用建构主义理论指导本科生物实验教学改革.doc

用建构主义理论指导本科生物实验教学改革摘要：建构主义作为一种新的认知理论，被称为当代教育心理学中所发生的一场革命。本文论述了建构主义理论在知识观、学习观、教学观等方面的基本观点，并以此为指导，针对目前存在的本科生物学实验教学中的不足，进行了教学改革实践，取得了较好的效果。关键词：建构主义；生物实验；教学改革 建构主义教学理论作为一种新的、发展中的教学理论，在知识观、学习观、教学观等方面都提出了自己的见解与观点，并在国内外教育教学领域产生了广泛的影响。国内也有大量文章对该理论进行了介绍与描述。本文在本科生物学实验教学实践基础上，运用建构主义理论指导教学改革，使学生学习由被动接受知识转变为主动构建，培养学生的创造思维能力及解决问题的能力，全面提高了教学质量。一、建构主义学习理论的基本观点个体的认知发展与学习过程密切相关，建构主义可以较好地说明人类学习过程的认知规律。1.建构主义的知识观。传统的学习理论认为知识是对现实纯粹的客观反映，建构主义则认为：知识是人们对客观世界的一种解释、假设或假说，它不是问题的最终答案，而是会随着人类社会发展与科技进步不断地变革、升华和改写，被新知识或者新的理论所超越。知识也并不能绝对准确无误地概括世界的法则，提供对任何活动或问题解决都实用的方法。知识不可能适用于所有情境，知识的应用具有情境性，在具体的问题解决中，需要针对具体问题的情境进行再加工和再创造；尽管通过语言赋予了知识一定的外在形式，甚至这些命题获得了较为普遍的认同，但这并不意味着学习者对这种知识有同样的理解。真正的理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来，取决于特定情境下的学习活动过程。知识是情境化、个体化的产物。由此可以看到，建构主义理论则认为，知识是需要认知主体在一定情境下主动建构而非被动接受的，科学知识包含真理性，但它只是对现实的一种更接近正确的解释，强调从相对正确的意义上去理解科学知识和书本知识。2.建构主义的学习观。建构主义认为：人的认识本质是主体的“构造”过程，所有的知识都是主体自己的认识活动的结果，主体通过自己的经验来构造自己的理解。学习不是简单的信息积累，更重要的是包含新旧知识经验的冲突，以及由此而引发的认知结构的重组。学习过程不是简单的信息输入、存储和提取，是新旧知识经验之间的双向的相互作用过程，也就是学习者与学习环境之间互动的过程。3.建构主义的教学观。建构主义认为学生基于以往的学习经验，依靠自身的认知能力，能够形成对某些知识或问题的解释和看法，从他们自身的经验背景中得出合乎逻辑的经验和假设，因此教学不能无视学生的经验，直接将新知识灌输到学生头脑中，而是要把学生现有的知识经验为基础，通过外界的相互作用，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。教学不是简单的知识的传递，而是知识的处理和转换。教师应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们的看法，洞察他们这些想法的由来，帮助他们发现问题，与学生共同针对某些问题进行探索，并在此过程中形成交流和质疑，引导学生丰富或调整自己的理解。我国学者把与建构主义学习理论相适应的教学模式概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。二、当前生物学实验教学中存在的主要问题及原因我院生物化工实验室承担了我院5个专业1000多名学生的必修和选修生物学实验教学任务，共开出基础实验12个，专业实验8个。但在长期的教学过程中，依然存在着以下一些问题。1.长期采用传统教学方式，教师在实验教学中担任主体地位，学生是知识的被动接受者。实验指导教师扮演的是知识的传播者和灌输者的角色，学生则一进实验室就摆出课堂上听课的架势，等待老师讲解原理、介绍仪器、示范操作步骤，学生很少能提出自己的看法和意见，听从老师的安排来按部就班地完成实验，从属于被动服从的地位。2.学生重视理论学习轻视实验环节。学生在进入实验室前很少预习，即使是按要求写了预习报告，也只是将实验讲义照抄一遍，对实验内容缺少整体把握，对学习任务和目标不明确，实验过程中存在着盲目性，实验教学效果不理想。这是因为学生没有意识到学习是一种主动的意义建构的过程，知识不是客观的、没有疑问的，一本不变的观点，而是需要学生在一定的实验情境中根据自己的经验来建构的。3实验设计和内容不利于学生主动性的发挥。本院多数实验为演示实验和验证性实验，设计探索实验少。学生一般是根据实验教材提供的现成步骤进行，只需要简单填写一下实验现象和结果，导致实验报告雷同，而对其中的设计思想、实验方法的建立以及实验所需仪器、试剂的准备过程都不清楚，更无法了解这些实验技术在实践中的运用，这就使学生缺乏积极探究精神和创新的能力。实验的设计者应该认识到学生才是学习活动的主体，需要创造一定的学习环境来来帮助学生进行意义的建构。4.实验考核制度不能激励学生更好地参与实验。本院实验的成绩考核主要依靠学生实验报告的撰写情况，而忽略了实验环节方面的考核，这导致学生不注重实验过程，片面追求实验结果的正确性，实验报告的篇幅和整洁程度，甚至有的学生直接把书本中的知识、数据和图片用在报告上，忽略了实验态度、研究能力、创新精神的培养，因而严重制约了对学生综合素质的培养。这表明实验考核过于重视实验结果而忽略了实验过程，其原因在于没有意识到知识的处理和转换是通过过程来建构的，而不仅仅是通过结果表现出来的。三、基于建构主义理论的本科生物学实验教学改革实践针对以上存在的问题，本实验室用建构主义理论为指导，进行了一系列生物学教学改革实践。1.树立“以学生为中心”的教学理念，采取多种措施实现学生自主学习。建构主义将学生看作是意义的主动建构者，作为教师首先要转变角色，树立“以学生为中心”的教学理念，使学生在学习的过程不是被动地接受知识，而是积极地建构知识。所以，生物实验教学成功的关键是改变长期以来以教师为主导地位的传统教学模式，转变为学生学习的引导者和帮助者。引导学生成为实验课程中的参与者，而不是课程内容的倾听者和对教师实验的机械模仿，要在学习过程中充分发挥学生的主动性。例如基础实验“微生物形态的观察”，过去都是实验室准备好几种常见的微生物给学生观察，实验简单枯燥，无法有效地激发学生的学习兴趣。现在则根据教学目标重新设立教学情境，让学生自己在生活的空间中寻找微生物，看谁找的微生物种类多，形态奇异。这一情境的设计就让实验的课程的主体由教师转变为学生，把学生的兴趣转移到对知识的探索上，结果学生积极性很高，不仅主动阅读教材，更积极查找相关资料。许多学生还将自己辛苦找来的微生物拍照甚至上传到互联网，参与论坛讨论。在这过程中，师生之间、学生之间的讨论与协作也很热烈，学生对微生物的形态有了深入地、主动地理解，学生真正实现了自主学习。2.改变传统的“验证性”实验教学法为开放性的“探究性”实验教学法。传统的“验证性”实验教学强调演示和证明相关理论，只需要学生照着学生实验手册上的操作步骤来循规蹈矩的完成即可，实验过程程式化，实验结果在实验之前就已经明确，这就导致学生对这种实验极其不重视，而将学习精力放在理论的学习上面。开放性的“探究性”实验，则需要教师创设问题或者学生主动提出问题，通过实验来回答问题，让学生主动地揭示研究问题的发生、发展过程，培养其观察、思维、技能、技巧。在实际操作中，实验室要能提供学生自主实验的时间和空间，使每个学生有机会进行实验。例如专业实验“脂肪酶的固定及活力测定”。酶的固定化方法常用的主要有吸附法、包埋法和交联法，过去实验讲义上只列出了一种方法的原理及操作步骤，学生按部就班的做实验，这是一种典型的验证性实验。现在将三种方法都进行介绍并简单的列出实验过程，学生就处在一定的疑难情境中，通过查找文献阅读资料，与同组的同学讨论分析，最后自己设计出详细的实验步骤。由于各个小组分别选择不同的方法进行实验，最后各小组对结果进行对比和分析，这样学生就对酶固定化的方法有了比较全面的认识。3.完善实验的考核方法，考核重点由实验结果转向实验过程。根据建构主义理论，对学习质量的评价应该注重学生主动参与的程度、协作学习的能力以及意义建构的水平等。这就需要我们在进行实验课程的考核中要重点考核学生在实验过程中的表现，如学生参与实验的积极性、实验中学生在小组中扮演的角色、实验步骤设计的合理性，实验结果不符合预期后分析问题和解决问题的能力等。教改后考核体系采用平时考核、期末考试来综合评定。按平时实验占70%，期末考试占30%考查。平时实验成绩根据学生实验前预习情况（占平时实验成绩15%）、实验过程表现（占实验成绩45%）、实验报告编写（占实验成绩40%）等三方面综合给出，体现出重在平时的思想