點，并在國內外教育教學領域產生了廣泛的影響。國內也有大量文章對該理論進行了介紹與描述。本文在本科生物學實驗教學實踐基礎上，運用建構主義理論指導教學改革，使學生學習由被動接受知識轉變為主動構建，培養學生的創造思維能力及解決問題的能力，全面提高了教學質量。

一、建構主義學習理論的基本觀點

個體的認知發展與學習過程密切相關，建構主義可以較好地說明人類學習過程的認知規律。

1.建構主義的知識觀。傳統的學習理論認為知識是對現實純粹的客觀反映，建構主義則認為：知識是人們對客觀世界的一種解釋、假設或假說，它不是問題的最終答案，而是會隨著人類社會發展與科技進步不斷地變革、升華和改寫，被新知識或者新的理論所超越。知識也并不能絕對準確無誤地概括世界的法則，提供對任何活動或問題解決都實用的方法。知識不可能適用于所有情境，知識的應用具有情境性，在具體的問題解決中，需要針對具體問題的情境進行再加工和再創造；盡管通過語言賦予了知識一定的外在形式，甚至這些命題獲得了較為普遍的認同，但這并不意味著學習者對這種知識有同樣的理解。真正的理解只能是由學習者自身基于自己的經驗背景而建構起來，取決于特定情境下的學習活動過程。知識是情境化、個體化的產物。由此可以看到，建構主義理論則認為，知識是需要認知主體在一定情境下主動建構而非被動接受的，科學知識包含真理性，但它只是對現實的一種更接近正確的解釋，強調從相對正確的意義上去理解科學知識和書本知識。

2.建構主義的學習觀。建構主義認為：人的認識本質是主體的“構造”過程，所有的知識都是主體自己的認識活動的結果，主體通過自己的經驗來構造自己的理解。學習不是簡單的信息積累，更重要的是包含新舊知識經驗的沖突，以及由此而引發的認知結構的重組。學習過程不是簡單的信息輸入、存儲和提取，是新舊知識經驗之間的雙向的相互作用過程，也就是學習者與學習環境之間互動的過程。

3.建構主義的教學觀。建構主義認為學生基于以往的學習經驗，依靠自身的認知能力，能夠形成對某些知識或問題的解釋和看法，從他們自身的經驗背景中得出合乎邏輯的經驗和假設，因此教學不能無視學生的經驗，直接將新知識灌輸到學生頭腦中，而是要把學生現有的知識經驗為基礎，通過外界的相互作用，引導學生從原有的知識經驗中“生長”出新的知識經驗。教學不是簡單的知識的傳遞，而是知識的處理和轉換。教師應該重視學生自己對各種現象的理解，傾聽他們的看法，洞察他們這些想法的由來，幫助他們發現問題，與學生共同針對某些問題進行探索，并在此過程中形成交流和質疑，引導學生豐富或調整自己的理解。

我國學者把與建構主義學習理論相適應的教學模式概括為：“以學生為中心，在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用情境、協作、會話等學習環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的。

二、當前生物學實驗教學中存在的主要問題及原因

我院生物化工實驗室承擔了我院5個專業1000多名學生的必修和選修生物學實驗教學任務，共開出基礎實驗12個，專業實驗8個。但在長期的教學過程中，依然存在著以下一些問題。

1.長期采用傳統教學方式，教師在實驗教學中擔任主體地位，學生是知識的被動接受者。實驗指導教師扮演的是知識的傳播者和灌輸者的角色，學生則一進實驗室就擺出課堂上聽課的架勢，等待老師講解原理、介紹儀器、示范操作步驟，學生很少能提出自己的看法和意見，聽從老師的安排來按部就班地完成實驗，從屬于被動服從的地位。

2.學生重視理論學習輕視實驗環節。學生在進入實驗室前很少預習，即使是按要求寫了預習報告，也只是將實驗講義照抄一遍，對實驗內容缺少整體把握，對學習任務和目標不明確，實驗過程中存在著盲目性，實驗教學效果不理想。這是因為學生沒有意識到學習是一種主動的意義建構的過程，知識不是客觀的、沒有疑問的，一本不變的觀點，而是需要學生在一定的實驗情境中根據自己的經驗來建構的。

3．實驗設計和內容不利于學生主動性的發揮。本院多數實驗為演示實驗和驗證性實驗，設計探索實驗少。學生一般是根據實驗教材提供的現成步驟進行，只需要簡單填寫一下實驗現象和結果，導致實驗報告雷同，而對其中的設計思想、實驗方法的建立以及實驗所需儀器、試劑的準備過程都不清楚，更無法了解這些實驗技術在實踐中的運用，這就使學生缺乏積極探究精神和創新的能力。實驗的設計者應該認識到學生才是學習活動的主體，需要創造一定的學習環境來來幫助學生進行意義的建構。

4.實驗考核制度不能激勵學生更好地參與實驗。本院實驗的成績考核主要依靠學生實驗報告的撰寫情況，而忽略了實驗環節方面的考核，這導致學生不注重實驗過程，片面追求實驗結果的正確性，實驗報告的篇幅和整潔程度，甚至有的學生直接把書本中的知識、數據和圖片用在報告上，忽略了實驗態度、研究能力、創新精神的培養，因而嚴重制約了對學生綜合素質的培養。這表明實驗考核過于重視實驗結果而忽略了實驗過程，其原因在于沒有意識到知識的處理和轉換是通過過程來建構的，而不僅僅是通過結果表現出來的。

三、基于建構主義理論的本科生物學實驗教學改革實踐

針對以上存在的問題，本實驗室用建構主義理論為指導，進行了一系列生物學教學改革實踐。

1.樹立“以學生為中心”的教學理念，采取多種措施實現學生自主學習。建構主義將學生看作是意義的主動建構者，作為教師首先要轉變角色，樹立“以學生為中心”的教學理念，使學生在學習的過程不是被動地接受知識，而是積極地建構知識。所以，生物實驗教學成功的關鍵是改變長期以來以教師為主導地位的傳統教學模式，轉變為學生學習的引導者和幫助者。引導學生成為實驗課程中的參與者，而不是課程內容的傾聽者和對教師實驗的機械模仿，要在學習過程中充分發揮學生的主動性。例如基礎實驗“微生物形態的觀察”，過去都是實驗室準備好幾種常見的微生物給學生觀察，實驗簡單枯燥，無法有效地激發學生的學習興趣。現在則根據教學目標重新設立教學情境，讓學生自己在生活的空間中尋找微生物，看誰找的微生物種類多，形態奇異。這一情境的設計就讓實驗的課程的主體由教師轉變為學生，把學生的興趣轉移到對知識的探索上，結果學生積極性很高，不僅主動閱讀教材，更積極查找相關資料。許多學生還將自己辛苦找來的微生物拍照甚至上傳到互聯網，參與論壇討論。在這過程中，師生之間、學生之間的討論與協作也很熱烈，學生對微生物的形態有了深入地、主動地理解，學生真正實現了自主學習。

2.改變傳統的“驗證性”實驗教學法為開放性的“探究性”實驗教學法。傳統的“驗證性”實驗教學強調演示和證明相關理論，只需要學生照著學生實驗手冊上的操作步驟來循規蹈矩的完成即可，實驗過程程式化，實驗結果在實驗之前就已經明確，這就導致學生對這種實驗極其不重視，而將學習精力放在理論的學習上面。開放性的“探究性”實驗，則需要教師創設問題或者學生主動提出問題，通過實驗來回答問題，讓學生主動地揭示研究問題的發生、發展過程，培養其觀察、思維、技能、技巧。在實際操作中，實驗室要能提供學生自主實驗的時間和空間，使每個學生有機會進行實驗。例如專業實驗“脂肪酶的固定及活力測定”。酶的固定化方法常用的主要有吸附法、包埋法和交聯法，過去實驗講義上只列出了一種方法的原理及操作步驟，學生按部就班的做實驗，這是一種典型的驗證性實驗?，F在將三種方法都進行介紹并簡單的列出實驗過程，學生就處在一定的疑難情境中，通過查找文獻閱讀資料，與同組的同學討論分析，最后自己設計出詳細的實驗步驟。由于各個小組分別選擇不同的方法進行實驗，最后各小組對結果進行對比和分析，這樣學生就對酶固定化的方法有了比較全面的認識。

3.完善實驗的考核方法，考核重點由實驗結果轉向實驗過程。根據建構主義理論，對學習質量的評價應該注重學生主動參與的程度、協作學習的能力以及意義建構的水平等。這就需要我們在進行實驗課程的考核中要重點考核學生在實驗過程中的表現，如學生參與實驗的積極性、實驗中學生在小組中扮演的角色、實驗步驟設計的合理性，實驗結果不符合預期后分析問題和解決問題的能力等。教改后考核體系采用平時考核、期末考試來綜合評定。按平時實驗占70%，期末考試占30%考查。平時實驗成績根據學生實驗前預習情況（占平時實驗成績15%）、實驗過程表現（占實驗成績45%）、實驗報告編寫（占實驗成績40%）等三方面綜合給出，體現出重在平時的思想，讓每一個學生更注重學習的過程而不是結果。

參考文獻：

[1]丁遠坤.建構主義的教學理論及其啟示[J].高教論壇，2003，（6）.

[2]王沛，康廷虎.建構主義學習理論述評[J].教師教育研究，2004，16（5）.

[3]高文，徐斌艷，吳剛.建構主義教育研究[M].北京：教育科學出版社，2008.

[4]陳威.建構主義學習理論綜述[J].學術交流，2007，3（156）.

基金項目：廣西大學實驗教改基金（090301）