建构主义及其在《GPS及现代定位技术》教学中的应用①

王 坚,彭祥国,高井祥

(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)

0 引 言

建构主义源于上个世纪60年代初瑞士儿童心理学家皮亚杰的认知发展理论、维果斯基的社会心理学理论以及布鲁纳的发现学习理论。建构主义学习观认为学习是发生在由学习者参加、个人与集体发现和解决问题的群体性的活动。强调交互式学习,重视学生之间的协作和交流[1]。建构主义具有“主动性、目的性、真实性、建构性和合作性”等特点。近年来,建构主义学习理论在教学改革中得到了广泛应用,如英语、数学、体育等学科,但在测绘学科中的应用并不多见。

在新的时代里,测绘教学研究及改革创新势在必行。创新人才与素质教育培养与素质教育是21世纪测绘教育的核心问题[2]。《GPS及现代定位技术》是一门理论性与实践性都很强的课程,该项技术也成为测绘新技术,正不断发挥着更大的作用。因此,在《GPS及现代定位技术》课程教学过程中,教学的巧妙性显得尤为重要。而建构主义学习理论的引进将很好的解决这一问题。

1 建构主义学习的教学设计

1)以学生为中心进行“协作”学习

在学习过程中,学习者与周围环境的交互作用对于学习内容的理解起着关键性的作用。学习者在教师的组织和引导下进行讨论和交流,学习者之间互相支持、互相帮助,营造创新思维的形成条件,培养协作精神,共同建立起学习群体,在这样的群体中进行协商和讨论。通过这样的协作学习,学习者群体的思维与智慧就可以被整个群体所共享,而不是其中的某一位或某几位学生完成意义建构。因此,学习者用自己的活动对人类已有的知识建起自己的正确理解,而不是去仔细地吸收课本上的或老师讲述的现成结论,所以这种教学过程应该是一个学习者亲自参与的充满丰富生活的概念或思维活动的组织过程。建构主义与传统教育心理学理论的不同之处在于,“它强调学生必须从外部刺激的被动接受者和知识的灌输者转变成信息加工的主体和知识意义的主动建构者[3]。”

2)以课堂为阵地进行“会话”商讨

要使学习者真正成为信息加工的主体,就必须为学习者的自主化学习、个性化学习、多元化学习、“会话”学习提供多媒体形式的信息资源。同时,教师还应结合教学内容、根据学生的具体情况组织学习者对当前所学知识的概念、基本原理、基本方法和基本过程进行讨论与交流,并对协作学习过程进行引导,使之有利于学习者的主动探索和主动发现、更多更好地获取关于客观事物规律与内在联系的知识,向发展联想思维和建立新旧概念之间联系的意义建构的方向发展。教师要提出适当的问题以引起学习者的思考和讨论,在讨论中设法使之感到课堂教学轻松,从而主动观察、主动思索、积极参与、发表意见、交流信息、相互启发、畅所欲言,在不断肯定、修正自己的思维过程中实现自我建构。例如,在学习伪距定位测量的时候,教师可以从复述《测量学》中的交会测量开始并引导学生去讨论和思索伪距定位的原理。“会话”是协作过程中不可缺少的环节。

3)以创新为目标进行“意义建构”

建构主义理论的内容很丰富,但其核心是以学生为中心,强调培养学习者的主动“建构”能力。多媒体技术能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听教材,是一种最有效、最直接的信息传递方式[4]。因而必须让学生充分、自主地占有信息资源,为学生感受情境、探索发现、验证假设、建构意义提供丰富的、有价值的多媒体形式的信息资源。领悟所学内容主题的情感基调及基本内涵,对学生认知结构的形成与发展是非常有利的,也是其它媒体或其它教学环境无法比拟的。教师应在进行教学目标分析的基础上,选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的基础内容,然后让学生围绕这个主题进行意义建构。让学生自己把握自己的教育,创造他们自己的知识,用他们自己的创造力去研究并向他人表达信息,使学生对所学知识内容达到深刻的理解和掌握,进行真正意义上的建构。

2 建构主义学习的教学内容及步骤

建构主义学习理论强调以学生为中心,认为学生是认知的主体,是知识意义的主动建构者;教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用,并不要求教师直接向学生传授和灌输知识[5]。在建构主义学习环境下,教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化。结合发现学习理论与《GPS及现代定位技术》课程的特点,可以给出其建构主义学习的教学内容和步骤的逻辑结构图,如图1所示。

图1 建构主义学习《GPS及现代定位技术》的教学内容和步骤的逻辑结构图

结合图1,对《GPS及现代定位技术》建构主义学习教学内容和步骤进行详细阐述:

1)教学是促进学习者朝着目标所规定的方向产生变化的过程,它贯穿于教学活动的始终。建构主义指导下的学习同样要遵循这一基本原则。教学目标分析是为了确定学生学习的主题即与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的知识内容。教学目标分析首先要考虑学习者这一主体。其次,还应尊重学习主题本身的内在逻辑体系特征。例如,在讲解GPS卫星导航这一章节时,教师在对教学内容分析后确定GPS导航原理作为授课主题并重点讲解。作为学生,也应以搞懂GPS导航原理及方法为学习主题。因此,不管是教学者还是学习者都应对整门课程及各教学单元进行教学目标分析,以确定当前所学知识的“主题”。

2)“主题”确定后,在教师的指导下,根据不同内容设置合理的情境,在实际情境下或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习,可以利用生动、直观的形象有效地激发联想,唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象,从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化当前学习到的新知识,赋予新知识以某种意义,达到对新知识意义的建构。

在讲解GPS导航时,可以以车辆导航为例通过多媒体模拟,展示车辆导航全过程。在此情境中,激发学生思考的热情。设置问题,引导学生思考如何提高车辆导航的精准性,如何消除或减弱各种外因的影响。

学生通过观察新的信息,分析新的问题,相互间讨论解决问题的方法。教师对学生的每种方法都要给予充分肯定,激发学生思考的热情,从而形成思考习惯,培养学生从直觉到理性的抽象思维能力,进而培养学生的解决问题的能力。建构主义思想下的教学观认为,学习不应该被看成是被动地接受教师传授的知识,而是学生主动以自身已有的知识和经验为基础的建构活动[6]。通过这一番学习后,学生对问题会有一个更深的认识,教师在对各种方法深刻剖析后,引导学生进行自主学习效果的评价。

3)自主学习效果评价的结果,应为学生设计出一套可供选择并有一定针对性的补充学习材料和强化练习。这类材料和练习应经过精心的挑选,即既要反映基本概念、基本原理又要能适应不同学生的要求,以便通过强化练习纠正原有的错误理解或片面认识,提高学生对知识的迁移能力,最终达到符合要求的意义建构。

下面以GPS定位原理为例,在讲解载波相位测量时,首先我们要将载波相位测量原理作为讲解的“主题”。重点讲述观测量以及观测量的组合、周跳的探测和整周模糊度的确定。在讲解时,首先提问学生伪距测量存在哪些不足,通过讨论得出其测量精度不高,然后提问学生有没有比伪距测量更好的测量方法,由此来引入载波相位测量,并借助多媒体技术呈现给学生一个更加直观的世界。让学生根据课本知识和教师的指导自主思考如何探测和修复周跳?如何确定整周模糊度?遇到问题可以进行“会话”协商。对学生提出的各种方法教师要进行耐心详细的讲解,分析其可行性并探讨改进方法。点评之后,要求学生进行系统整理并对学习效果进行评价。

3 结 论

对建构主义《GPS及现代定位技术》教学设计方法、教学内容和步骤进行分析研究,提出以学生为中心的、教师引导、学生主体的教学方法,提高了教学效率与教学效果,增强了学生对知识的认知、理解、巩固与应用能力。建构主义教学法是大学教学改革发展的一个趋势,对于在具体课程中如何实施,如何提高学生的建构能力,仍需要广大师生在教与学的过程中不断摸索和实践。

[1] 侯万春.建构主义教学观和大学英语教学[J].四川外语学院学报,2000,(1):34-36.

[2] 王 坚,高井祥,孙正明.地球空间信息学对创新人才培养的新要求[J].淮海工学院学报,2007,16(1):161-163.

[3] Piaget,J.结构主义[M].北京:商务印书馆,1984.

[4] 李新民.构建大学英语多媒体网络教学模式的探索[J].外语电化教学,2006,(4):13-14.

[5] David H.Jonassen,A Model for Designing Constructivist Learning Environment[J].Proceedings of ICCE97,1997,12:155-164.

[6] 方 志.建构主义教学理论及其高等教育教学改革的启示[J].当代教育论坛,2009,(5):26-28