工科课程建构主义学习效果评价量表设计与实施

余先伦 聂祥飞 刘 毓



工科课程建构主义学习效果评价量表设计与实施

余先伦 聂祥飞 刘 毓

（重庆三峡学院信息与信号处理重点实验室，重庆万州 404100）

工科课程学习效果评价是对学生学习程度的一个结论性判定，教学团队要尽可能客观、公正和合理，保护学生的学习积极性和主动性．论文分析了传统工科课程教学的基本特征，根据建构主义理论建立了工科课程建构主义学习模型，构建了工科课程建构主义学习效果评价系统和成绩评价量表，并根据这个系统和评价量表给出了课程学习效果评价实施模型和需要注意的关键环节．工科课程学习效果实施建构主义评价能够有效促进学生建构元知识、重构课程体系、培养学生独立批判思维和人文精神．

教学模式；建构主义；学习评价量表

教育作为一种亘古的事业贯穿于人类历史文明中，大学教育实践活动源远流长．近百年来，全世界先行者对教育进行孜孜以求的探索，孕育生成众多的教育思想流派，如进步主义教育、要素主义教育、永恒主义教育和建构主义教育．人类历史进入二十一世纪以来，随着互联网、物联网、大数据时代的到来，教育正在全面信息化，Mooc已经在世界范围里兴起，对传统教育的改革风起云涌，建构主义思想正在注入到传统教学中，促使当代教育表现出一系列鲜明的基本特征[1-3]．大学工科教育的主要目标是传承人类文明，传播科学技术文化，建立广阔的职业背景，培育创新精神，培养良好的公民素质．

当前我国的高等教育主要是理解、模仿和接受那些被主流团体认为是正确的真理和处理方式，并将这种所谓的正确处理方式应用于学生未来的生活，这种方式在教学上单一封闭，过多关注学生知识存储的量，很难激发学生独立、创新和批判精神[4-7]．工科课程教学必须转变这种单向传递知识的方式，转变这种通过考试分数作为衡量学习主体学习效果的唯一标准的观点．在大学工科教育中采用建构主义方式教学就是对传统班级授课体制教学的一种改革更新．在新的建构主义教学中，传统的考试方法和学生成绩评价方案不再合适，本文建立了建构主义学习模型，根据这个模型构建了建构主义学生学习效果评价系统和评价量表，根据这个系统和量表给出了学习效果评价实施模型及在实施过程中需要注意的环节．

1 传统工科教学基本特征

目前我国工科教育依然以Jan Amos Komenský创建的班级授课制为主体，至多对这种教学方式进行微改革，加入视频、实践或信息手段，表现出以下基本特征[8-9]．

课程内容和教学内容采取狭窄的固定的课程构建模式．一般的工科课程内容主要关注是否与科学家团体所认可的相一致，采用学术性的框架将课程内容逐级展开，展现出一种十分有限的经验主义科学观．课程重视学科框架体系，强调理性的科学概念，关注规律定理的严密数学推理，唯象引入内容与工程实践的关系，所有的内容来自于科学家团体的权威性结论，科学技术流程是确定的，标准化格式和理性思考是统一的，这使老师和学生的思维和智力都有很大的依赖性和局限性．

以时间粒度为主要教学组织方式．我国工科课程教学主要采用学时数来进行，通过教学时数对课程内容进行分割，将课程知识内容分成一个个的小单元，或将实验实践环节内容分解成一个个任务，规定学生根据一定的步骤和一定的时间范围把内容消化理解，最终学生学习完成整体课程知识体系，学生很难在新的关联环境进行知识迁移运用．

工科课程只关注课程本身的选择特性．一般而言，传统工科课程体系把注意力集中在课程的科学内容和工程实践环节上，不会关注经济结构、社会人文因素对课程的影响，忽视工科课程的社会化功能以及对人类在道德等方面的作用．课程一般没有考虑教师和学生的具体特点和观点，忽视了与学习主体间的有效交流，淡化了学习主体的思维特征和创造批判精神，忽视了工科课程的人文情怀，淡化了工科课程对人类理性生命的影响和情景．

工科课程不能将具体学习主体的前期概念与新建概念有效结合．一般工科课程都是只抽取人类已经得到的由科学家团体所达成的先验知识，通过这些先验知识来说明经验．这些先验知识是由科学家团体确定的，却不是由客观世界对工科课程所提出的限制，学科先验知识的所谓客观性仅仅代表整个科学团体．学习主体把接受先验知识当作主要目标，一般采用机械或扩展的方式学习概念，不利于学习主体的独立精神和创新能力培养．

传统成绩评价方式不能体现学生的创造性．这种教学方式下学生学习成绩的评价主要采用考试环节进行，一般采用闭卷、有限开卷和开卷等方式，教师通过考试检查评判学生的学习效果，了解学生对课程知识掌握的程度．通过考试督促、引导学生复习记忆，使学生在不同阶段对不同科目的学习内容进行总结和归纳，进一步理解课程的基本知识，巩固学习成果，更加熟练地掌握千篇一律的基本技能和技巧．这种评价方式存在许多局限性，如不能够正确判断学生是否对课程知识有着全面深入的理解，不能够判断学生运用先验知识解决实际问题的能力，不能够判断学生是否具备对课程知识的创新批判，不能够判断学生对先验知识的迁移．

2 工科课程建构主义学习模型

建构主义学习理论最早由Giambattista Vico提出，以Jean Piaget发生认识论和Lev vygotsky文化历史论等心理学和社会学思想为基础，后经过西方教育实践逐步发展起来的．建构主义学习实践最早起源于19世纪的德国，威廉·洪堡提出了研究性教学和学习的主张，1980年代后建构主义研究性学习在我国教育中开始普及和流行[2,3,9-11]．

建构主义知识观认为，工科科学知识是人类对变化的客观世界进行不断解释和描述的过程，具有发展性、历史性．建构主义学习观认为，工科课程学习来自于学习者与客观世界之间建构性的作用，对客观世界的理解非常依赖学习者过去的知识和经验，学习必须是一个主动建构的过程，是同化和顺应的过程，学生的学习具有整体性和现实性．在工科教学中，教师在教学过程中不可能将课程的科学概念完整地转移到学生中，科学知识需要依靠学生先验的知识经验进行建构．建构主义工科课程学习的主要模式是基于问题式学习，通过工科课程的学习内容设计出基本问题，通过解决这一系列问题获得对课程内容的知识建构．

在大学工科课程建构主义学习中，引导学生意识到先验知识或概念的局限性和不足，需要展现出新知识新概念的合理性、完美性，可以为学生提供新的探索领域，使学生感觉出新知识和新概念能够解决课程学习中产生的问题，先验知识经验能够有效地被新的知识经验结构化．建构主义教学过程需要激发学习者不断调整自己的认知结构和认知不平衡来适应新知识和新经验，学习过程能够更有效地促进学生分析课程知识提炼的问题情境，通过推论、实验、假设等新方案解决问题，在解决问题过程中对新知识和经验进行检验，对学生先验知识和经验进行丰富补充、进行重构调整．工科课程建构主义学习模型如图1所示．在图1建构主义学习模型中，根据工科课程组建教学团队是第一个重要环节，教学团队的构建需要包括理论的、工程的、实践的和设计的人员．然后教学团队根据课程知识的深层理解和学习目标凝练课程的核心问题，建设解决问题的资源数据库，给出描述问题的问题情境，问题情境要在深度与广度之间获得平衡定位．第三个环节是教师团队需要积极地根据课程的问题情境，引发学习小组的认知冲突，让学生以自己的方式去思考，学习小组要综合运用先验的知识经验，查询相关资源，对问题形成自己的全面理解，明确课程问题的核心本质，在这个过程中教学团队需要进行相关的支持引导．第四个环节是学习小组对冲突中的问题进行分析研究，通过有效的思维策略和各种资源提出解决问题冲突的方案，教师团队和学生小组都可以针对所要解决的问题进行问题扩展．第五个环节是根据方案具体实施解决问题，不同的课程问题模式其表现的具体特征是多样性的，学习小组需要充分驾驭问题资源库、工程实践探究性活动、建构性多向性互动和批判性思维，在解决问题的活动过程中，学生先验知识经验和新知识间得以充分双向有序作用，学习小组的学习活动真实真正深入到学生的内心世界中，在问题解决过程中实现学生冲突的同化和顺应，建立新的认知结构，完成知识建构和知识迁移．第六个环节是反思评价，这个环节是建构主义学习的核心过程，在课程问题学习过程中，学习小组解决问题一定不会一次完成，它需要不断追思问题，使得问题空间在解决过程中延展，通过教学团队和学习小组的协作切磋和监控，将学习过程和责任持续转移到学生小组，不断增强学生学习自主性和独立性．它需要由教学团队和学习小组共同完成，针对问题学习进行检视，对新知识进行评判．

图1 工科课程建构主义学习模型图

3 工科课程建构主义学习效果评价系统

在建构主义学习过程中，建构主义学习效果评价系统、生成合理的学生学习成绩报告是建构主义教育和学习的重要部分，关系到建构主义教学的成功与失败．建构主义学习评价应当贯穿于整个建构主义教学全过程，评价系统和评价量表应该反映学生学习的整个过程，映射学生学习过程的方方面面，根据建构主义知识观和学习模型，根据工科课程的课程特征，学生学习效果评价系统如图2所示．在图2中，根据我们的理解，建构主义学习评价系统主要由下面六大子系统组成，每一个子系统又包括若干量表．

3.1 学生学习效果评价系统必须关注学生学习准备情况

学生的学习结果是学习者在先验知识基础上通过学习过程所获得的更深层次的知识变化，在元知识、认知智慧、工程技能、实践动手、批判思维等方面发生变化，它显著依赖于学生过去的知识存储，因此学习评价系统必须反映这一方面．同时学生的学习结果与学生掌握的学习资源息息相关，学习资源不仅仅是教学团体所提供的资源，它还包括学生自己所检索寻求的学习资源．

3.2 学生学习效果评价系统必须能够有效促进建构主义教学相长

学生学习效果评价的目标一方面是给出学生成绩，更为重要方面是通过评价系统对整个建构主义教学行为反思，对教学过程取得的经验进行自我重组，并对建构主义教学发生可持续作用，并进一步促进学生自主学习．采用有计划针对性的学习过程监控，引导学生理解问题、提出解决问题的方案和解决问题实施过程，沿着建构主义知识观的方向前行．在建构主义学习过程中教学团体也需要不断审视自我的教学理念和教学行为，加强教学团体的教学重构和自我重构．

图2 建构主义学习评价系统

3.3 学生学习效果评价系统必须关注学生的学习方法过程

学生的学习成绩评价需要与学生的学习过程紧密联系，建立的评价量表充分关注学生如何制定解决问题的方案，关注学生独立探索学习和交互协作学习的结合，关注学生解决问题过程中实践工程手段的运用，关心学生对各种资源的利用是否充分恰当，解决问题的进度是否合理，解决问题过程中角色分工是否清晰、成果报告是否具有清晰流畅的效果等方面加以评价．

3.4 学生学习效果评价系统能够反映学生知识的增长

学生学习评价需要充分体现学生在工科课程元知识和迁移知识方面的变化，注重学生最初的学习基础，注重学生学习意识和学习主动行为，注重课程元知识内容的丰富性，所采用的解决问题的技术方法的合理正确性，学生与学习界面的表现力等方面加以评判，以及在此基础上的进步．学习效果评价系统必须可以描述学生在对课程核心概念、中心原理、关键表达式和工程实践技能的理解变化，能够通过分析学生学习课程的控制结构和发展过程关注学生在判断、决策等方面能力的增长，在评价系统中需要关心学生在思维和智力上的增长，关心学生是否掌握评估和解释课程知识的科学性、真理性和合理性，关心学生对教师团队的依赖性．

学习效果评价系统必须充分关注学生课程知识的真正意义建构，真实促进学生课程核心概念的迁移变化．学习评价的核心是工科课程元知识的理解而非仅仅是被动接受，学习评价的焦点是课程的思想内容而非简单的逻辑体系运用．学生元知识核心概念变化是建立在科学知识概念历史发展过程和学生个人发展基础上，它是学习效果评价系统促进学生学习成功的重要因素之一．课程元知识和核心概念的建立决定于学生对课程的感知过程，它影响学生解决问题的方法行为，元知识和科学概念的渐近变化出现在课程解释学圈子中．

3.5 学生学习效果评价系统需要体现学生对反思模型的运用

学习评价系统必须提供反思模型，发展反思过程的充分作用，给学生提供独立判断课程元知识和科学概念真理性的充分资源和充足空间，使学生有机会在科学推理、寻找证据和知识争论的基础上提升学生独立的判断和决策能力．评价系统有利于培养学生在智力方面的独立性，获得科学信念和科学价值期望，注意文化道德价值方面的差异性．建构主义教学和学习的典型特征是更高层次上的批判性思维培养．

在工科课程建构主义教学和课程中心问题解决过程中，批判性思维是反思模型的关键．学生在工科课程提出的问题和问题情境基础上采取的解决方案和策略，必须能够面对问题情境提出挑战，对问题和问题情境进行批判和怀疑，能够提供解决课程中心问题的多种方案，在探索、实践、选择和评判上获得答案，解决答案依赖于教学团队提供的标准但又要超越标准，是学生自我改正回归合理的过程，对解决答案的一切可能性需要敏感性，提倡怀疑精神，提倡答案和过程的标新立异，提倡学生课程学习目标的多元化，不能要求学生答案的唯一性．

3.6 学生学习效果评价系统必须关注学生与各种关系相处和发展的行为

建构主义教学和学习反映的是新型的教学关系，充分体现教学团队与学生小组、学生之间、学习小组与教学学习环境和学习小组与科学知识共同体等之间的合作协调关系．教学团队是导师，但同时也是学习小组的学习伙伴，在对等的教学过程中实现互动相长．学习小组之间和学习小组内部一定存在着竞争与合作，他们之间需要给予交流陈述的机会．知识建构是以学生自己的方式对学习环境的选择修正而得到，学生对课程知识的认知来源于学生与知识环境之间的相互作用，来源于与科学共同体和知识共同体之间的相互影响．通过建构主义学习在工科课程各个层面上获得发展，通过问题探究和工程实践，在资源利用、设计解决问题方案、实施解决过程、真理知识的评判、科学精神、合作与分享和社会历史责任感等方面取得进步．

4 工科课程建构主义学习效果评价实施

图3 建构主义学习学生效果评价实施模型

在前面二节，分析了建构主义学习理论模型，建立了建构主义学习效果成绩评价系统和评价量表．我们在工科课程建构主义教学过程中对学生建构主义学习进行评价，更好地促进学生对课程的学习，促进学生对课程基础原理、核心概念和工程实践等的理解，促进学生在思维、思想和批判性精神方面取得进展．建构主义学习效果评价实施环节必须要体现出合理公正和客观性，具备可操作性和规范性．我们的评价实施模型如图3所示．

根据图3，建构主义学习评价实施的主要依据是学生对课程问题解决的报告书，也即学生的学习成绩评价主要映射于学生的学习报告书，因此学生学习一个问题后必须撰写学习报告书，学习报告书需要采用当前科学家团体使用的主流语言进行撰写，需要简洁清楚地描述对工科课程知识、对核心问题及问题情境的评判理解，准确科学地描述解决问题的方案方法、实践实验路线和得到的结果，对结果的理解、讨论和结论的意义．在学习报告书中需要诚实描述在解决问题的过程中任何值得怀疑的证据、资源等信息．

在图3中，学生的成绩报告主要由三个方面生成，学生本人对学习的评判，学习小组成员对学生在整个学习过程中进行评价，教学团体对学生的学习进行评判．学生成绩评价主要根据我们建立的建构主义学习效果评价系统和评价量表，根据学生提供的学习报告书和学生的学习过程行为等得出．

我们在实施工科课程学习效果评价时还需要注意，一是建构主义学习评价的目的是为学生提供更加开放的自主学习环境，能够为学生提供学习的自由环境，为学生提供更加真实广泛的学习资源，对学生学习进行更加高度的指导和帮助，给学生更为自由的时间度．二是教学团体需要对学生建构主义学习过程进行整体监控，给学生提供工科课程广泛的知识背景资源，对解决问题过程中及时纠正方向性偏差，对讨论态度情势进行把握和诱导．三是合理引导学生反思，建构主义学习反思主要体现在学习小组的各种讨论交流和学生自己对学习结果的陈述等方面，在反思过程中学生建立起课程的概念模型，建构课程元知识，在方法、思维和能力方面获得提升，并在整个过程中对工科课程进行系统和体系化．四是整个评价体系和实施需要公正合理，要保护学生的学习兴趣和学习积极性．

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（责任编辑：郑宗荣）

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

余先伦（1967-），男，重庆梁平人，重庆三峡学院教授，主要研究光纤通信、光纤传感等．

重庆市教委教学研究项目“电子科学技术学位课程建构主义问题式教学与学习效果评价研究（编号：YJG15303）”；重庆市教委教学研究项目“转型发展中建构主义学习效果评价机制及评价系统——以电子信息专业课程体系为例”（编号：153131）；重庆三峡学院教学改革项目“《电磁场理论基础》课程考试方法的变革”阶段性成果