工科課程建構主義學習效果評價量表設計與實施

余先倫 聶祥飛 劉 毓

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工科課程建構主義學習效果評價量表設計與實施

余先倫 聶祥飛 劉 毓

（重慶三峽學院信息與信號處理重點實驗室，重慶萬州 404100）

工科課程學習效果評價是對學生學習程度的一個結論性判定，教學團隊要盡可能客觀、公正和合理，保護學生的學習積極性和主動性．論文分析了傳統工科課程教學的基本特征，根據建構主義理論建立了工科課程建構主義學習模型，構建了工科課程建構主義學習效果評價系統和成績評價量表，并根據這個系統和評價量表給出了課程學習效果評價實施模型和需要注意的關鍵環節．工科課程學習效果實施建構主義評價能夠有效促進學生建構元知識、重構課程體系、培養學生獨立批判思維和人文精神．

教學模式；建構主義；學習評價量表

教育作為一種亙古的事業貫穿于人類歷史文明中，大學教育實踐活動源遠流長．近百年來，全世界先行者對教育進行孜孜以求的探索，孕育生成眾多的教育思想流派，如進步主義教育、要素主義教育、永恒主義教育和建構主義教育．人類歷史進入二十一世紀以來，隨著互聯網、物聯網、大數據時代的到來，教育正在全面信息化，Mooc已經在世界范圍里興起，對傳統教育的改革風起云涌，建構主義思想正在注入到傳統教學中，促使當代教育表現出一系列鮮明的基本特征[1-3]．大學工科教育的主要目標是傳承人類文明，傳播科學技術文化，建立廣闊的職業背景，培育創新精神，培養良好的公民素質．

當前我國的高等教育主要是理解、模仿和接受那些被主流團體認為是正確的真理和處理方式，并將這種所謂的正確處理方式應用于學生未來的生活，這種方式在教學上單一封閉，過多關注學生知識存儲的量，很難激發學生獨立、創新和批判精神[4-7]．工科課程教學必須轉變這種單向傳遞知識的方式，轉變這種通過考試分數作為衡量學習主體學習效果的唯一標準的觀點．在大學工科教育中采用建構主義方式教學就是對傳統班級授課體制教學的一種改革更新．在新的建構主義教學中，傳統的考試方法和學生成績評價方案不再合適，本文建立了建構主義學習模型，根據這個模型構建了建構主義學生學習效果評價系統和評價量表，根據這個系統和量表給出了學習效果評價實施模型及在實施過程中需要注意的環節．

1 傳統工科教學基本特征

目前我國工科教育依然以Jan Amos Komensky創建的班級授課制為主體，至多對這種教學方式進行微改革，加入視頻、實踐或信息手段，表現出以下基本特征[8-9]．

課程內容和教學內容采取狹窄的固定的課程構建模式．一般的工科課程內容主要關注是否與科學家團體所認可的相一致，采用學術性的框架將課程內容逐級展開，展現出一種十分有限的經驗主義科學觀．課程重視學科框架體系，強調理性的科學概念，關注規律定理的嚴密數學推理，唯象引入內容與工程實踐的關系，所有的內容來自于科學家團體的權威性結論，科學技術流程是確定的，標準化格式和理性思考是統一的，這使老師和學生的思維和智力都有很大的依賴性和局限性．

以時間粒度為主要教學組織方式．我國工科課程教學主要采用學時數來進行，通過教學時數對課程內容進行分割，將課程知識內容分成一個個的小單元，或將實驗實踐環節內容分解成一個個任務，規定學生根據一定的步驟和一定的時間范圍把內容消化理解，最終學生學習完成整體課程知識體系，學生很難在新的關聯環境進行知識遷移運用．

工科課程只關注課程本身的選擇特性．一般而言，傳統工科課程體系把注意力集中在課程的科學內容和工程實踐環節上，不會關注經濟結構、社會人文因素對課程的影響，忽視工科課程的社會化功能以及對人類在道德等方面的作用．課程一般沒有考慮教師和學生的具體特點和觀點，忽視了與學習主體間的有效交流，淡化了學習主體的思維特征和創造批判精神，忽視了工科課程的人文情懷，淡化了工科課程對人類理性生命的影響和情景．

工科課程不能將具體學習主體的前期概念與新建概念有效結合．一般工科課程都是只抽取人類已經得到的由科學家團體所達成的先驗知識，通過這些先驗知識來說明經驗．這些先驗知識是由科學家團體確定的，卻不是由客觀世界對工科課程所提出的限制，學科先驗知識的所謂客觀性僅僅代表整個科學團體．學習主體把接受先驗知識當作主要目標，一般采用機械或擴展的方式學習概念，不利于學習主體的獨立精神和創新能力培養．

傳統成績評價方式不能體現學生的創造性．這種教學方式下學生學習成績的評價主要采用考試環節進行，一般采用閉卷、有限開卷和開卷等方式，教師通過考試檢查評判學生的學習效果，了解學生對課程知識掌握的程度．通過考試督促、引導學生復習記憶，使學生在不同階段對不同科目的學習內容進行總結和歸納，進一步理解課程的基本知識，鞏固學習成果，更加熟練地掌握千篇一律的基本技能和技巧．這種評價方式存在許多局限性，如不能夠正確判斷學生是否對課程知識有著全面深入的理解，不能夠判斷學生運用先驗知識解決實際問題的能力，不能夠判斷學生是否具備對課程知識的創新批判，不能夠判斷學生對先驗知識的遷移．

2 工科課程建構主義學習模型

建構主義學習理論最早由Giambattista Vico提出，以Jean Piaget發生認識論和Lev vygotsky文化歷史論等心理學和社會學思想為基礎，后經過西方教育實踐逐步發展起來的．建構主義學習實踐最早起源于19世紀的德國，威廉·洪堡提出了研究性教學和學習的主張，1980年代后建構主義研究性學習在我國教育中開始普及和流行[2,3,9-11]．

建構主義知識觀認為，工科科學知識是人類對變化的客觀世界進行不斷解釋和描述的過程，具有發展性、歷史性．建構主義學習觀認為，工科課程學習來自于學習者與客觀世界之間建構性的作用，對客觀世界的理解非常依賴學習者過去的知識和經驗，學習必須是一個主動建構的過程，是同化和順應的過程，學生的學習具有整體性和現實性．在工科教學中，教師在教學過程中不可能將課程的科學概念完整地轉移到學生中，科學知識需要依靠學生先驗的知識經驗進行建構．建構主義工科課程學習的主要模式是基于問題式學習，通過工科課程的學習內容設計出基本問題，通過解決這一系列問題獲得對課程內容的知識建構．

在大學工科課程建構主義學習中，引導學生意識到先驗知識或概念的局限性和不足，需要展現出新知識新概念的合理性、完美性，可以為學生提供新的探索領域，使學生感覺出新知識和新概念能夠解決課程學習中產生的問題，先驗知識經驗能夠有效地被新的知識經驗結構化．建構主義教學過程需要激發學習者不斷調整自己的認知結構和認知不平衡來適應新知識和新經驗，學習過程能夠更有效地促進學生分析課程知識提煉的問題情境，通過推論、實驗、假設等新方案解決問題，在解決問題過程中對新知識和經驗進行檢驗，對學生先驗知識和經驗進行豐富補充、進行重構調整．工科課程建構主義學習模型如圖1所示．在圖1建構主義學習模型中，根據工科課程組建教學團隊是第一個重要環節，教學團隊的構建需要包括理論的、工程的、實踐的和設計的人員．然后教學團隊根據課程知識的深層理解和學習目標凝練課程的核心問題，建設解決問題的資源數據庫，給出描述問題的問題情境，問題情境要在深度與廣度之間獲得平衡定位．第三個環節是教師團隊需要積極地根據課程的問題情境，引發學習小組的認知沖突，讓學生以自己的方式去思考，學習小組要綜合運用先驗的知識經驗，查詢相關資源，對問題形成自己的全面理解，明確課程問題的核心本質，在這個過程中教學團隊需要進行相關的支持引導．第四個環節是學習小組對沖突中的問題進行分析研究，通過有效的思維策略和各種資源提出解決問題沖突的方案，教師團隊和學生小組都可以針對所要解決的問題進行問題擴展．第五個環節是根據方案具體實施解決問題，不同的課程問題模式其表現的具體特征是多樣性的，學習小組需要充分駕馭問題資源庫、工程實踐探究性活動、建構性多向性互動和批判性思維，在解決問題的活動過程中，學生先驗知識經驗和新知識間得以充分雙向有序作用，學習小組的學習活動真實真正深入到學生的內心世界中，在問題解決過程中實現學生沖突的同化和順應，建立新的認知結構，完成知識建構和知識遷移．第六個環節是反思評價，這個環節是建構主義學習的核心過程，在課程問題學習過程中，學習小組解決問題一定不會一次完成，它需要不斷追思問題，使得問題空間在解決過程中延展，通過教學團隊和學習小組的協作切磋和監控，將學習過程和責任持續轉移到學生小組，不斷增強學生學習自主性和獨立性．它需要由教學團隊和學習小組共同完成，針對問題學習進行檢視，對新知識進行評判．

圖1 工科課程建構主義學習模型圖

3 工科課程建構主義學習效果評價系統

在建構主義學習過程中，建構主義學習效果評價系統、生成合理的學生學習成績報告是建構主義教育和學習的重要部分，關系到建構主義教學的成功與失敗．建構主義學習評價應當貫穿于整個建構主義教學全過程，評價系統和評價量表應該反映學生學習的整個過程，映射學生學習過程的方方面面，根據建構主義知識觀和學習模型，根據工科課程的課程特征，學生學習效果評價系統如圖2所示．在圖2中，根據我們的理解，建構主義學習評價系統主要由下面六大子系統組成，每一個子系統又包括若干量表．

3.1 學生學習效果評價系統必須關注學生學習準備情況

學生的學習結果是學習者在先驗知識基礎上通過學習過程所獲得的更深層次的知識變化，在元知識、認知智慧、工程技能、實踐動手、批判思維等方面發生變化，它顯著依賴于學生過去的知識存儲，因此學習評價系統必須反映這一方面．同時學生的學習結果與學生掌握的學習資源息息相關，學習資源不僅僅是教學團體所提供的資源，它還包括學生自己所檢索尋求的學習資源．

3.2 學生學習效果評價系統必須能夠有效促進建構主義教學相長

學生學習效果評價的目標一方面是給出學生成績，更為重要方面是通過評價系統對整個建構主義教學行為反思，對教學過程取得的經驗進行自我重組，并對建構主義教學發生可持續作用，并進一步促進學生自主學習．采用有計劃針對性的學習過程監控，引導學生理解問題、提出解決問題的方案和解決問題實施過程，沿著建構主義知識觀的方向前行．在建構主義學習過程中教學團體也需要不斷審視自我的教學理念和教學行為，加強教學團體的教學重構和自我重構．

圖2 建構主義學習評價系統

3.3 學生學習效果評價系統必須關注學生的學習方法過程

學生的學習成績評價需要與學生的學習過程緊密聯系，建立的評價量表充分關注學生如何制定解決問題的方案，關注學生獨立探索學習和交互協作學習的結合，關注學生解決問題過程中實踐工程手段的運用，關心學生對各種資源的利用是否充分恰當，解決問題的進度是否合理，解決問題過程中角色分工是否清晰、成果報告是否具有清晰流暢的效果等方面加以評價．

3.4 學生學習效果評價系統能夠反映學生知識的增長

學生學習評價需要充分體現學生在工科課程元知識和遷移知識方面的變化，注重學生最初的學習基礎，注重學生學習意識和學習主動行為，注重課程元知識內容的豐富性，所采用的解決問題的技術方法的合理正確性，學生與學習界面的表現力等方面加以評判，以及在此基礎上的進步．學習效果評價系統必須可以描述學生在對課程核心概念、中心原理、關鍵表達式和工程實踐技能的理解變化，能夠通過分析學生學習課程的控制結構和發展過程關注學生在判斷、決策等方面能力的增長，在評價系統中需要關心學生在思維和智力上的增長，關心學生是否掌握評估和解釋課程知識的科學性、真理性和合理性，關心學生對教師團隊的依賴性．

學習效果評價系統必須充分關注學生課程知識的真正意義建構，真實促進學生課程核心概念的遷移變化．學習評價的核心是工科課程元知識的理解而非僅僅是被動接受，學習評價的焦點是課程的思想內容而非簡單的邏輯體系運用．學生元知識核心概念變化是建立在科學知識概念歷史發展過程和學生個人發展基礎上，它是學習效果評價系統促進學生學習成功的重要因素之一．課程元知識和核心概念的建立決定于學生對課程的感知過程，它影響學生解決問題的方法行為，元知識和科學概念的漸近變化出現在課程解釋學圈子中．

3.5 學生學習效果評價系統需要體現學生對反思模型的運用

學習評價系統必須提供反思模型，發展反思過程的充分作用，給學生提供獨立判斷課程元知識和科學概念真理性的充分資源和充足空間，使學生有機會在科學推理、尋找證據和知識爭論的基礎上提升學生獨立的判斷和決策能力．評價系統有利于培養學生在智力方面的獨立性，獲得科學信念和科學價值期望，注意文化道德價值方面的差異性．建構主義教學和學習的典型特征是更高層次上的批判性思維培養．

在工科課程建構主義教學和課程中心問題解決過程中，批判性思維是反思模型的關鍵．學生在工科課程提出的問題和問題情境基礎上采取的解決方案和策略，必須能夠面對問題情境提出挑戰，對問題和問題情境進行批判和懷疑，能夠提供解決課程中心問題的多種方案，在探索、實踐、選擇和評判上獲得答案，解決答案依賴于教學團隊提供的標準但又要超越標準，是學生自我改正回歸合理的過程，對解決答案的一切可能性需要敏感性，提倡懷疑精神，提倡答案和過程的標新立異，提倡學生課程學習目標的多元化，不能要求學生答案的唯一性．

3.6 學生學習效果評價系統必須關注學生與各種關系相處和發展的行為

建構主義教學和學習反映的是新型的教學關系，充分體現教學團隊與學生小組、學生之間、學習小組與教學學習環境和學習小組與科學知識共同體等之間的合作協調關系．教學團隊是導師，但同時也是學習小組的學習伙伴，在對等的教學過程中實現互動相長．學習小組之間和學習小組內部一定存在著競爭與合作，他們之間需要給予交流陳述的機會．知識建構是以學生自己的方式對學習環境的選擇修正而得到，學生對課程知識的認知來源于學生與知識環境之間的相互作用，來源于與科學共同體和知識共同體之間的相互影響．通過建構主義學習在工科課程各個層面上獲得發展，通過問題探究和工程實踐，在資源利用、設計解決問題方案、實施解決過程、真理知識的評判、科學精神、合作與分享和社會歷史責任感等方面取得進步．

4 工科課程建構主義學習效果評價實施

圖3 建構主義學習學生效果評價實施模型

在前面二節，分析了建構主義學習理論模型，建立了建構主義學習效果成績評價系統和評價量表．我們在工科課程建構主義教學過程中對學生建構主義學習進行評價，更好地促進學生對課程的學習，促進學生對課程基礎原理、核心概念和工程實踐等的理解，促進學生在思維、思想和批判性精神方面取得進展．建構主義學習效果評價實施環節必須要體現出合理公正和客觀性，具備可操作性和規范性．我們的評價實施模型如圖3所示．

根據圖3，建構主義學習評價實施的主要依據是學生對課程問題解決的報告書，也即學生的學習成績評價主要映射于學生的學習報告書，因此學生學習一個問題后必須撰寫學習報告書，學習報告書需要采用當前科學家團體使用的主流語言進行撰寫，需要簡潔清楚地描述對工科課程知識、對核心問題及問題情境的評判理解，準確科學地描述解決問題的方案方法、實踐實驗路線和得到的結果，對結果的理解、討論和結論的意義．在學習報告書中需要誠實描述在解決問題的過程中任何值得懷疑的證據、資源等信息．

在圖3中，學生的成績報告主要由三個方面生成，學生本人對學習的評判，學習小組成員對學生在整個學習過程中進行評價，教學團體對學生的學習進行評判．學生成績評價主要根據我們建立的建構主義學習效果評價系統和評價量表，根據學生提供的學習報告書和學生的學習過程行為等得出．

我們在實施工科課程學習效果評價時還需要注意，一是建構主義學習評價的目的是為學生提供更加開放的自主學習環境，能夠為學生提供學習的自由環境，為學生提供更加真實廣泛的學習資源，對學生學習進行更加高度的指導和幫助，給學生更為自由的時間度．二是教學團體需要對學生建構主義學習過程進行整體監控，給學生提供工科課程廣泛的知識背景資源，對解決問題過程中及時糾正方向性偏差，對討論態度情勢進行把握和誘導．三是合理引導學生反思，建構主義學習反思主要體現在學習小組的各種討論交流和學生自己對學習結果的陳述等方面，在反思過程中學生建立起課程的概念模型，建構課程元知識，在方法、思維和能力方面獲得提升，并在整個過程中對工科課程進行系統和體系化．四是整個評價體系和實施需要公正合理，要保護學生的學習興趣和學習積極性．

[1] 陳樹華.論研究型教學的考試方法研究與實踐[J].黑龍江高教研究，2008（10）：150-152.

[2] 江來登.大學研究型教學的理論思考[J].湖南第一師范學報，2009，9（4）：27-30.

[3] 孫文君，姚玉兵，王俠.建構主義理論及其對高等教育教學改革的啟示，2015（12）：86-87.

[4] 張建偉，孫燕青.建構性學習－學習科學的整合性探索[M].上海：上海教育出版社，2005.

[5] 張筱瑋.教學方式與學習方式的變革－透視研究性學習[M].北京：北京理工大學出版社，2004.

[6] 張珂，孫紅，張曉霞，等.立體化研究型教學模式在專業課程教學中的探索與思考[J].現代教育管理，2009（2）：64-66.

[7] 董國君，譚淑媛，張曉紅.研究型教學方法中的問題創設[J].化工高等教育，2009（3）：49-53.

[8] 陳平.建構主義理論及本土行動[J].江蘇教育，2011（9）：22-24.

[9] 張盼，段玉潔.建構主義學習理論的若干思考——對當前我國教學改革的啟示[J].青年文學家，2012（13）：92-92.

[10] 劉林峰，吳家皋，劉業.基于建構主義理論的信息類高校程序設計教學改革研究[J].時代教育，2013（19）：45-46.

[11] 金福英.建構主義學習觀與數學研究性學習.[J].數學教學與研究：教研版，2014（21）：33-34.

[12] 馮岡平，趙志鵬，林澤燕.建構主義的嵌入式創新課堂教學模式研究[J].高教學刊，2016（1）：13-15.

（責任編輯：鄭宗榮）

The Designation and Implementation of the Constructivism Learning Effect Evaluation Scale in Engineering Courses

YU Xianlun NIE Xiangfei LIU Yu

Learning effect evaluation of engineering courses is a conclusive judgement in the degree of learning. In order to protect the students’ learning enthusiasm and activity, the teaching team should be as objective, justified and rational as possible. The paper analyzes the basic characteristics of the traditional teaching of the engineering courses, and sets up the constructivist learning model according to the constructivism theory. Meanwhile, the constructivism learning evaluation system and evaluation scale of the engineering curriculum are constructed, the implementation model and the keys are given in course studying in according to this system and evaluation stable. The reconstruction of knowledge elements and curriculum system can promote the students' independent critical thinking and humanistic spirit.

teaching model; constructivism; learning evaluation scale

G642.0

A

1009-8135（2016）03-0116-06

2016-03-01

余先倫（1967-），男，重慶梁平人，重慶三峽學院教授，主要研究光纖通信、光纖傳感等．

重慶市教委教學研究項目“電子科學技術學位課程建構主義問題式教學與學習效果評價研究（編號：YJG15303）”；重慶市教委教學研究項目“轉型發展中建構主義學習效果評價機制及評價系統——以電子信息專業課程體系為例”（編號：153131）；重慶三峽學院教學改革項目“《電磁場理論基礎》課程考試方法的變革”階段性成果