促進高校工程教育知識建構的教學策略探究

呂品，丁銘曄

（淮陰師范學院教育科學學院，江蘇淮安 223300）

隨著經濟全球化的深入發展，中國經濟的不斷崛起，對人才的需求也更加嚴苛。當下，我國高等教育的大眾化和普及化又造成了人才培養質量逐漸下降的趨勢。因此，近幾年在工程教育認證協會的推進下，國家教育部展開了以結果為導向的國際化工程教育專業認證，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模式，來達到提升人才綜合素質和滿足經濟社會發展的新要求。

1 概念基礎

1.1 工程教育知識

工程知識來源于工程實際，貫穿了整個工程學科的專業課與專業基礎課程。它是經過長時間的工程實踐和研究，人們總結出的關于工程原理與能力、規律及技能等方面的知識。因此，工程知識對工程能力的培養起著至關重要的作用。工程知識具備以下特征：（1）較強綜合性：由于工程綜合了學科、專業、科學與技術等，因此來源于工程背景下的工程知識也呈現較強的綜合性。（2）豐富的形式：既有文字性的，又有以公式、圖表等形式呈現的。（3）涉及面廣：不僅涉及大量的科學理論知識，而且還包括許多技術方法以及工程經驗方面的知識。（4）與特定學科的相關聯性：學科內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系、因果關系等方式相互關聯、漸進和融合，逐步構成學科的知識體系。（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構和意義。工程知識的上述多種特性決定了工程知識屬于非良性領域的復雜知識，其學習過程不是一個簡單的過程，需要我們以特定的學習理論為指導，探索工程知識的學習規律及學習方法[1]。

1.2 知識建構概念

知識建構（Knowledge Building）理論是在20世紀90年代由Marlene Scardamalia 和Carl Bereiter 兩位教授所提出的建構主義理論之一。它是指學習者在原有知識的基礎上，利用資源(人力資源和物質資源)解決問題和完成任務，積極進行意義建構而獲得知識的過程和結果[2]。知識建構提出學習者應積極地將新獲得的信息與以往獲得的經驗進行相互關聯進行建構，并強調知識的獲取并非是簡單地傳遞、接收和復制的過程。知識建構理論關注知識的創造、集體觀點的發展以及深層次的學習，將創造新知識作為活動的第一要義，認為學習活動要為生成新知識而服務。最重要的是，知識建構理論注重深層次的學習，倡導用技術的力量，將獲得新信息的過程擴展到課堂之外的環境中，并與人類文化的知識建構過程建立聯系，讓每一個學生都能感受到自己也是開拓知識領域工作的一部分。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 高校工程教育現狀分析

2.1 理論知識較為抽象，學生理解能力不足

工程知識的涉及面較廣，概念性知識較多，內在邏輯嚴密，在傳統的教學活動中，教師習慣于按照教材結構講解，學生的主要學習活動是接受知識。這樣的教學模式會影響學生以后對知識的應用。在傳統的課堂講授基礎之上，教師需要融入啟發學生主動思考、探索發現的教學策略，激發每一位學生的學習興趣，提高課堂的學習效果。

2.2 人才培養平臺薄弱，缺乏有效社會實踐

人才培養平臺即為教學平臺、創新實踐平臺等支持。在工程教育的教學平臺方面，主要是指研究型、媒體化教學、個性化教學等方面平臺支撐有限。而在創新實踐平臺方面，主要表現為課堂內外結合，教學科研結合，校內校外結合，國內國外結合等方面不夠緊密，在教育教學中實踐環節中存在落實不到位等問題。人才培養平臺的不足，未能給予學生與社會緊密結合的鍛煉，使得學生獲得的知識不能有效及時地得以深入內化。

2.3 缺少實踐，學生對知識的應用較差

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

3 工程教育中知識建構教學策略

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量的提升與發展。優秀的工程類人才不僅要具有良好的知識基礎，更需要將知識遷移到實踐情景的能力。結合建構主義的理論和研究基礎，教育者應突破傳統的課堂教學，聚焦課堂的有效性，關注教學策略和方法的更新，促進學生對于工程知識的建構，以培養其實踐創新的能力。

3.1 以知識建構作為焦點，突破傳統教學弊端

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

必要的初級知識學習對工程教育中學習者的學習有著極大意義，但是在整個教學過程中的簡單化、模式化，則會使得學習者對知識的理解簡單、片面和僵化，造成重“學”輕“術”的傾向，學習者的工程思維不能有效發展，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過程中，教育者不能夠滿足于初級知識的學習，同時，對于基礎知識和基礎技能的教學應在此基礎之上進一步探索，以知識建構作為教學重心，進行工程教育中學科知識更深層次的建構與理解，實現知識的綜合聯系與應用。

3.2 通過基于問題式學習，促進學習者對于知識建構及能力培養

現在，越來越多的領域開始運用基于問題式學習方法，包括商學、教育學院、建筑學等。基于問題式學習由是教師、學生、學習情境三部分組成，該方法強調通過將學習活動設置到相關背景的、有意義的問題情境中，讓學習者組織學習團隊，以協作的方式解決相關情景問題，來獲得隱含于問題背后的科學知識，形成解決問題的能力，培養其批判性思維級自主學習和協作能力[4]。

教師作為知識建構的積極促進者、相關的學科專家、有效信息的咨詢者要學會根據教學設計的基本原理，對于原有的知識進行梳理，在問題情境的設置上精雕細琢，成為學習者學習的引導者、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活動。基于問題學習模式的有效實施將會改變傳統工程教育課堂教學中學習者被忽視的地位，將學習者作為學習活動的主體。工程教育不僅需要教授給學習者知識，更重要的是要鍛煉學習者在一定情景下解決問題的能力。在基于問題學習的情景下，學習者將會對知識進行綜合運用，這一綜合的過程也是學習者對于知識進行建構的過程，通過對于新的問題采用多學科知識的分析應用解決問題情境，達到對于新的知識的建構及內化。

通過問題情境促進知識建構是建構主義重要的教學改革思路，基于問題式學習則是其突出的反映。工程學科的知識具有復雜性、綜合性、情境性等特點，基于問題式學習有效地應用則可以有效地切合這一系列特點，有利于學習者的學習及應用。通過相關問題情境的解決，使學習者在自己原有的認知基礎上獲得新的認知，并且逐步學習，不斷地在綜合的情境中完成對于知識的建構。

3.3 社會化的切磋協作，促進學習者知識的有效建構

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

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

4 結論

知識建構理論與工程教育教學的融合致力于培養高校學生良好的工程思維能力和運用能力。如何幫助學習者在工程教育中有效進行知識的建構是當前工程教育需要攻克的難題之一。相較于我國傳統的工程教育模式，知識建構理論提倡學習者積極利用經驗進行學習并將其視為主要任務。結合我國高校工程教育實際，通過以知識建構作為教學焦點、基于問題式學習及社會化的切磋協作等教學策略，來促進學習者知識的有效建構，完善自身的經驗結構，培養創新實踐能力，以成為創新型工程人才。