基于建構主義的環境監測課程教學改革

萬均 李玲玲 孔曉偉 王磊

摘??要：基于建構主義的教學理念，深度分析學習者的特征，對學習情境和自主學習策略進行了詳細的設計。同時在教學過程中密切關注學生個體差異性，針對性的進行引導，有利于學生養成創新型思維方式。構建以“評學”為中心的多元化評價方式，采用教師評價、學生自我評價、小組間互評等多元化評價方式對學生具備的知識、能力、素質進行綜合評價。提升學生創新能力為目標基于建構主義的新的教與學的模式，可以有效加強環境工程專業本科生工程意識和創新能力，培養具有創新能力的新工科人才。

關鍵詞：建構主義；環境監測；教學改革

建構主義是基于心理學的研究成果應用于教育實踐的教學理論，建構主義認為學習是學習者通過外部環境和內部經驗積極構建知識的過程，強調學習者學習的主動性，通過教師的幫助和引導，促進學生的深度思考。“以學生為中心”是建構主義的指導性教學原則，突出“合作學習”及資源整合，因此建構主義能夠更好地指導學生“學”，學生是教學的主體。建構主義教學的中心是學生“學”的過程，教師起主導作用，為學生的學習指明方向。學習如何發生，意義如何建構，用什么方式建構，建造什么學習環境讓學習更有成效？始終是建構主義關注的問題。因此，在建構主義學習語境下，小組合作學習、主動式學習、問題解決導向學習、探索式學習等學習模式占據主流。近二十年，建構主義教學理論成為世界各國教學改革的理論基礎和指導思想。國內外大量研究都關注了建構主義影響和指導下的教學改革。有大量實證研究發現，建構主義教學有利于提高學生的自主學習、獨立思考和創新能力。比如，以學生為中心的項目教學有利于學生英語綜合素質的培養，提升學生的口語能力；支架式教學模式下，學生英語寫作水平得到明顯改善；采用建構主義教學法，充分發揮了學生的主觀能動性，有效訓練了學生的思維能力和創新能力等。

課堂是落實人才培養的主渠道。傳統的課堂教學以“教”為中心，忽視了學生的主體性，面對教師的生動講解，積極回應、互動的學生卻不多，課堂成為高校教育質量下降的重災區。《中共教育部黨組關于加強高校課堂教學建設提高教學質量的指導意見》中特別指出要加強課堂教學質量提升，課堂教學是高等教育的主陣地，課堂教學質量關乎大學生的素質高低。教育部吳巖副部長一直強調“改到深處是課程，改到痛處是教師”，沒有課程，人才培養最終都不會落到學生的身上，而沒有老師的參與，教學質量就是一個美麗的傳說。

黨的十九大報告指出“建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計”，生態文明建設給環保產業帶來挑戰和機遇。隨著物聯網、大數據、云計算等前沿技術逐步融合到環境治理中，數據化、精準化及智能化已成為環保產業的一種新業態。在當前環保產業發展的新形勢和新業態下，環境類專業迫切需要改革傳統的課堂教學模式。針對我校區域性化工特色應用型高等院校的特點，基于建構主義理論對環境監測課程進行課堂教學改革，將全過程學業評價作為課堂教學改革的抓手，實現教學模式從注重知識傳授的“以教為中心”到“知識+思維方式+想象力”并重的“以學為中心”的轉變，通過探索式學習、主動式學習、小組協作式學習、問題導向學習等新學習形態完成知識建構過程，營造具有參與性的、以學生為中心的學習環境來提高學生的學習效果和創新能力，具有重要研究意義。

基于建構主義教學設計模式是以“學”為主的模式類別，突出學習者的主體地位，教學過程注重活動設計，強調學生對所學內容的實際應用。以提升分析、應用和創新能力為目標，針對環境監測課程進行課堂教學改革，將全過程學業評價作為課堂教學改革的抓手，實現教學模式從注重知識傳授的“以教為中心”到“知識+思維方式+想象力”并的“以學為中心”的轉變，通過課程教學革命實現能力和素養的達成；將教學評價聚焦于工程意識和創新能力，以評價結果為依據，對教學進行持續改進，使教育質量呈螺旋式上升。環境監測課程教學改革方案設計思路如圖1所示。

一、基于“逆向原則”進行課程設計，優化教學內容

在建構主義教學法實施的過程中，創建有利于學生建構意義的“情境”。基于“以學生為中心”的教育理念優化課程教學目標，將情境設計作為教學設計最重要的內容之一。

首先創建有利于學生建構意義的“情境”。在認真分析教學目標的同時，將情境設計作為教學設計最重要的內容之一。以清晰的學習目標指導整個教學設計環節。以提升創新創業能力為目標，采取活頁式教材，融入前沿成果，以產業現實案例構建環境監測課程教學情境，個性化服務。基礎知識采用線上自主學習，注意知識點之間的邏輯關系，扎實基礎知識。通過線上章節測試和隨堂小測驗等檢驗學習效果。課堂上重點突出能力培養，創建有利于學生建構意義的“情境”，在教師的指導下，學生一起交換想法和觀點，收集資料、檢索文獻、分析討論，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。注重新舊知識的連貫性，注重課程體系的先后順序，新知識的教學是在學習者已有知識經驗基礎上進行的，而已有的知識經驗應作為新知識的增長點，在對已有知識的理解掌握中實現創新。深入挖掘環境監測課程中的思政元素，并融入到教學中，不斷影響學生的價值塑造，做到知識、能力和價值的有機統一。

二、構建新的教與學新范式，引導、督促學生參與學習全過程

建構主義關注于學習的成效，致力于研究用什么方式學習，建造什么樣的學習環境才能達到學習更有成效的目的。基于建構主義理論，構建教與學新范式，教學中改變“教師為主體”的教學模式，采用“學生為主體，教師為主導”的教學模式。并借助現代信息技術，采用線上線下混合式教學，利用自主建設的在線課程和案例庫、國家智慧教育平臺中的課程資源等，引導、督促學生積極參與學習過程，享受學習環境，提升學習的參與度，學生由被動學習轉變為主動學習。教師更多的變成指導者指導學生自主學習，教師通過各種方式充分發揮引領、指導、組織、激勵作用，做到講授與學生自主學習相結合、課內與課外相結合，強化學生的思維能力、創新能力、學習能力，提升學習樂趣，提高學生解決問題的能力，培養基礎知識扎實，富有創新精神，堪當大任的創新應用型環境工程專業人才。

在環境監測教學過程中，在教師的指導下，學生作為學習過程的中心，在創設的學習情景下，充分發揮學生主體性，實現由被動學習向主動學習的轉變，在學習過程中發揮學習小組作用，由一個人的學習，個體行為向團隊學習和現場學習轉變，由一般性知識和能力發展的淺表性學習向深度學習轉變，形成高質量學習范式。在環境監測的教學中讓學生根據所學知識討論不同條件下合理的采樣方法、分析監測方法，結合相關條件去論證干擾的消除方法，選擇相關質量保證方式，給出合理的結論。通過這種課堂教學方式，不僅能教會學生學習知識，更能夠促使學生去發現、分析和解決問題，培養學生團隊協作的精神，科學的思維方式、獨立思考能力、創新能力和協作能力。學生在學習過程中，不斷收到考試的反饋，有利于學生及時調整學習方法，優化學習計劃，形成更加個性化的學習。以含氮化合物的測定為例，建立了“建構主義”教學模式（見圖2）。

三、構建基于學生全方位發展的教學評價方法

（一）構建以“評學”為中心的多元化評價方式

豐富“全過程學業評價”和“非標準答案考試”的內容，采用教師評價、學生自我評價、小組間互評等多元化評價方式對學生具備的知識、能力、素質進行綜合評價。學生在學習過程中，不斷收到過程性評價的反饋，有利于學生及時調整學習方法，優化學習計劃，形成更加個性化的學習。

（二）建立課程思政教學目標科學的評價方法

在過程考核中答辯學生儀表儀態、個性展示、科學的思維方式和表達能力、現場感染力、精神面貌、團隊協作精神，每組學生為其他組同學打分的客觀性、嚴謹性和科學性，學生在參與課堂教學過程中的團隊協作精神、創新意識和綜合表達能力，是否存在抄襲行為等，學生所舉實例的邏輯性、科學性和可行性，都是教師對其打分的評價標準；同時這也是課程思政需要評價的內容，進而解決了原來課程思政難以評價的問題。

• 建立規范的非標準答案考核評分機制

對于“聯系實際案例分析題，沒有標準答案，只需解決問題”的問題，如何使評分規范，學生認可，評分科學？嘗試采用學生自評、小組間互評，老師打分同時進行，組內同學給出小組內各位同學參與度的權重。學生成績由學生組間互評打分、自評打分和教師打分共同組成，使評分更客觀，更容易被學生認可。聯系實際的案例分析，圍繞著課程涉及的內容，各學習小組進行分工、資料收集、文獻檢索、探討分析、撰寫研討報告。學生根據前期研究和分析制作?PPT、講解與答辯。課堂講解與答辯的過程中其他同學可以提出問題，由小組現場回答，回答不了的可以回去查閱相關文獻課后在線上討論區進行補充。同時其他小組對答辯組同學進行現場打分。在考核中，學生儀表儀態、語言組織與表達、內容呈現、個性展示、現場感染力、問題回答、創新性等方面均作為考核內容，同時組內同學給出各位同學參與度的權重。教師打分著重于評估學生在參與課堂教學過程中的團隊協作精神、創新意識和綜合表達能力。學生作答思路和所舉實例只要有邏輯性、科學性和可行性就可得分。學生成績由學生打分和教師打分共同組成。同時每組學生為其他組同學打分的客觀性、嚴謹性和科學性也是教師對其打分的評價標準之一。

構建以“評學”為中心的多元評價方式。豐富“全過程學業評價”和“非標準答案考試”的內容，采用教師評價、學生自我評價、小組間互評等多元化評價方式對學生具備的知識、能力、素質進行綜合評價。這些方法能夠形成學生之間相互監督和幫助的氛圍，為學生主體性和互動性提供基礎。

豐富“全過程學業評價”和“非標準答案考試”的內容，采用教師評價、學生自評、小組互評等多元化評價方式對學生具備的知識、能力、素質進行綜合評價。學生在學習過程中，不斷收到過程性評價的反饋，有利于學生及時調整學習方法，優化學習計劃，形成更加個性化的學習。在評價方式中融入思政元素，建立課程思政科學的評價方法。

結語

在環境監測課程學習中，采用了建構主義教學方法，獲得了理想的教學效果，提高了學生對理論知識的學習興趣和認知程度。通過在授課過程中設置與監測實際緊密聯系的情境，培養了學生的工科思維。

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基金項目：山東省本科教學改革重點項目：以學生為中心視角下環境類專業核心課程深化課堂教學改革策略研究（Z2022310），山東省教育廳；山東省本科教學改革項目：基于“新工科”和“OBE”理念的環境類專業實驗教學改革研究與實踐——以《環境監測實驗》為例（M2022131），山東省教育廳；青島科技大學校級教改項目：基于建構主義的環境類專業基礎課課堂教學改革探索與實踐

作者簡介：萬均（1971—?），女，漢族，山東曹縣人，博士研究生，教授，主要從事環境污染物監測、處理。