基于建构主义的环境监测课程教学改革

万均 李玲玲 孔晓伟 王磊

摘  要：基于建构主义的教学理念，深度分析学习者的特征，对学习情境和自主学习策略进行了详细的设计。同时在教学过程中密切关注学生个体差异性，针对性的进行引导，有利于学生养成创新型思维方式。构建以“评学”为中心的多元化评价方式，采用教师评价、学生自我评价、小组间互评等多元化评价方式对学生具备的知识、能力、素质进行综合评价。提升学生创新能力为目标基于建构主义的新的教与学的模式，可以有效加强环境工程专业本科生工程意识和创新能力，培养具有创新能力的新工科人才。

关键词：建构主义；环境监测；教学改革

建构主义是基于心理学的研究成果应用于教育实践的教学理论，建构主义认为学习是学习者通过外部环境和内部经验积极构建知识的过程，强调学习者学习的主动性，通过教师的帮助和引导，促进学生的深度思考。“以学生为中心”是建构主义的指导性教学原则，突出“合作学习”及资源整合，因此建构主义能够更好地指导学生“学”，学生是教学的主体。建构主义教学的中心是学生“学”的过程，教师起主导作用，为学生的学习指明方向。学习如何发生，意义如何建构，用什么方式建构，建造什么学习环境让学习更有成效？始终是建构主义关注的问题。因此，在建构主义学习语境下，小组合作学习、主动式学习、问题解决导向学习、探索式学习等学习模式占据主流。近二十年，建构主义教学理论成为世界各国教学改革的理论基础和指导思想。国内外大量研究都关注了建构主义影响和指导下的教学改革。有大量实证研究发现，建构主义教学有利于提高学生的自主学习、独立思考和创新能力。比如，以学生为中心的项目教学有利于学生英语综合素质的培养，提升学生的口语能力；支架式教学模式下，学生英语写作水平得到明显改善；采用建构主义教学法，充分发挥了學生的主观能动性，有效训练了学生的思维能力和创新能力等。

课堂是落实人才培养的主渠道。传统的课堂教学以“教”为中心，忽视了学生的主体性，面对教师的生动讲解，积极回应、互动的学生却不多，课堂成为高校教育质量下降的重灾区。《中共教育部党组关于加强高校课堂教学建设提高教学质量的指导意见》中特别指出要加强课堂教学质量提升，课堂教学是高等教育的主阵地，课堂教学质量关乎大学生的素质高低。教育部吴岩副部长一直强调“改到深处是课程，改到痛处是教师”，没有课程，人才培养最终都不会落到学生的身上，而没有老师的参与，教学质量就是一个美丽的传说。

党的十九大报告指出“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”，生态文明建设给环保产业带来挑战和机遇。随着物联网、大数据、云计算等前沿技术逐步融合到环境治理中，数据化、精准化及智能化已成为环保产业的一种新业态。在当前环保产业发展的新形势和新业态下，环境类专业迫切需要改革传统的课堂教学模式。针对我校区域性化工特色应用型高等院校的特点，基于建构主义理论对环境监测课程进行课堂教学改革，将全过程学业评价作为课堂教学改革的抓手，实现教学模式从注重知识传授的“以教为中心”到“知识+思维方式+想象力”并重的“以学为中心”的转变，通过探索式学习、主动式学习、小组协作式学习、问题导向学习等新学习形态完成知识建构过程，营造具有参与性的、以学生为中心的学习环境来提高学生的学习效果和创新能力，具有重要研究意义。

基于建构主义教学设计模式是以“学”为主的模式类别，突出学习者的主体地位，教学过程注重活动设计，强调学生对所学内容的实际应用。以提升分析、应用和创新能力为目标，针对环境监测课程进行课堂教学改革，将全过程学业评价作为课堂教学改革的抓手，实现教学模式从注重知识传授的“以教为中心”到“知识+思维方式+想象力”并的“以学为中心”的转变，通过课程教学革命实现能力和素养的达成；将教学评价聚焦于工程意识和创新能力，以评价结果为依据，对教学进行持续改进，使教育质量呈螺旋式上升。环境监测课程教学改革方案设计思路如图1所示。

一、基于“逆向原则”进行课程设计，优化教学内容

在建构主义教学法实施的过程中，创建有利于学生建构意义的“情境”。基于“以学生为中心”的教育理念优化课程教学目标，将情境设计作为教学设计最重要的内容之一。

首先创建有利于学生建构意义的“情境”。在认真分析教学目标的同时，将情境设计作为教学设计最重要的内容之一。以清晰的学习目标指导整个教学设计环节。以提升创新创业能力为目标，采取活页式教材，融入前沿成果，以产业现实案例构建环境监测课程教学情境，个性化服务。基础知识采用线上自主学习，注意知识点之间的逻辑关系，扎实基础知识。通过线上章节测试和随堂小测验等检验学习效果。课堂上重点突出能力培养，创建有利于学生建构意义的“情境”，在教师的指导下，学生一起交换想法和观点，收集资料、检索文献、分析讨论，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。注重新旧知识的连贯性，注重课程体系的先后顺序，新知识的教学是在学习者已有知识经验基础上进行的，而已有的知识经验应作为新知识的增长点，在对已有知识的理解掌握中实现创新。深入挖掘环境监测课程中的思政元素，并融入到教学中，不断影响学生的价值塑造，做到知识、能力和价值的有机统一。

二、构建新的教与学新范式，引导、督促学生参与学习全过程

建构主义关注于学习的成效，致力于研究用什么方式学习，建造什么样的学习环境才能达到学习更有成效的目的。基于建构主义理论，构建教与学新范式，教学中改变“教师为主体”的教学模式，采用“学生为主体，教师为主导”的教学模式。并借助现代信息技术，采用线上线下混合式教学，利用自主建设的在线课程和案例库、国家智慧教育平台中的课程资源等，引导、督促学生积极参与学习过程，享受学习环境，提升学习的参与度，学生由被动学习转变为主动学习。教师更多的变成指导者指导学生自主学习，教师通过各种方式充分发挥引领、指导、组织、激励作用，做到讲授与学生自主学习相结合、课内与课外相结合，强化学生的思维能力、创新能力、学习能力，提升学习乐趣，提高学生解决问题的能力，培养基础知识扎实，富有创新精神，堪当大任的创新应用型环境工程专业人才。

在环境监测教学过程中，在教师的指导下，学生作为学习过程的中心，在创设的学习情景下，充分发挥学生主体性，实现由被动学习向主动学习的转变，在学习过程中发挥学习小组作用，由一个人的学习，个体行为向团队学习和现场学习转变，由一般性知识和能力发展的浅表性学习向深度学习转变，形成高质量学习范式。在环境监测的教学中让学生根据所学知识讨论不同条件下合理的采样方法、分析监测方法，结合相关条件去论证干扰的消除方法，选择相关质量保证方式，给出合理的结论。通过这种课堂教学方式，不仅能教会学生学习知识，更能够促使学生去发现、分析和解决问题，培养学生团队协作的精神，科学的思维方式、独立思考能力、创新能力和协作能力。学生在学习过程中，不断收到考试的反馈，有利于学生及时调整学习方法，优化学习计划，形成更加个性化的学习。以含氮化合物的测定为例，建立了“建构主义”教学模式（见图2）。

三、构建基于学生全方位发展的教学评价方法

（一）构建以“评学”为中心的多元化评价方式

丰富“全过程学业评价”和“非标准答案考试”的内容，采用教师评价、学生自我评价、小组间互评等多元化评价方式对学生具备的知识、能力、素质进行综合评价。学生在学习过程中，不断收到过程性评价的反馈，有利于学生及时调整学习方法，优化学习计划，形成更加个性化的学习。

（二）建立课程思政教学目标科学的评价方法

在过程考核中答辩学生仪表仪态、个性展示、科学的思维方式和表达能力、现场感染力、精神面貌、团队协作精神，每组学生为其他组同学打分的客观性、严谨性和科学性，学生在参与课堂教学过程中的团队协作精神、创新意识和综合表达能力，是否存在抄袭行为等，学生所举实例的逻辑性、科学性和可行性，都是教师对其打分的评价标准；同时这也是课程思政需要评价的内容，进而解决了原来课程思政难以评价的问题。

• 建立规范的非标准答案考核评分机制

对于“联系实际案例分析题，没有标准答案，只需解决问题”的问题，如何使评分规范，学生认可，评分科学？尝试采用学生自评、小组间互评，老师打分同时进行，组内同学给出小组内各位同学参与度的权重。学生成绩由学生组间互评打分、自评打分和教师打分共同组成，使评分更客观，更容易被学生认可。联系实际的案例分析，围绕着课程涉及的内容，各学习小组进行分工、资料收集、文献检索、探讨分析、撰写研讨报告。学生根据前期研究和分析制作 PPT、讲解与答辩。课堂讲解与答辩的过程中其他同学可以提出问题，由小组现场回答，回答不了的可以回去查阅相关文献课后在线上讨论区进行补充。同时其他小组对答辩组同学进行现场打分。在考核中，学生仪表仪态、语言组织与表达、内容呈现、个性展示、现场感染力、问题回答、创新性等方面均作为考核内容，同时组内同学给出各位同学参与度的权重。教师打分着重于评估学生在参与课堂教学过程中的团队协作精神、创新意识和综合表达能力。学生作答思路和所举实例只要有逻辑性、科学性和可行性就可得分。学生成绩由学生打分和教师打分共同组成。同时每组学生为其他组同学打分的客观性、严谨性和科学性也是教师对其打分的评价标准之一。

构建以“评学”为中心的多元评价方式。丰富“全过程学业评价”和“非标准答案考试”的内容，采用教师评价、学生自我评价、小组间互评等多元化评价方式对学生具备的知识、能力、素质进行综合评价。这些方法能够形成学生之间相互监督和帮助的氛围，为学生主体性和互动性提供基础。

丰富“全过程学业评价”和“非标准答案考试”的内容，采用教师评价、学生自评、小组互评等多元化评价方式对学生具备的知识、能力、素质进行综合评价。学生在学习过程中，不断收到过程性评价的反馈，有利于学生及时调整学习方法，优化学习计划，形成更加个性化的学习。在评价方式中融入思政元素，建立课程思政科学的评价方法。

结语

在环境监测课程学习中，采用了建构主义教学方法，获得了理想的教学效果，提高了学生对理论知识的学习兴趣和认知程度。通过在授课过程中设置与监测实际紧密联系的情境，培养了学生的工科思维。

参考文献：

[1] 李志猛， 伍国华， 刘进， 等. 基于建构主义的理工科课程实战化教学法[J]. 高等教育研究学报， 2021， 44（4）： 111-114.

[2] 中共教育部黨组关于印发《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》的通知， 教党〔2017〕62号， http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A12/s7060/201712/t20171206_320698.html.

[3] 习近平：决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告， https：//www.gov.cn/zhuanti/2017-10/27/content_5234876.htm.

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基金项目：山东省本科教学改革重点项目：以学生为中心视角下环境类专业核心课程深化课堂教学改革策略研究（Z2022310），山东省教育厅；山东省本科教学改革项目：基于“新工科”和“OBE”理念的环境类专业实验教学改革研究与实践——以《环境监测实验》为例（M2022131），山东省教育厅；青岛科技大学校级教改项目：基于建构主义的环境类专业基础课课堂教学改革探索与实践

作者简介：万均（1971— ），女，汉族，山东曹县人，博士研究生，教授，主要从事环境污染物监测、处理。