促进高校工程教育知识建构的教学策略探究

吕品，丁铭晔

（淮阴师范学院教育科学学院，江苏淮安 223300）

随着经济全球化的深入发展，中国经济的不断崛起，对人才的需求也更加严苛。当下，我国高等教育的大众化和普及化又造成了人才培养质量逐渐下降的趋势。因此，近几年在工程教育认证协会的推进下，国家教育部展开了以结果为导向的国际化工程教育专业认证，逐步渗透到各个高校，通过进一步要求高等工程教育人才培养模式，来达到提升人才综合素质和满足经济社会发展的新要求。

1 概念基础

1.1 工程教育知识

工程知识来源于工程实际，贯穿了整个工程学科的专业课与专业基础课程。它是经过长时间的工程实践和研究，人们总结出的关于工程原理与能力、规律及技能等方面的知识。因此，工程知识对工程能力的培养起着至关重要的作用。工程知识具备以下特征：（1）较强综合性：由于工程综合了学科、专业、科学与技术等，因此来源于工程背景下的工程知识也呈现较强的综合性。（2）丰富的形式：既有文字性的，又有以公式、图表等形式呈现的。（3）涉及面广：不仅涉及大量的科学理论知识，而且还包括许多技术方法以及工程经验方面的知识。（4）与特定学科的相关联性：学科内各课程单元的知识之间及前后期课程的知识之间通过逻辑关系、因果关系等方式相互关联、渐进和融合，逐步构成学科的知识体系。（5）实践性：工程知识是从工程活动而来，是对工程事物和工程世界的索引，具有强烈的工程背景，即情境性，脱离了工程情境，就失去了工程知识的结构和意义。工程知识的上述多种特性决定了工程知识属于非良性领域的复杂知识，其学习过程不是一个简单的过程，需要我们以特定的学习理论为指导，探索工程知识的学习规律及学习方法[1]。

1.2 知识建构概念

知识建构（Knowledge Building）理论是在20世纪90年代由Marlene Scardamalia 和Carl Bereiter 两位教授所提出的建构主义理论之一。它是指学习者在原有知识的基础上，利用资源(人力资源和物质资源)解决问题和完成任务，积极进行意义建构而获得知识的过程和结果[2]。知识建构提出学习者应积极地将新获得的信息与以往获得的经验进行相互关联进行建构，并强调知识的获取并非是简单地传递、接收和复制的过程。知识建构理论关注知识的创造、集体观点的发展以及深层次的学习，将创造新知识作为活动的第一要义，认为学习活动要为生成新知识而服务。最重要的是，知识建构理论注重深层次的学习，倡导用技术的力量，将获得新信息的过程扩展到课堂之外的环境中，并与人类文化的知识建构过程建立联系，让每一个学生都能感受到自己也是开拓知识领域工作的一部分。这一理论特点与工程知识的综合性强、涉及面广等特点十分契合。

2 高校工程教育现状分析

2.1 理论知识较为抽象，学生理解能力不足

工程知识的涉及面较广，概念性知识较多，内在逻辑严密，在传统的教学活动中，教师习惯于按照教材结构讲解，学生的主要学习活动是接受知识。这样的教学模式会影响学生以后对知识的应用。在传统的课堂讲授基础之上，教师需要融入启发学生主动思考、探索发现的教学策略，激发每一位学生的学习兴趣，提高课堂的学习效果。

2.2 人才培养平台薄弱，缺乏有效社会实践

人才培养平台即为教学平台、创新实践平台等支持。在工程教育的教学平台方面，主要是指研究型、媒体化教学、个性化教学等方面平台支撑有限。而在创新实践平台方面，主要表现为课堂内外结合，教学科研结合，校内校外结合，国内国外结合等方面不够紧密，在教育教学中实践环节中存在落实不到位等问题。人才培养平台的不足，未能给予学生与社会紧密结合的锻炼，使得学生获得的知识不能有效及时地得以深入内化。

2.3 缺少实践，学生对知识的应用较差

在工程教育中，课程教学往往难以达到初期培养应用型人才所设的目标。这一部分是来源于课堂的学时有限，难以确保实践教学等问题，教学往往存在“重理论，轻实践；重课堂，轻课外”的现象，导致无法培养应用型人才。为了提高工程教育学生的综合能力，以及从事相关工作打下良好的专业素养和人文素养，工程教育院校需通过组织有效课程活动，提高学生的知识应用能力和团队协作沟通的能力。

3 工程教育中知识建构教学策略

工程教育知识较为抽象，同时理论与实践问题的矛盾并未得到妥善的解决，这些问题很大程度上制约了工程教育质量的提升与发展。优秀的工程类人才不仅要具有良好的知识基础，更需要将知识迁移到实践情景的能力。结合建构主义的理论和研究基础，教育者应突破传统的课堂教学，聚焦课堂的有效性，关注教学策略和方法的更新，促进学生对于工程知识的建构，以培养其实践创新的能力。

3.1 以知识建构作为焦点，突破传统教学弊端

传统的工程教育中教学系统中长期按基础课、专业基础课、专业课的老三段来划分和安排。这样传统的教学策略在初级知识的学习上是有效的，但传统的教学容易混淆高级知识学习与初级知识的学习的界限，把初级知识学习阶段的教学策略（如把整体分割成部分、着力于普遍原则的教学等）有效地融入了高级知识的学习的阶段。此处说的初级学习和高级学习是斯洛皮等人按照学习所达到的深度和水平的不同而将学习划分的两个阶段。初级知识指的是某一知识主题入门性学习阶段，教师只需要学生知道一些重要的、基本的概念，并要求他们在测验中把所学的东西按照相近原样的方式再现出来，这里所涉及的内容具有良好的结构领域；高级知识则学生要把握概念的复杂性，并且灵活地运用到情境中[3]。

必要的初级知识学习对工程教育中学习者的学习有着极大意义，但是在整个教学过程中的简单化、模式化，则会使得学习者对知识的理解简单、片面和僵化，造成重“学”轻“术”的倾向，学习者的工程思维不能有效发展，阻碍了其在具体情境中的迁移运用。因而，在我国高校的工程教育教学过程中，教育者不能够满足于初级知识的学习，同时，对于基础知识和基础技能的教学应在此基础之上进一步探索，以知识建构作为教学重心，进行工程教育中学科知识更深层次的建构与理解，实现知识的综合联系与应用。

3.2 通过基于问题式学习，促进学习者对于知识建构及能力培养

现在，越来越多的领域开始运用基于问题式学习方法，包括商学、教育学院、建筑学等。基于问题式学习由是教师、学生、学习情境三部分组成，该方法强调通过将学习活动设置到相关背景的、有意义的问题情境中，让学习者组织学习团队，以协作的方式解决相关情景问题，来获得隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的能力，培养其批判性思维级自主学习和协作能力[4]。

教师作为知识建构的积极促进者、相关的学科专家、有效信息的咨询者要学会根据教学设计的基本原理，对于原有的知识进行梳理，在问题情境的设置上精雕细琢，成为学习者学习的引导者、活动的组织者、情景合作者，开展以问题情境为中心组织的教学活动。基于问题学习模式的有效实施将会改变传统工程教育课堂教学中学习者被忽视的地位，将学习者作为学习活动的主体。工程教育不仅需要教授给学习者知识，更重要的是要锻炼学习者在一定情景下解决问题的能力。在基于问题学习的情景下，学习者将会对知识进行综合运用，这一综合的过程也是学习者对于知识进行建构的过程，通过对于新的问题采用多学科知识的分析应用解决问题情境，达到对于新的知识的建构及内化。

通过问题情境促进知识建构是建构主义重要的教学改革思路，基于问题式学习则是其突出的反映。工程学科的知识具有复杂性、综合性、情境性等特点，基于问题式学习有效地应用则可以有效地切合这一系列特点，有利于学习者的学习及应用。通过相关问题情境的解决，使学习者在自己原有的认知基础上获得新的认知，并且逐步学习，不断地在综合的情境中完成对于知识的建构。

3.3 社会化的切磋协作，促进学习者知识的有效建构

建构主义提出，学习是知识的建构，是知识的生长，是新旧经验的相互作用和融合，而不是简单的知识传递和接收[3]。学习者需要在学习共同中围绕关注的各种问题生成新的知识，并且对这些知识加以持续的改进。同时也需要有机会接触与真实世界有关的实践队伍中。工程教育需要重视学生实践的培养，以及教学平台、创新实践平台、校园文化平台的创建，充分发挥学生的个性，培养学生创造性和自主性，营造良好的人才培养环境。社会化的切磋是指让学习者进行社会实践活动及比赛，在实践的过程中，以实战的技术经验帮助学习者进行知识的进一步迁移，并且这一过程也是激发学生创造性和个性的过程。社会化的切磋协作是将学习者放置于更大的学习舞台下，使得学习者与教师之间的交流更加充分，更加开放。教师在学习者在主动探索下，洞察他们想法的由来，了解学习者知识的合理性和局限性，再提供相对应的引导，或与学习者一同讨论共同研究学习。教师的帮助对于学生的学习是极为重要的，而教师对于学生知识建构的引导和帮助更是尤为关键。

另外，不同的学习者对于某种问题推断和架设是不同的。通过不同学习者的沟通和交流，并且围绕关注的问题不断检测自己原有的认知结构及改进知识对象，使得自身的知识建构得以完善。而面对各种不同的观点，学习者也在这一过程中学会表达自己、学会聆听他人，不断地对自己和他人的观点进行反思和批判，从而培养了学习者的个性和自主性，对知识产生新的洞察。

4 结论

知识建构理论与工程教育教学的融合致力于培养高校学生良好的工程思维能力和运用能力。如何帮助学习者在工程教育中有效进行知识的建构是当前工程教育需要攻克的难题之一。相较于我国传统的工程教育模式，知识建构理论提倡学习者积极利用经验进行学习并将其视为主要任务。结合我国高校工程教育实际，通过以知识建构作为教学焦点、基于问题式学习及社会化的切磋协作等教学策略，来促进学习者知识的有效建构，完善自身的经验结构，培养创新实践能力，以成为创新型工程人才。