基于建构主义理论的材料认知训练——“园林工程”课程教学改革探讨

李运远　魏菲宇

(北京林业大学园林学院，北京　100083)



基于建构主义理论的材料认知训练
——“园林工程”课程教学改革探讨

李运远魏菲宇

(北京林业大学园林学院，北京100083)

摘要：材料是一切建造的根本。“园林工程”课程是研究如何应用工程技术的手段，建造、实现园林艺术的一门课程，其与材料之间有着必然的联系，但材料的认知训练却是现阶段“园林工程”课程的空白。基于建构主义基本教育理论，借鉴建构主义的教学方法，从“情境创设”“过程协作”“会话交流”和“意义建构”4大要素出发，探讨“园林工程”课程教学过程中如何通过创设符合教学内容要求的情景，激发学生对材料的学习兴趣，引发学生对园林工程与园林设计的关系进行建构，从而实现对材料的认知学习。

关键词：建构主义；园林工程；材料认知；教学改革

建构主义理论强调知识的获得是由学习者主动建构而成的，不是被动接受传输获得的。在这种以学习者为中心的学习方式中，学习者可以借助其他人(教师和同学)的帮助，利用必要的学习资料，通过自主体验与感知，以建构的方式获取所有知识。由于建构主义教育理论强调学习者自主探究、自主发现的过程，并要求将这种自主学习的过程与合作式学习、研究性学习结合起来，所以这种学习方式有利于学习者创新意识、创新思维和创新能力的培养，并对当前高校的教育教学改革产生广泛影响[1]。目前，建构主义理论的应用已经突破了基础教育领域，逐渐深入到具体的专业教学中。本文基于建构主义基本教育理论，借鉴建构主义的教学方法，从“情境创设”“过程协作”“会话交流”和“意义建构”4大要素出发，探讨在“园林工程”课程教学中设定材料认知训练的学习环境要素问题。

一、“园林工程”课程与材料认知的关系

“园林工程”是高等院校风景园林等相关专业所开设的一门专业核心课程。其任务是使学生掌握如何以工程技术为手段，在最大限度地发挥园林综合功能的前提下，解决园林设施与景观的矛盾问题，并使学生掌握园林工程设计原理、工程设计方法及工程设计表达等基本知识和技能。而现阶段的园林工程类课程体系却有一定的滞后性，其与设计课程的脱节，使得学生在工程类课程中学到的抽象理论无法应用到实际工作中，最终导致设计方案与实际建造的脱节[2]。而专业学习过程中的材料认知训练恰好可以弥补这方面的问题。

材料是人们最能直观感受到的物质，是构成设计的基础，也是任何设计都要涉及的基本问题。“园林工程”作为一门由设计到实际建造的理论课程，与材料的关系最为密切，所以在西方相关专业的教学体系中，有关材料的知识与训练是必不可少的教学内容。而在我国的“园林工程”课程教学内容设置中，既没有涉及材料与实际建造关系的课程内容，又没有为学生提供直观地认识材料、接触材料的机会，更没有专门讲授材料不同特性的课程。而当今园林事业的发展，与新材料、新技术的不断涌现密不可分，因此有关材料的知识与训练就显得尤为重要。

二、园林材料与园林设计的关系

通常意义上的“材料”是指人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。而“设计”是一种有计划的制造，是人们有意识地把材料转变成为产品的过程，所以材料与设计的关系密不可分。材料不是决定设计形式的唯一因素，但材料可以说是任何一种设计形式的载体。由于不同的材料有不同的属性，设计的形式在某种程度上可以说是适应和表现材料的结果[3]。

材料的属性通常可以区分为2类，即第一属性材料和第二属性材料。前者指材料相对恒定的、长久不变的自然属性，如密度、硬度、比重等；后者则指易变化的或偶然表现出来的特征，或者在自然气候的作用下，由于温度、湿度的不同，材料也会不断地变化而呈现出不同的面貌。虽然材料的第二属性非恒定，但却比第一属性更广泛地被用于具体设计之中。总之，设计师要了解材料，了解不同材料的不同特点，并能从中甄别出何种材料能满足设计的要求，同时还要在设计中尊重材料的多重属性。

三、建构主义理论指导下的材料认知训练

建构主义理论强调学生自我建构知识的过程，并且这种建构无法由他人来代替。因此，以建构主义理论指导材料的认知训练，能激发学生自主探索发现材料的自身规律，并建构其他相关知识。在整个教学过程中，学生是主体，教师是组织者、指导者、帮助者和促进者。在建构主义理论指导下，教师的主要任务由传统的书本讲授，转变为学习环境的营造和学习资料的提供。“情境”“协作”“会话”和“意义建构”被建构主义归纳为学习环境中的4大要素[1]。因此，材料认知训练的教学任务以及内容的设定也应围绕着这4大要素进行。

在“园林工程”课程教学过程中，教师要求学生全面地认识材料，不仅要从书本的理论知识上来了解材料的第一属性，而且还要通过一系列的训练，直观地掌握材料的第二属性。教师在“园林工程”课程教学中运用建构主义理论的4大要素，通过材料描述、材料加工、材料连接3个阶段，对学生进行材料的认知训练，使学生成为自我建构知识的支持者、引导者和参与者。

(一)情境创设

在“园林工程”课程教学改革过程中，教师要为学生创设了解材料、接触材料的“情境”。“情境”的创设必须有利于学生对材料知识的建构，即创设一个了解材料的场所。所以高校必须建设园林材料实验场所，建立不同材料的实物档案和与之相关的基本加工设备和工具，并向师生开放。

材料认知训练的“情境”创设要体现教学任务的开放性，并注重学生的亲身体验。例如，在材料描述阶段，教师要求学生从观察描述开始，把自己的直观感受描述出来，如木材独特的纹理、玻璃的透光性、天然石材的粗糙感等。另外，教师还要求学生自己动手进行“干预式观察”，通过施加压力、破坏材料结构等人工力量介入的方法，进一步观察材料的变化，比如通过在天然石材上喷水，让学生观察不同石材的吸水性和透水性等性能[4]。在材料加工阶段，教师要求学生以小组为单位选择感兴趣的材料，借助简单工具进行加工制作，使学生对材料、工具有一定的直观认识，例如通过对木材进行切、削、刨等简单加工，使学生理解材料与工具之间的关系。

(二)过程协作

建构主义理论认为“协作”发生在学习过程的始终。从学习资料的搜集与分析，到学习过程中假设的提出与验证，再到学习成果的评价与最终建构，每个部分都需要学习者的协作参与。

“园林工程”课程的材料认知训练十分强调学生的动手能力，课程的大部分时间全部以学生自己动手为主。在“园林工程”课程的材料认知训练中，教师要求学生分组，以小组为单位完成作业，所以小组成员之间的“协作”必不可少，尤其在材料加工和连接阶段，例如金属材料的打磨练习，打磨一块生锈的钢铁，使之能体现出金属光泽或特殊的机理效果，并用照片记录打磨过程中材料表面质感的变化。学生为了完成这一任务，小组学生之间必须“协作”起来轮流打磨并轮流记录。“协作”还体现在材料的连接、组合方式的训练过程中，学生要根据自己对材料的理解提出不同的设计方案，小组成员“协作”完成对不同方案可行性的论证实验，然后选取最终方案进行大比例模型制作。

通过动手“协作”，学生在“协作”过程中完成了材料认知结构“同化”和“顺应”的变化。课程学习不是简单的线性的信息输入，而是小组成员之间、新旧知识之间的相互作用过程，也就是学习者之间与学习环境之间互动的过程。

(三)会话交流

建构主义理论认为“会话交流”是学习者协作过程的载体。小组成员之间必须通过交流商讨如何完成规定的学习任务。每个学生思维成果通过理性的组织、表达传递给其他人，并为整个群体所共享。在这一过程中信息的传递者也实现了自我对知识的建构。

在材料认知训练中，每个阶段的训练都包含动手操作、交流讨论、成果总结等几个部分。交流除了伴随着实际的动手体验外，还要有小组集中讨论的时间，例如在材料描述阶段，教师要求学生用文字准确描述材料的这些特征，然后在小组间进行“会话交流”，自行总结，使材料的特征概念化。

此外，在教学过程中，教师与学生，学生与学生之间也会针对材料的某个问题进行探索，并在探索的过程中相互交流和质疑，了解彼此的想法。由于每个人的经验背景都是不同的，所以对同一件事物的看法和理解有时也会不同。建构主义认为这种个体的差异本身就是一种宝贵的资源，学生之间可通过交流相互影响、互相学习，把个体对知识的理解通过交流传递给其他人，同样也可以从他人之处汲取有用的信息，丰富自己对知识的理解和掌握。

(四)意义建构

建构主义理论认为“意义建构”是整个学习过程的最终目标。教师帮助学生进行“意义建构”的实质，就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系有深刻的理解。这种理解可以在学生大脑中长期存储，并形成当前所学知识的认知结构。所以学生获得知识的多少，取决于学生根据自身经验去建构有关知识的能力，而不取决于记忆和背诵教师讲授内容的能力。

在材料认知训练中，每个阶段的训练都要求学生主动去搜集、分析有关的信息和资料，并对所学内容提出问题和假设，然后进行亲自验证[5]。学生经过这几个部分的训练后，要对实验进行总结，发现其中的规律，并把实验过程所拍摄的过程图片，以及每个过程所得出的结论以图文并茂的方式展现在图纸之中，完成训练的“意义建构”。例如在材料的连接训练阶段，学生用不同材料做出实体作品之后，要根据自己的创作完成节点图纸的表达。这部分训练虽然是制作过程的重复，却有助于学生理解节点的重要性，培养学生在设计活动中的细节意识和图纸表达能力。

总之，建构主义理论是现代教育理论的重要组成部分，它对学生的学习过程和教师的教学过程都做出了许多新的解释。建构主义理论认为教学的过程应逐步减少外部控制，增加学生自我学习的能力。所以在“园林工程”课程的材料认知训练中，教师并非以单线输出的方式讲授知识，而是成为了学生建构知识的引导者。教师通过创设符合教学内容要求的情景，激发学生对材料的学习兴趣，并结合新旧知识之间的联系，引发学生对园林工程与园林设计的关系进行建构。因此，笔者认为，建构主义理论为“园林工程”课程教学改革提供了理论依据，对学生的创新精神和实践能力培养都有着积极而深刻的意义。

资助项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目“风景园林工程与技术学术研究团队建设”，项目编号TD2011-30；中央高校基本科研业务费专项资金项目“生态园林绿地营建关键技术”，项目编号2015ZCQ-YL-01。

参考文献

[1]高文，徐斌艳，吴刚.建构主义教学研究[M].北京：教育科学出版社，2008：105-107.

[2]李艳，聂庆娟.“园林工程学”教学模式改革探讨[J].安徽农业科学，2011，39(2)：1256-1257.

[3]李运远.试论园林材料的应用[D].哈尔滨：东北林业大学，2006：47-48.

[4]周凌.材料的显现——研究生设计教学中的材料训练课[J].新建筑，2008，2(10)：134-139.

[5]郭婧娟.建构主义下的研究性教学方案设计——以“工程造价管理”课程为例[J].北京交通大学学报(社会科学版)，2011，10(1)：100-105.

(责任编辑孙艳玲)