鲜本忠，朱筱敏

1.中国石油大学（北京） 油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249

教学研究与改革

建构主义学习理论指导下的“沉积岩石学”教学改革

鲜本忠1，2，朱筱敏1，2

1.中国石油大学（北京） 油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249

通过对建构主义知识观、认识论和教学观的分析，结合“沉积岩石学”学科特点，提出了该课程教学改革的真实性、先备性、整体性、主动性和差异性原则。在此基础上，对教学内容、教学方法和教学过程提出了改革方案。认为应从学习的核心任务、学科知识结构和实验、实践教学3方面修订和编排教学内容；根据教学内容及其性质提出发现学习、接受学习和批判学习相结合的教学方法；提出了真实教学情境设置、学生原有水平确定、学习方法落实、新知识建构、技能培养和教学测评完成教学过程的6个步骤。

沉积岩石学；建构主义；教学改革；教学方法

“沉积岩石学”是为石油地质专业本科生开设的一门专业基础课，以为油气勘探开发提供沉积地质知识和技能为核心目的，体系庞大、内容繁多，同时实践性强、课时有限，教学难度大。前人曾进行了直观教学方式、信息网络化、野外露头和钻井岩心等实习基地建设、物理沉积模拟和教学设计等方面的改革探索[1-5]。何幼斌等提出在重视师资队伍建设、教学内容体系、教学方法和手段改革的同时，尚需注重科技创新对课程建设的带动作用[6]。

随着从以传授知识为主向培养学生创新能力、实践能力和综合素质为主的教学目的转变，以“高级专业人才”培养为己任的高等教育中专业课程课程设计、教学内容以及教学方法等方面的教学改革势在必行。本文从分析建构主义教学观与传统教学观的区别入手，以认知心理学中建构主义学习理论为指导，结合“沉积岩石学”课程特点，针对当前教学中存在的问题，从教学内容编排、教学方式或方法选择、教学过程控制和教学测评等方面进行分析，提出新的教学改革观点。

一、建构主义教学观及其指导下的教改原则

现代认知学习理论强调人类学习是建立、重组认知结构的过程。美国著名心理学家布鲁纳（J Bruner）在20世纪50年代末和60年代初，提出了“认知发现论”，指出教学要以“学生为中心”，倡导“发现学习”。奥苏伯尔(D P Ausubel)在1978年提出 “意义学习”理论，即认知同化论，认为影响学习最重要的因素是学生头脑中已有的知识，教师应根据学生已有的知识进行教学。

1.建构主义知识观、认识论和教学观

建构式教学的理论源于瑞士心理学家皮亚杰(J Piaget)的建构论。皮亚杰在发生认识论中提出了建构主义的知识观，把主体作用于客体的活动与主体结构的发展结合起来，揭示了智慧的发展本质上是一种主体转变客体的结构性动作，就其外部功能而言，智慧活动的目的在于取得主体对外部自然与社会环境的适应，从而达到主体与环境之间的平衡[7]。即是说，主体的认知结构是动作的一般协调结构及其内化的产物，是随着主体活动的发展而不断建构发展的。

建构主义认为：（1）人类的知识不是最终的答案，更不是终极真理，只是对客观世界的一种解释，会随着科学技术的进步和人类社会的发展而不断被超越、取代。（2）学生是知识意义的主动建构者，学生不是把知识从外界搬到记忆里，而是以已有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构对知识新的理解，在交互质疑的过程中建构知识的意义。（3）人的认识活动是一个双向建构的复杂过程：认知结构参与着对知识的理解和建构；同时，知识的理解和建构过程也影响和促进了认知结构自身的建构与发展。（4）知识不可能放之四海而皆准，人们面临现实问题时，需要针对具体问题对已有知识进行改组、重建[7]。

建构主义学习理论是认知学习理论的进一步发展，关注如何用原有的认知结构与信念来建构新知识，强调学习的主动性、社会性和情感性。建构主义教学观认为，学习是以自身已有的知识和经验为基础的建构活动，不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己知识的过程；学生不是把知识从外界搬到记忆里，而是在主动改造和重组原有经验的基础上建构新信息。每一项新的学习活动都与学生已有的知识和经验直接有关，是动态的。而传统教学观是以“教”为主，教师是课堂的主宰，教育是通过教师对客观世界进行再现和描述，学生只是被动的信息接受者，学习只是被动地记录、机械地模仿，缺乏自主性[8]。

2.建构主义指导下“沉积岩石学”教改原则

基于建构主义教学思想，结合毛新勇等人的研究认识[9]和原有教学中存在的不足，初步拟定指导“沉积岩石学”教学改革的5个原则。

(1)真实性原则：为教学提供真实情境和学习任务。传统的教学没有提供学习的真实情景，这使得学生只能依赖问题表面的特征，从而不能应用所学的知识。建构主义认为，课堂教学中应该使用接近生活的、真实的、复杂的任务，这有助于学生用真实的方式来应用所学的知识，同时也有助于学生意识到他们所学知识的相关性和有意义性。

(2)先备性原则：注重先备知识对新的学习的影响。教学的本质不在于知识的传授，而在于教师与学生共同构建、发展学生认知结构。学生必须有先备知识，只有如此才有可能针对问题实现新知识的意义建构。同一门课程，对于不同专业、不同年级的学生而言，因为其先备知识的差异而必须区别对待。因此，对学生认知结构的研究和把握，成为改善教学效果的重要方面。

(3)整体性原则：将具体的学习任务置于整体教学目标之中。一门课程或是一个学科的学习中，需要首先将该门课程或学科的整体框架介绍给学生，以保证学生建立每次具体的学习任务与整体教学目标之间的关系，明确具体学习内容与课程知识结构之间的联系。如果学生能够清楚地认识到特定学习活动与更大的复杂任务间的相关性，有利于促进学生理解该学科的基本结构。

(4)主动性原则：鼓励并利用学生的主动性学习。传统教学特别强调学习目标，但不幸的是学生通常并不接受这些目标，而只关心能否通过考试，其原因在于我们制定的教学目标与学生学习环境中的目标不符合。为了鼓励学生学习的主动性，发展其对整个问题或任务的自主权，教师可以从学生那里获得具体任务或整体任务的问题，使学生感到教师确定的问题就是他们本人的问题，从而激发学生学习的动机和主动性。

(5)差异性原则：针对不同内容采用不同教学与学习方法。教育心理学家普遍认为，没有一种教学方法是普遍有效的。学生中心取向与教师中心取向的教学都可采用，而配合教材性质与学生个别差异，将两种取向交叉混合使用，才是最适当的教学实践[10]。学习对象可划分为知识、动作技能和社会规范三类。知识的学习属于人的认知活动，动作技能的学习则属于人的实践活动，二者性质不同，需采取完全不同的学习方法和教学模式[10]。

二、建构主义指导下的教学改革

教师将教学理论用于教学时，必须考虑教学目标、先备知识、教学方法、学习动机、教学评价几个方面的具体问题[11]。

1.修订和合理编排教学内容

教学内容服务于教学目标，是一门学科教学的核心问题。“沉积岩石学”体系庞大、内容繁多，教学内容包含沉积岩岩石学部分、沉积过程及原理和沉积相部分。据以往教学经验，教学难点一方面表现在概念多、知识点多、学科体系庞大，另一方面表现在其实践性、应用性强，岩石鉴定技能、沉积相分析技能操作难度大、综合性强。传统教学中学生普遍感觉此课程内容繁杂、理解和记忆难度大，对相关原理缺乏理解，从而制约了对课程知识的掌握、实验技能及解决问题能力的培养。应从以下3方面进行改革：

(1)学习的核心集中于基本概念、基本原理和学习方法。一门学科无论体系如何庞大、内容如何繁杂，其中的基本概念和基本原理通常只有位数不多的几个。比如，在“沉积岩石学”中如果能够将沉积岩、沉积相、沉积结构、沉积构造、结构组分、沉积模式这6个基本概念讲透，能深刻理解机械分异作用、化学分异作用、Walther相律等基本原理，能针对岩石学与沉积相、知识与实践采取不同的学习方法，该课程的学习效果将大为改善。

(2)构建学科知识结构，使之结构化、一体化、网络化。任何一个学科的教学，务必使学生理解该学科的基本结构。学科基本结构主要包括学科的基本知识结构和学习的态度、方法两个方面。知识体系的组织，意味着经验的简约与联系的改造，教学的一大任务就是为最佳的理解提供最佳的知识结构。加强对“沉积岩石学”基本结构的构建，不仅有助于从基本概念、基本原理上理解学科、理解教材，增强记忆、促进学习迁移，还有助于培养学习和解决问题的能力。

(3)加强实验与实践教学，培养综合分析能力。结合学校地理位置和实验条件，除了常规岩石学实验外，重点加强：①沉积相大作业，通过一个油田实际工区中岩石类型、粒度、沉积构造、测井、地震等相标志的综合分析，开展单井、联井、平面相分析，解析沉积充填过程及环境演化历史；②野外沉积地质实习，选择北京市延庆中生界碎屑岩和元古界碳酸盐岩地层为研究对象，合作编写野外沉积地质实习报告。

2.根据教学内容及其性质选择教学方法

与传统教学相比，建构主义教学理论强调打破千篇一律的教学设计模式和对学生个性的尊重，同时也强调根据不同的学习类型/对象在教学设计中选择不同的教学方法。教学方法的选择既取决于教学内容（概念、原理还是技能），又取决于学生先备性知识水平。下面，根据建构主义学习理论，结合“沉积岩石学”学习内容和学习者先备知识水平，讨论该课程的3种学习方法。

(1)发现学习法。发现学习就是让学生独立思考、改组材料、自行发现知识、掌握原理、原则的方法[12]。发现学习法在两个方面特别适用：一是其内容与先期学过内容相似的章节，比如在学习过碎屑岩特征及分类之后学习火山碎屑岩部分时；二是实验和实践环节的基本技能培养。学习时可在老师指导下分小组查阅相关书籍、进行探讨，发现问题并逐渐解决问题，进而发现知识、掌握原理和技能。

(2)接受学习法。接受学习是指在教师指导下以直接呈现的方式让学习者接受事物意义的学习，是高校传统课堂教学的主要方式，通常适合于年龄偏大、知识和经验较丰富的人。基于“沉积岩石学”课程专业基础课性质和目前大班上课的现状，在基本概念、基本理论的教学中仍然建议采用接受学习法，但是对内容相似、学习思路相同的部分章节则适宜采用发现学习法。

(3)批判式学习法。建构主义认为人类的知识只是对客观世界的一种解释，它不是最终的答案，更不是终极真理。因此，在学习过程中要善于对知识进行质疑、检验和批判。讲好学科的发展史，可以让学生认识到现今广泛认可的概念及基本原理，都是不断修正、发展、完善的结果，也都是对先期知识和理论怀疑与批判式学习的结果。因此，在教学中要讲清一个原理或概念的来龙去脉，通过学科发展史、科学发展史的学习，引导学生对所学内容时常反思和评价，通过了解相关概念和理论的提出背景和发展历程，分析其时代局限性，反思学习内容的正确性、真理性，从怀疑精神从发，经过独立探索、发现，培养其批判和创新能力。

3.六步法完成教学过程实践

在明确了教学目标、教学内容和对应的教学方法之后，下一个问题就是如何实施教学过程。教学的实施是完整教学活动中至关重要的环节，是对教学目标、课程设计的具体实施，也是对不同教学方法的综合应用和实践，是新知识学习、新技能获得的关键过程。

下面，以“沉积岩石学”中碳酸盐岩概论的学习为例，分6步完成一个教学单元。

(1)明确教学目标，落实学生原有水平，找准学习切入点。教学必须以学生为中心，考虑学生的心理发展水平和原有认识结构，从中找出与该教学单元涉及的新知识有联系的切入点。在教学前，通过了解学生前期已学课程已完成部分内容，可确定学生对方解石、白云石矿物特征、化学组成及碎屑岩的结构组分、沉积结构、沉积构造特征已有较好认识，这些认识正是进行碳酸盐岩成分、结构组分、构造学习的切入点。

(2)设置真实教学情境，引出研究问题。教学时首先展现学过的碎屑岩（砾岩或砂岩）手标本和镜下照片，然后对比性碳酸盐岩手标本和镜下照片，引导学生独立描述碳酸盐岩的特征（教师并不立即解答），然后以国内四川盆地、塔里木盆地和中东地区广泛分布的碳酸盐岩油田的勘探开发现状简要介绍说明碳酸盐岩研究的意义，引导学生学习兴趣，引出该单元研究的问题：化学或生物化学成因的碳酸盐岩应该如何去认识（描述）。

(3)根据教学内容，确定并讲解教学方式、方法。提倡区别对待知识和技能教学方式的差异。关于碳酸盐岩、碳酸盐岩结构组分等概念、原理的学习属于知识的建构，可巧妙地设置认知冲突，辅以接受学习法，从岩石学的成分、结构、构造、命名的知识结构体系为纲进行教学。此外，实验室手标本和薄片观测等实践技能学习，则以学生发现学习为主，可辅以合作研究、探讨的方式完成。在此，可以对岩石学学习方法进行总结，对碳酸盐岩结构分类的科学史加以介绍，辅以培养学生严密的科学抽象、概括和批判能力。

(4)通过学习，消除矛盾，实现新知识意义建构和原有经验结构改造和重组。按照建构主义理论，学习的过程包括对新信息的意义建构和对原有经验结构的改造和重组两个方面。学生通过对已学碎屑岩旧知识与新学的碳酸盐岩新知识从成分、结构、构造、命名等方面的反复的、双向的相互作用过程，可以实现对新信息的意义建构。之后，通过原有碎屑岩的经验为基础对碳酸盐岩的信息进行处理、编码，建构自己的理解，并使得原来的碎屑岩的知识因为碳酸盐岩成分、结构、构造等新经验的加入而从机械沉积作用和化学沉积作用、机械分异和化学分异等角度进行调整和改变，最后，在新、旧经验的冲突和原有观念的转变和结构重组中实现学习的过程。

(5)组织实践教学，培养基本技能和能力。“沉积岩石学”是一门具有很强应用性和实践性的课程，众多的岩石类型辨认和沉积现象的掌握是课堂理论教学无法实现的。为了巩固相关理论学习，突出实践教学环节，锻炼学生动手能力，促进新、旧经验结构的有效改造和重组，重塑新的认知结构。

(6)完善建构主义教学测评体系。教学测评应分教师和学生分别进行。教师可从以下方面开展自我测评：①是否给学生提供了真实问题和情境；②是否从知识传递的权威角色转变为学生学习的辅导者和高级合作者；③是否鼓励学生问题解决的多重观点；④是否创设了一种良好的学习环境，学生在其中可以通过实验、独立探究、合作等方式学习。同时，对学生的教学测评不再应该以学生记住知识的多寡来衡量，而应以学习中主动参与的程度、协作学习的能力与贡献、意义建构的水平等因素来综合衡量。主要包括客观评价学生在知识建构、技能提升和相关能力培养方面所取得的成绩，让学生能够通过教师反馈的信息、同学间合作的经历客观、真实地认识、完善自我，促进学生加强自我反省和监督，积极地悦纳和完善自己，提升自我教育的能力和水平。主要测评内容包括：①学生是否成积极地建构知识与理解，积极地与教师、同伴合作，解决真实问题；②学生是否对自己承担了更多的管理学习任务。

三、结论

建构主义学习理论强调学习的主动性、社会性和情感性，认为学习是学生建构自己知识的过程，是新旧经验之间的双向的相互作用过程。

通过对建构主义教学观与传统教学观的对比分析，结合“沉积岩石学”学科特点，拟定了建构主义理论指导下该课程教学改革的真实性、先备性、整体性、主动性和差异性原则。基于此，提出从学习的核心任务、学科知识结构和实验、实践教学三方面修订和合理编排教学内容，根据教学内容及其性质选择发现学习、接受学习和批判学习及其相结合的教学方法，建议从学生原有水平确定、真实教学情境设置、学习方法落实、新知识建构、技能培养和教学测评六个步骤完成教学改革。

建议在教学情境设置、研究问题引入方式上增加学习情境的真实性，在核心内容厘定、学科知识结构构建方面突出知识结构学习的整体性，针对不同教学内容、不同专业背景学生在教学方法上注重先备性和差异性，在实验、实践环节教学条件和教学方法上突出学习的主动性。

[1] 朱筱敏，季汉成，王贵文，等.沉积岩石学教学形式改革研究[J].石油教育，1997，(3)：27-30.

[2] 廖太平.信息网络化教学模式在沉积岩教学中应用的体会[J].中国地质教育，1996，(3)：27-29.

[3] 王海荣，姜在兴，王洪亮，等.“沉积学基础”课程教学改革探索[J].中国地质教育，2008，(3)：96-98.

[4] 鄢继华，陈世悦，袁静.物理沉积模拟在“沉积学”实践教学改革中的探索[J].中国地质教育, 2010, (2)：36-39.

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Teaching Reform on the Course of Sedimentary Rocks Guided by Constructivism’s Learning Theory

XIAN Ben-zhong, ZHU Xiao-m in
China University of Petroleum, Beijing 102249, China

Though the analysis of know ledge and teaching view, epistemology of constructivism, combining the characteristics of sedimentary rock course, five teaching reform principles were brought forward, including facticity, prior know ledge, holism, go-aheadism and otherness. On the basis of these principles, teaching reform on teaching content, method and process had been reformed. Three measures should be enhanced. First, teaching contents should be edited according to learning core mission, subject know ledge structure and experiment and practice teaching. Second, teaching methods of discovery learning, reception learning and critical learning should be used according to learning content and characters. Finally, six steps containing setting teaching situation, making sure students’ background know ledge level, selecting effective teaching method, constructing new know ledge, training practice skills and teaching testing should be adopted.

sedimentary rocks; constructivism; teaching reform; teaching method

G642

A

1006-9372 （2010）04-0104-05

2010-09-19。

鲜本忠，男，副教授，主要从事沉积、层序地层学的教学和研究工作。