环境科学研究性学习中教师的指导作用

张伊帆，何 飞，李永峰

(东北林业大学 林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

1 几个概念的界定

1.1 研究性学习

大学研究性学习是指大学生在教师的指导下,以问题为载体,在主动探究未知事物过程中完成研究和学习的一种学习活动。大学研究性学习作为一种大学学习的新理念和新方式其目的在于在这一学习活动中，大学生通过参与一项研究或项目的全过程，学会学习和思考,掌握解决问题的方法，从而在知识学习、能力培养和素质形成方面实现学习目标，达到提高学习效果和教学质量目的。研究发展了个体的认识潜能,提高了个体的学习主动性和创造力,能使个体积极地深层次地理解问题和探究未知事物。研究成为一种学习方式是大学生学习方式的重大变革,也是研究性学习活动中大学生行为的重要特征。

教高[2001]4号文《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中指出：“提倡实验教学与科研课题相结合，创造条件使学生较早地参与科学研究和创新活动”。教高[2005]1号文《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出：“积极推进研究性教学，提高大学生的创新能力”。这是我国教育部首次明确高等教育教学要培养创新性人才，需要采用“研究性教学”模式，也标志着我国进一步明确了探索以研究性教学提高学生创新能力本科教育教学改革之路。

环境科学专业人才培养目标的实现，既要有与之相对应的课程体系和教学内容，而要达到好的教学效果，实现高水平的人才培养质量，更重要的是要采用相应的教学组织形式和教学方式[1]。 研究性学习就是一种符合工程能力培养规律、符合综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方式。其核心理念是注重从问题开始而不是从结论开始，以探索学科知识的产生和发展规律为路径，以剖析工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决工程实际和工程学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力，在合作学习和团队交流过程中形成和提高综合素质。

1.2 教师的指导作用

教师的指导作用是指在研究性教学中，教师以研究对象为载体组织教学活动，在此过程中，让学生真正成为学习的主人，使之从作为权威的固定知识的束缚中解放出来。而教师也从知识的传授者、占有者的权威地位演变为学生学习的引导者、指导者。教师的职责应是越来越少地传授知识，越来越多地激励思考。

1.3 环境科学

环境科学是一门交叉性边缘学科，是研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。在宏观层面，环境科学要研究人与环境之间的相互作用、相互制约的关系以及社会经济发展和环境保护间协调的规律；在微观层面，环境科学是研究环境中的物质在有机体内迁移、转化、蓄积的过程及其运动规律，对生命的影响和作用机理。环境科学主要的学科构成有大气科学、生态学、环境化学、地球科学。叶文虎认为，“环境科学是以人类社会为主体的外部世界的全体。”[2]

2 环境科学研究性教学过程中教师作用的发挥

研究性学习对学生的素质提出了较高的要求,要求学生在从事研究性学习过程中充分发挥学习的主体性；具有问题意识和学习研究能力,即提出问题、思考问题、分析和解决问题的能力；同时要掌握基本的科研方法,养成批判性思维习惯,形成良好的思维品质。在此过程中，教师的作用如何实现？教与学怎样才能实现良性互动，有效融合？大学教师组织大学研究性学习的技术手段是什么?在环境科学研究性教学中教师作用的发挥主要体现在以下几个方面。

2.1 研究性教学内容的选择

在研究性学习中，研究对象即问题或课题的选择是基础。内容选择原则如下：(1)内容不要太宽泛，大而全，而是要注重关键概念的深层理解,注重学习的深度,提倡理解性学习,即教学内容的少而精是宗旨,学习内容的深层理解是目标。好的课堂教学是教给大学生获取知识的方法,引导其追求知识的深度,而不是单纯的广度。(2)具有真实性，能将事物的科学价值与社会价值统整起来，真实的问题能激发大学生的兴趣,有效地解决真实的问题与大学生的经验知识基础有关。(3)具有挑战性。问题的难度和复杂度使问题具有挑战性,而挑战性的问题能训练大学生的思维技能和社会技能。如测定水体中细菌群落的数量这一分析方法，水样的选择可以选择校园池塘水采集样品。

2.2 教学活动的设计者和组织者

将“问题探究”始终置于核心地位，要求教师具有较强的教学设计能力包括环境设计能力和学习策略设计能力。环境设计能力，即要求教师提供一种有利于学生自主构建知识的学习环境，包括信息资源的提供，与学习主题相关的情境创设、合作学习的组织指导等；学习策略设计能力，要求教学环节的设计能够有效地激发学生学习的主动性，培养学生的研究能力和创新能力。在有意义的情境中,学生通过自己的活动能产生新的观念,理解事物之间的意义和联系。情境化教学技术能有效促进学习者解决复杂问题和学习迁移能力，使学习者在一个完整、真实的问题情境中产生学习的需要。

2.3 创造自由、轻松的学习氛围

教师对提出问题和回答问题的学生的态度影响着学习情境。教师及时回答学生的问题,对学生回答的问题及时反馈,能够创设自由民主的学习氛围，这也是至关重要的因素。如果一堂课充满着自由民主的气氛,就会创造了一个思想自由交流的空间。若因回答问题错误受到老师和其他同学负面评价,回答问题的同学就会产生心理负担,会造成班级不爱讨论问题的氛围。

2.4 指导学生阅读

阅读是大学生重要的学习形式。学生通过阅读学习可能往往比通过听课学习更有效。研究表明，阅读的效果往往超出听课的效果,阅读是个体积极的学习行为,而听课是消极地接受外部信息的传递,外部信息转化为个体的内在知识结构需要主体的积极参与。教师可布置学生写读书报告,对阅读中的重点内容概括复述,批判性地理解作者的观点和态度，引导学生形成阅读中的反思思维非常重要。对于有难度的阅读文章,教师可以运用习明纳的形式进行“阅读指导”。

2.5 适时指导和反馈

教师指导下的学生主动学习才是有效的学习,这是教育的基本原理。教学指导应该包含即时矫正与反馈的内容。如水体中细菌群落测定这节课，教师请2个同学在课堂上演示(在课前将实验过程放到视频中请同学们预习观看)，询问学生测定过程的关键点是什么？强调了无菌操作是关键。在演示移液管移液等过程中，随时询问其他学生是不是看出有什么问题，问题产生的原因是什么？并逐一进行剖析，这一过程非常有效，使同学们即了解了细菌群落测定方法所要进行准备的仪器设备、方法的原理、步骤，更重要的是掌握了一些操作细节，哪些需要注意的问题，最后对本节课程进行点评总结，使研究性学习取得了好的效果。

在研究性学习过程中,教师以建构主义理论为基础,以学生为中心开展教学活动,专注于构建事实间的联系,使学生形成对事物的重新理解[3]。教师要揭示概念及其之间的联系,帮助学生构建自己的知识结构。学生获得对知识的独特理解可能是正确的,也可能是不正下确的,这就需要教师提供适当的指导。如果学生仅仅是简单地记忆有关知识信息,而没有赋予知识意义性的理解,今后在职业活动中就难以从大脑深处提取知识和迁移知识,更不能运用它们去解决问题,也不可能促进创新思想的形成。

多做有指导的练习和及时的反馈是有效学习的保证[4]。反馈表示获得知识的效果,学生需要主动评估当前的知识理解水平，以便监控自己的学习效果。如在训练批判性思维中，分析性写作训练是一个非常有效的方法。写作分四次布置。第一次让学生选择一个话题(如:雾霾问题能在短时间内得到解决吗?),陈述一个观点,进行论证。第二次作业让学生假想自己是持对立观点的人,对自己的观点进行驳斥,第三次作业让学生再持正面观点进行辩驳,第四次作业是学生综合前三次的观点后,提出最后的看法，来训练批判性思维中语言的多角度表达形式。四次作业均给出分数和评价,学生根据评价来进一歩改善学习;如果有疑问的话,学生可以提出来与教师讨论。最后，得到学生的充分肯定,练习作业极大地促进了他们对批判性思维知识技能的理解和应用。

3 结论

研究性学习是一种符合工程能力培养规律、符合综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方式，是以剖析环境科学与工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决环境科学与工程实际和学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力。教师在这一过程中，是设计者、组织者、实施与推动者、评价与反馈者和全过程的指导者。首先，教师要根据教学内容进行项目选择与设计；其次，在组织实施过程中，要进行介绍项目、项目分解、学生分组、组内分工、文献检索、自主学习、初步研究、小组讨论、继续研究、成果集成、课堂交流、改进完善、项目评审。研究性学习涉及的问题、案例和项目主要源于工程实践和企业实际。学习的全程都是问题驱动的，学生一开始就要面对源于实际的问题，就要学会从全局和系统的角度发现问题的根源、分析问题的特点、研究问题的本质，要运用创新性思维和批判性思维寻找解决问题的方法和途径，从而最终解决问题。在这一过程中，教师的阅读指导、问题引导、与创建自由、开放、轻松的氛围并提供丰富的信息资源和构建知识的学习环境至关重要。