環境科學研究性學習中教師的指導作用

張伊帆，何 飛，李永峰

(東北林業大學 林學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 幾個概念的界定

1.1 研究性學習

大學研究性學習是指大學生在教師的指導下,以問題為載體,在主動探究未知事物過程中完成研究和學習的一種學習活動。大學研究性學習作為一種大學學習的新理念和新方式其目的在于在這一學習活動中，大學生通過參與一項研究或項目的全過程，學會學習和思考,掌握解決問題的方法，從而在知識學習、能力培養和素質形成方面實現學習目標，達到提高學習效果和教學質量目的。研究發展了個體的認識潛能,提高了個體的學習主動性和創造力,能使個體積極地深層次地理解問題和探究未知事物。研究成為一種學習方式是大學生學習方式的重大變革,也是研究性學習活動中大學生行為的重要特征。

教高[2001]4號文《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中指出：“提倡實驗教學與科研課題相結合，創造條件使學生較早地參與科學研究和創新活動”。教高[2005]1號文《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中提出：“積極推進研究性教學，提高大學生的創新能力”。這是我國教育部首次明確高等教育教學要培養創新性人才，需要采用“研究性教學”模式，也標志著我國進一步明確了探索以研究性教學提高學生創新能力本科教育教學改革之路。

環境科學專業人才培養目標的實現，既要有與之相對應的課程體系和教學內容，而要達到好的教學效果，實現高水平的人才培養質量，更重要的是要采用相應的教學組織形式和教學方式[1]。 研究性學習就是一種符合工程能力培養規律、符合綜合素質形成邏輯的教學組織形式和教學方式。其核心理念是注重從問題開始而不是從結論開始，以探索學科知識的產生和發展規律為路徑，以剖析工程原理的形成過程為載體，以分析、研究和解決工程實際和工程學科問題的過程為平臺，以師生互動和同學合作為形式，將學習知識與研究問題相結合，使學生在學習學科知識、工程原理和思考、分析、探究問題的過程中獲取、應用和更新知識，在解決問題的過程中培養和訓練發現、研究和解決問題的能力，在合作學習和團隊交流過程中形成和提高綜合素質。

1.2 教師的指導作用

教師的指導作用是指在研究性教學中，教師以研究對象為載體組織教學活動，在此過程中，讓學生真正成為學習的主人，使之從作為權威的固定知識的束縛中解放出來。而教師也從知識的傳授者、占有者的權威地位演變為學生學習的引導者、指導者。教師的職責應是越來越少地傳授知識，越來越多地激勵思考。

1.3 環境科學

環境科學是一門交叉性邊緣學科，是研究人類社會發展活動與環境演化規律之間相互作用關系，尋求人類社會與環境協同演化、持續發展途徑與方法的科學。在宏觀層面，環境科學要研究人與環境之間的相互作用、相互制約的關系以及社會經濟發展和環境保護間協調的規律；在微觀層面，環境科學是研究環境中的物質在有機體內遷移、轉化、蓄積的過程及其運動規律，對生命的影響和作用機理。環境科學主要的學科構成有大氣科學、生態學、環境化學、地球科學。葉文虎認為，“環境科學是以人類社會為主體的外部世界的全體。”[2]

2 環境科學研究性教學過程中教師作用的發揮

研究性學習對學生的素質提出了較高的要求,要求學生在從事研究性學習過程中充分發揮學習的主體性；具有問題意識和學習研究能力,即提出問題、思考問題、分析和解決問題的能力；同時要掌握基本的科研方法,養成批判性思維習慣,形成良好的思維品質。在此過程中，教師的作用如何實現？教與學怎樣才能實現良性互動，有效融合？大學教師組織大學研究性學習的技術手段是什么?在環境科學研究性教學中教師作用的發揮主要體現在以下幾個方面。

2.1 研究性教學內容的選擇

在研究性學習中，研究對象即問題或課題的選擇是基礎。內容選擇原則如下：(1)內容不要太寬泛，大而全，而是要注重關鍵概念的深層理解,注重學習的深度,提倡理解性學習,即教學內容的少而精是宗旨,學習內容的深層理解是目標。好的課堂教學是教給大學生獲取知識的方法,引導其追求知識的深度,而不是單純的廣度。(2)具有真實性，能將事物的科學價值與社會價值統整起來，真實的問題能激發大學生的興趣,有效地解決真實的問題與大學生的經驗知識基礎有關。(3)具有挑戰性。問題的難度和復雜度使問題具有挑戰性,而挑戰性的問題能訓練大學生的思維技能和社會技能。如測定水體中細菌群落的數量這一分析方法，水樣的選擇可以選擇校園池塘水采集樣品。

2.2 教學活動的設計者和組織者

將“問題探究”始終置于核心地位，要求教師具有較強的教學設計能力包括環境設計能力和學習策略設計能力。環境設計能力，即要求教師提供一種有利于學生自主構建知識的學習環境，包括信息資源的提供，與學習主題相關的情境創設、合作學習的組織指導等；學習策略設計能力，要求教學環節的設計能夠有效地激發學生學習的主動性，培養學生的研究能力和創新能力。在有意義的情境中,學生通過自己的活動能產生新的觀念,理解事物之間的意義和聯系。情境化教學技術能有效促進學習者解決復雜問題和學習遷移能力，使學習者在一個完整、真實的問題情境中產生學習的需要。

2.3 創造自由、輕松的學習氛圍

教師對提出問題和回答問題的學生的態度影響著學習情境。教師及時回答學生的問題,對學生回答的問題及時反饋,能夠創設自由民主的學習氛圍，這也是至關重要的因素。如果一堂課充滿著自由民主的氣氛,就會創造了一個思想自由交流的空間。若因回答問題錯誤受到老師和其他同學負面評價,回答問題的同學就會產生心理負擔,會造成班級不愛討論問題的氛圍。

2.4 指導學生閱讀

閱讀是大學生重要的學習形式。學生通過閱讀學習可能往往比通過聽課學習更有效。研究表明，閱讀的效果往往超出聽課的效果,閱讀是個體積極的學習行為,而聽課是消極地接受外部信息的傳遞,外部信息轉化為個體的內在知識結構需要主體的積極參與。教師可布置學生寫讀書報告,對閱讀中的重點內容概括復述,批判性地理解作者的觀點和態度，引導學生形成閱讀中的反思思維非常重要。對于有難度的閱讀文章,教師可以運用習明納的形式進行“閱讀指導”。

2.5 適時指導和反饋

教師指導下的學生主動學習才是有效的學習,這是教育的基本原理。教學指導應該包含即時矯正與反饋的內容。如水體中細菌群落測定這節課，教師請2個同學在課堂上演示(在課前將實驗過程放到視頻中請同學們預習觀看)，詢問學生測定過程的關鍵點是什么？強調了無菌操作是關鍵。在演示移液管移液等過程中，隨時詢問其他學生是不是看出有什么問題，問題產生的原因是什么？并逐一進行剖析，這一過程非常有效，使同學們即了解了細菌群落測定方法所要進行準備的儀器設備、方法的原理、步驟，更重要的是掌握了一些操作細節，哪些需要注意的問題，最后對本節課程進行點評總結，使研究性學習取得了好的效果。

在研究性學習過程中,教師以建構主義理論為基礎,以學生為中心開展教學活動,專注于構建事實間的聯系,使學生形成對事物的重新理解[3]。教師要揭示概念及其之間的聯系,幫助學生構建自己的知識結構。學生獲得對知識的獨特理解可能是正確的,也可能是不正下確的,這就需要教師提供適當的指導。如果學生僅僅是簡單地記憶有關知識信息,而沒有賦予知識意義性的理解,今后在職業活動中就難以從大腦深處提取知識和遷移知識,更不能運用它們去解決問題,也不可能促進創新思想的形成。

多做有指導的練習和及時的反饋是有效學習的保證[4]。反饋表示獲得知識的效果,學生需要主動評估當前的知識理解水平，以便監控自己的學習效果。如在訓練批判性思維中，分析性寫作訓練是一個非常有效的方法。寫作分四次布置。第一次讓學生選擇一個話題(如:霧霾問題能在短時間內得到解決嗎?),陳述一個觀點,進行論證。第二次作業讓學生假想自己是持對立觀點的人,對自己的觀點進行駁斥,第三次作業讓學生再持正面觀點進行辯駁,第四次作業是學生綜合前三次的觀點后,提出最后的看法，來訓練批判性思維中語言的多角度表達形式。四次作業均給出分數和評價,學生根據評價來進一歩改善學習;如果有疑問的話,學生可以提出來與教師討論。最后，得到學生的充分肯定,練習作業極大地促進了他們對批判性思維知識技能的理解和應用。

3 結論

研究性學習是一種符合工程能力培養規律、符合綜合素質形成邏輯的教學組織形式和教學方式，是以剖析環境科學與工程原理的形成過程為載體，以分析、研究和解決環境科學與工程實際和學科問題的過程為平臺，以師生互動和同學合作為形式，將學習知識與研究問題相結合，使學生在學習學科知識、工程原理和思考、分析、探究問題的過程中獲取、應用和更新知識，在解決問題的過程中培養和訓練發現、研究和解決問題的能力。教師在這一過程中，是設計者、組織者、實施與推動者、評價與反饋者和全過程的指導者。首先，教師要根據教學內容進行項目選擇與設計；其次，在組織實施過程中，要進行介紹項目、項目分解、學生分組、組內分工、文獻檢索、自主學習、初步研究、小組討論、繼續研究、成果集成、課堂交流、改進完善、項目評審。研究性學習涉及的問題、案例和項目主要源于工程實踐和企業實際。學習的全程都是問題驅動的，學生一開始就要面對源于實際的問題，就要學會從全局和系統的角度發現問題的根源、分析問題的特點、研究問題的本質，要運用創新性思維和批判性思維尋找解決問題的方法和途徑，從而最終解決問題。在這一過程中，教師的閱讀指導、問題引導、與創建自由、開放、輕松的氛圍并提供豐富的信息資源和構建知識的學習環境至關重要。