基于建构主义的理论与实践教学一体化模式研究*——以运筹学课程教学为例

时间：2024-08-31

夏茂森，江玲玲

高校教学

基于建构主义的理论与实践教学一体化模式研究*
——以运筹学课程教学为例

夏茂森，江玲玲

摘要：如何实现理论与实践教学的密切契合，提升高等教育成效，是当前高等教育研究的一个热点问题。本文尝试从建构主义思路出发，以高校运筹学课程教学为例，从课程学习情境构建、协作学习、交流互动和深度学习的意义建构这四个方面，构建基于建构主义的高校理论与实践教学一体化教学模式，并通过对此模式的实际教学、采集和整理样本数据，进行了教学成效的实证研究。

关键词：建构主义；理论教学；实践教学；一体化；实证

夏茂森/安徽财经大学统计与应用数学学院副教授，博士，硕士生导师（安徽蚌埠233030）；江玲玲/安徽财经大学会计学讲师，硕士(安徽蚌埠233030）。

理论教学和实践教学是高教研究的关注热点。如何实现二者的良好契合则一直是目前研究中讨论的焦点。然而，当前诸多高校课程教学仍多属于传统“填鸭式”，理论教学和实践教学表现严重脱节，对学生学习的主动性引导也颇为不足。[1]较为常见的主要有两种，一是教师板书或多媒体讲解，学生老老实实静坐听讲，做笔记看例题，疲于奔命于老师灌输的各类公式和计算流程而忽略了课程实践。尽管很多高校也开设有实践课，但实践教学基本上附属于理论教学，通常是在学期结束或中间阶段时开展几次实践教学，一般时间较短且覆盖面小。二是随着对学生实践动手能力和解决实际问题能力培养要求的提升，部分课程由理论教学转向实验实践教学，专注于学生的实践活动，理论知识学习落于从属地位。

一些理论性与实践性并重的课程，如运筹学、统计学和会计学等，学生的理论知识掌握和实践动手能力的培养都十分重要，单方面地进行理论教学或实践教学，都难以满足要求。然而，理论教学和实践教学是两种不同的教学模式，教学方法和实施手段差异很大，在实际教学中往往会出现顾此失彼的情况，鱼与熊掌难以兼得，以运筹学课程教学来说，该问题就十分突出〔（赵娟等（2014）；廖果（2015）；万芳（2015）等）〕，[2-4]导致对于学生主动性的引导和习惯形成难以取得实效。对此，强调学习者主动性的建构主义对实现理论与实践教学完美契合，进而实现两种教学方式一体化提供了理论依据。

一、建构主义的渊源和基本内涵

建构主义的最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰(J.Piaget)。他是认知发展领域最有影响的心理学家，他所创立的关于儿童认知发展的学派被称为日内瓦学派。皮亚杰的理论坚持从内因和外因相互作用的观点来研究儿童的认知发展。他认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。[5]

在皮亚杰理论的基础上，柯尔伯格在认知结构的性质与认知结构的发展条件等方面作了进一步的研究。[6]斯腾伯格和卡茨等人则强调了个体的主动性在建构认知结构过程中的关键作用，并对认知过程中如何发挥个体的主动性作了认真的探索。[7]维果斯基创立的“文化历史发展理论”则强调认知过程中学习者所处社会文化历史背景的作用，在此基础上以维果斯基为首的维列鲁学派深入地研究了“活动”和“社会交往”在人的高级心理机能发展中的重要作用。[8]所有这些研究都使建构主义理论得到进一步的丰富和完善，为实际应用于教学过程创造了条件。

随着建构主义理论研究的不断深入，对基本内涵已形成共识——建构主义是一种关于知识和学习的理论，强调学习者的主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程，而这一过程常常是在社会文化互动中完成的。建构主义的提出有着深刻的思想渊源，它具有迥异于传统的学习理论和教学思想，对教学设计具有重要指导价值。

二、理论与实践教学一体化模式构建

建构主义认为，学习者的知识是在一定情境下，借助他人的帮助，如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。

首先是学习情境的构建。在建构主义教学设计中，创设有利于学习者建构意义的情境是最重要的环节或方面，可通过课程教学的趣味引导来构建学习情境，进而引导学生对所学内容的进行意义构建。如运筹学课程是起源于军事实践，尤其是二战后，运筹学各个分支迅速发展，成为一门针对实际问题、分析问题和解决问题的实用性学科，内容涉及我们生活的方方面面，从管理规划、生产存储、交通运输、人事管理、市场营销，到设备采购更新、设备维护、资本投资，甚至是购物排队，公交车次的路线确定和时间安排等等，无一不展现着生活的智慧，也涌现了许许多多精彩的案例故事，如丁渭修皇宫、田忌赛马、沈括运粮、哥德斯堡七桥问题和“魔术”运筹等等。将案例故事娓娓道来，既能阐述理论背景，又能引起学生尝试去解决问题的兴趣，循序渐进，直至步入佳境，在学生深入理解运筹学的基本思想和主要知识点的同时，构建符合自身知识背景的课程学习情境，既锻炼了他们思考和解决问题的能力，又易于通过兴趣引导实现学习者对所学内容的意义建构。

其次是协作学习机制建构。这是贯穿于整个学习活动过程中的，包括师生之间、学生与学生之间的协作。就运筹学课程学习而言，通过对课程学习资料，尤其是实践中的相关分析案例选取如存在中转站的运输问题（最小运输费用）以及校园网最短网络布线问题等，继而进行案例分析，构建运筹学模型，由提出假设并验证、检验假设，进而实现学习进程的自我反馈，评价学习结果，以及推进学习意义的最终构建。另外，协作包括自我协商和相互协商。可通过组建运筹学学习小组或学习团队来实现学习单元内部之间的商榷、讨论，甚至辩论。尤其是围绕实践中案例分析的小组协作学习，可以较好地寓理论于实例，理论结合实践，由实际问题提出、分析问题到解决问题，衔接顺畅、连贯，从而较好地实现理论与实践的一体化契合。

再次是交流互动建构。这是上述协作过程中最基本的方式或环节。在运筹学课程学习中，鼓励或积极引导学习者或学习小组成员之间通过交流来商讨如何完成规定的学习任务达到意义建构的目标，怎样更多地获得老师或他人的指导和帮助等等，如可就特定问题的决策变量、最小化或最大化目标函数设定，以及相关约束条件的确定等问题进行交流互动，进而将经验知识、建构理解融入具体的问题讨论和协作学习过程中。其实，协作学习的过程就是交流互动的过程，在这个过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学习者的学习进程至关重要。

最后是深度学习的意义建构。这是教学过程的终极目标。其建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。就运筹学学习而言，建构意义是要帮助学生对当前运筹学学习的内容或知识点所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解，如投资动态规划这样的现实问题，在问题的理解之初，学生完全可以根据自己的经验知识，体会、理解一笔资金在不同的投资项目下，实现最终收益最大化的目标，但具体到问题的建模与求解时，就需要在自身理解的基础上，进一步拓展什么是阶段，阶段与阶段之间的转换方程如何，以及如何将问题的理解、求解运用于实际等，融知识理论与实践相结合于自身“血液”中，这就需要深度的意义建构了。诸如此类联系实践案例的理论学习的意义建构，将会更大地提升学习效果，实现理论知识与实践问题解决紧密结合，进而达到课程知识深度学习的目标。

总之，建构主义教学是以学生为中心，在整个教学过程中由教师发挥组织者、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。[5]另外，学习情境、协作学习、交流互动和意义构建彼此之间相互依存，环环相扣，联系密切，各个部分的设计越精细，其在实际教学中就越浑然一体，越能充分发挥理论与实践教学的一体化成效。

三、理论与实践教学一体化模式实证研究

根据上述的基本教学框架设计，以运筹学课程教学为平台，在2014-2015学年第二学期对安徽财经大学2012级统计学本科生进行了初步的教学实践。首先是根据统计学专业人才培养方案，对课程教学大纲和教学方案进行了修订，其次是改变了之前单纯“课堂+实验”的教学模式（其中1-12周为课堂教学，13-18周为上机实验教学），将案例教学、实验实践教学、课堂教学和课后讨论学习进行了整合，每进行两次理论学习后就安排一次实践教学，实践教学的主题基本由老师和学生共同商定（部分实例选自于学生日常生活，如学生会主办的迎新晚会的人员指派优化问题等），且每周都安排一次课后讨论。基本思路是以案例为兴趣引导，结合交流互动的协作学习、实验实践和课堂教学，深入开展实施理论与实践的一体化教学。

为进一步较为客观地检验其教学成效，我们以课程期末考试成绩样本数据为依据。需要说明的是，安徽财经大学统计学专业的运筹学期末考试是通过计算机在线考试方式来实施的，该考试系统采购于2010年，目前已实施数年，效果良好。且近三年来该课程考试在难度系数和试题类型上都较为相似，考试题型分为两个部分，一是基本知识点考核，包括填空、单选、多选和判断题，二是案例分析题。所有试题都从试题库中根据一定难度系数随机抽选，一般来说，同一考场中每个考生的试卷都存在着较大差异，但各类题型对应的难度系数却是相同的。

另外，我们选取了与2014-2015学年第二学期运筹学考试难度系数基本相同的2013-2014学年第二学期运筹学考试成绩来进行比较研究，以检验实施一体化教学和未实施一体化教学这两种教学模式的差异，并进行差异分析。

2014-2015学年第二学期（实施了一体化教学）和2013-2014学年第二学期（未实施一体化教学）运筹学期末考试成绩（剔除了两学期因各种原因而未参与考试的成绩）见图1，描述统计分析见表1。

图1　实施与未实施一体化教学的运筹学期末考试成绩

表1　实施与未实施一体化教学的运筹学期末考试成绩描述统计分析

实施理论与实践一体化教学的学期运筹学考试及格率为101/103*100%=98.0583%，而未实施一体化教学的学期运筹学考试及格率为92/98*100%=93.8776%，单纯从课程成绩及格率角度来看，实施一体化教学的教学成绩及格率要高于未实施一体化教学的。

另外，为考察实施一体化和未实施一体化教学两者之间是否存在着显著差异，我们进一步借助曼-惠特尼U检验（Mann-Whitney U test）来检验以下命题：未实施一体化教学的运筹学考试成绩均值是否小于实施一体化教学的运筹学考试成绩均值？

U检验假设为：H0：μ1≥μ2，H1：μ1＜μ2。

其中，μ1表示未实施一体化教学的学期运筹学考试成绩均值，μ2表示实施一体化教学的学期运筹学考试成绩均值。

由上述数据分析可以看出，实施一体化教学的及格率更高，教学效果也相对较好，其平均数的代表性更好。此外，通过曼-惠特尼U检验来看，未实施一体化教学的学期运筹学考试成绩均值小于实施一体化教学的学期运筹学考试成绩均值。

总之，从两个学期的数据分析对比来看，实施一体化教学相对教学成绩均值较高，教学效果相对较好。但不可否认的是，单纯一两个学期的成绩可能存在很大的偶然性，而影响期末成绩的因素也很多，实施一体化教学对最终期末成绩到底影响有多大，以及实施与未实施一体化教学对最终成绩的影响机理等问题可能都有待于进一步的深入探讨，但初步的实践教学并非毫无意义，至少是增强了对该模式教学的信心和不断实施教学革新的勇气，为进一步完善、改进和拓展研究奠定了基础。

综上，对基于建构主义的高校课程教学设计，教育专家们进行了很多的研究与探索。然而，力图建立一套能与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的全新的教学设计理论与方法体系，仍是当前高教研究的一项艰巨任务，非短期内可以完成[5]。但是其基本思想和主要原则已日渐明朗，尤其是建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者；教师则是对学生的意义构建、交流协作学习等方面起引导、帮助和促进作用，而非是传统意义上直接向学生传授和灌输知识。

参考文献：

[1]田建荣.论教师教育实践课程体系建设和教学改革[J].当代教师教育，2015（3）.

[2]赵娟，任敏，孙善辉.问题驱动教学法在“运筹学”课程教学中的应用[J].宿州学院学报，2014 （2）.

[3]万芳.运筹学课程教学模式改革探讨[J].科教导刊（中旬刊），2015（9）.

[4]廖果.基于CDIO模式的《运筹学》教学改革[J].才智，2015（23）.

[5]钟毅平，叶茂林主编.认知心理学高级教程[M].安徽人民出版社，2010.

[6]刘李伟.从皮亚杰到柯尔伯格——兼论道德认知理论的哲学问题[J].伦理学研究，2004（4）.

[7]赵红军.建构主义学习理论述评[J].中国冶金教育，2014（6）.

[8]梁爱民.维果斯基心理发展视角下社会建构主义学习理论的构建与应用研究[J].山东外语教学，2011（3）.

责任编辑：何岩

中图分类号：G642.4

文献标识码：A