馬瑩瑩

（華南理工大學(xué)，廣東 廣州 510640）

基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論的交通設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)*

馬瑩瑩

（華南理工大學(xué)，廣東 廣州 510640）

以喬納森建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，針對交通設(shè)計(jì)課程以問題解決為核心的特點(diǎn)，對該課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。主要包括問題設(shè)計(jì)、案例設(shè)計(jì)、認(rèn)知工具設(shè)計(jì)、支架設(shè)計(jì)、共同體設(shè)計(jì)、資源設(shè)計(jì)和評價(jià)設(shè)計(jì)幾個(gè)部分，并以“解決某交叉口交通擁堵問題”為例進(jìn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與說明。

交通設(shè)計(jì)；建構(gòu)主義；學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、概述

近年來，建構(gòu)主義教學(xué)理論在國內(nèi)外廣泛流行，并取得較好的教學(xué)效果。該教學(xué)理論認(rèn)為認(rèn)知是一種以主體已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的主動(dòng)建構(gòu)。建構(gòu)主義的教學(xué)理論以學(xué)生為中心，教師在整個(gè)教學(xué)環(huán)境中是促進(jìn)者、組織者、發(fā)起者，學(xué)生能動(dòng)的利用各種條件對所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)。建構(gòu)主義教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特別強(qiáng)調(diào)“學(xué)習(xí)中心”的有意義學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，稱為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)［1］。

交通設(shè)計(jì)課程是一門整合交通工程基本概念、基本知識(shí)與基本技能于一體的專業(yè)課程，其理論基礎(chǔ)廣、實(shí)踐性強(qiáng)［2］。傳統(tǒng)的以教師為中心的知識(shí)傳授式教學(xué)在該門課程教學(xué)上很難取得較好的效果［3］，特別是在學(xué)生掌握解決問題的能力方面。而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用交通設(shè)計(jì)手段解決城市交通問題的能力是本門課程的重要目的。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論恰恰是以解決問題為主線，幫助學(xué)習(xí)者積極地探究復(fù)雜的主題或環(huán)境，并且像領(lǐng)域?qū)＜乙粯铀伎紗栴}。因此，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)是對于交通設(shè)計(jì)課程的教學(xué)有益探索。

二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義理論是由瑞士哲學(xué)家、心理學(xué)家皮亞杰（Piaget）于1966年提出，他創(chuàng)立的學(xué)派被稱為“皮亞杰派”或“日內(nèi)瓦派”，是認(rèn)知發(fā)展領(lǐng)域中最優(yōu)影響的學(xué)派［4］，后來許多學(xué)者和教育實(shí)踐者不斷豐富該理論，目前該理論已在西方教育界產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響［5］，在中國也得到一定的發(fā)展［6］。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)者并不是被動(dòng)的信息接受者，而是主動(dòng)的進(jìn)行信息的建構(gòu)，而且這種建構(gòu)不能由其他人代替。每個(gè)學(xué)習(xí)者都以自己獨(dú)有的方式去理解知識(shí)，學(xué)習(xí)不是一個(gè)復(fù)試的過程，而是個(gè)體對知識(shí)和信息進(jìn)行思考和處理的結(jié)構(gòu)［7］。因此，在建構(gòu)主義視角下，教學(xué)不再是單向的控制過程。教師由傳統(tǒng)的知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生知識(shí)建構(gòu)的合作者、組織者和促進(jìn)者。

三、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境是“一種以技術(shù)為支持的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者從中可以展開有意義的，有益的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，技術(shù)作為學(xué)習(xí)者探索、實(shí)驗(yàn)、建構(gòu)和反思學(xué)習(xí)的工具，可以使學(xué)習(xí)者從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)”［1］。20世紀(jì)90年代后，建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)研究構(gòu)建了許多創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)，其中比較有代表性的是喬納森的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)以問題解決為主線，主要包含六個(gè)基本要素：問題、相關(guān)案例、信息資源、認(rèn)知工具、會(huì)話或協(xié)作工具、社會(huì)或境脈支持［8］。該設(shè)計(jì)將知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)都融匯于問題解決之中，因此，學(xué)習(xí)者需要做的是解釋、解決問題或者完成一個(gè)項(xiàng)目，而不是對去除背景情況的抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)。雖然學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的自我控制，然而教學(xué)設(shè)計(jì)人員在教學(xué)過程中擔(dān)任指導(dǎo)學(xué)生如何建構(gòu)知識(shí)、評價(jià)和更新已經(jīng)建構(gòu)的知識(shí)、為學(xué)習(xí)者定位與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等重要任務(wù)。

表1 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)

圖1 “解決某交叉口交通擁堵問題”相關(guān)概念和策略性知識(shí)關(guān)系圖

四、交通設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

在交通設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用交通設(shè)計(jì)手段解決城市交通問題的能力［2］，即將學(xué)生培養(yǎng)成解決相關(guān)城市交通問題的專業(yè)技術(shù)人員。學(xué)習(xí)解決問題是一個(gè)漸變的過程，學(xué)生需要從系統(tǒng)的概念性知識(shí)和獨(dú)立于問題背景的策略性知識(shí)發(fā)展到對問題的個(gè)人認(rèn)識(shí)和問題記憶，即圍繞著某種類型問題的圖式，其中整合了專業(yè)理論知識(shí)、系統(tǒng)知識(shí)、操作性知識(shí)、策略性知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)等。作為專業(yè)技術(shù)人員，在解決城市交通問題時(shí)，一般包括構(gòu)建問題空間、識(shí)別問題、對策分析、生成并驗(yàn)證解決方案以及記憶經(jīng)驗(yàn)幾個(gè)環(huán)節(jié)。研究表明，經(jīng)驗(yàn)在問題識(shí)別、對策分析以及生成和檢驗(yàn)方案方面具有重要的作用［8］。因此，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，要重點(diǎn)考慮解決問題的主要環(huán)節(jié)。

（一）問題設(shè)計(jì)

由于交通設(shè)計(jì)課程是一門以解決實(shí)際問題為主要目的的課程，因此可根據(jù)交通設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容，分別設(shè)計(jì)相關(guān)問題。這些問題的解決將應(yīng)用到本門課程或其他相關(guān)課程的基本概念、方法和相關(guān)技術(shù)。在問題設(shè)計(jì)過程中，需要注意以下幾方面的問題：

1.設(shè)計(jì)的問題應(yīng)覆蓋本門課程的主要教學(xué)內(nèi)容。

2.在問題描述過程中，要注意將問題的境脈、表征和問題空間描述清楚。

交通設(shè)計(jì)課程涉及到的問題屬于結(jié)構(gòu)不良問題，往往是以復(fù)雜的真實(shí)世界為境脈，即現(xiàn)實(shí)中的交通系統(tǒng)，例如城市道路交叉口、公共汽車?？空镜取Ｒ虼嗽趯栴}描述時(shí)，應(yīng)包含問題提出的社會(huì)背景、歷史信息、軟硬件約束條件及與該問題相關(guān)的事件等境脈信息。在問題表述過程中還應(yīng)該提供必要的關(guān)鍵概念及其相互關(guān)系、策略性知識(shí)及任務(wù)目標(biāo)等。

文章以“解決某交叉口交通擁堵問題”為例進(jìn)行問題設(shè)計(jì)：

1.涉及教學(xué)內(nèi)容：交通問題及特征分析、交通設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及流程、交通組織設(shè)計(jì)、斷面設(shè)計(jì)、平面交叉口設(shè)計(jì)、交通信號(hào)方案設(shè)計(jì)、慢行交通設(shè)計(jì)等。

2.境脈描述內(nèi)容應(yīng)包括：城市交通發(fā)展社會(huì)背景、交叉口地理位置（最好選擇學(xué)校附近交叉口，便于學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查）、交叉口目前交通運(yùn)行特征、交叉口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間資源約束條件等。

3.任務(wù)目標(biāo)：改善該交叉口交通擁堵現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)在空間資源約束條件下的交通運(yùn)行最優(yōu)。

圖2 基于案例推理的交通設(shè)計(jì)問題學(xué)習(xí)過程

4.相關(guān)概念及策略性知識(shí)關(guān)系圖（如圖1所示）

（二）相關(guān)案例設(shè)計(jì)

基于案例的推理是揭示問題解決過程的良好機(jī)制［9］，可以用來支撐學(xué)生應(yīng)用交通設(shè)計(jì)手段進(jìn)行城市交通問題解決學(xué)習(xí)?；诎咐评淼膯栴}解決學(xué)習(xí)過程一般包括四個(gè)環(huán)節(jié)，被稱為4-R（Retrieve，Reuse，Revise，Retain）方法［10］，基于案例推理的交通設(shè)計(jì)問題學(xué)習(xí)過程如圖2所示。

在案例設(shè)計(jì)中，教師提供的案例應(yīng)該是與學(xué)生需要解決的問題直接相關(guān)或相似。所謂相似，即與待解決問題有著相似的情境、解決方案或結(jié)果。這些案例可以為學(xué)生提供解決問題的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也可以為即將解決的問題提供多種觀點(diǎn)或解釋。

（三）認(rèn)知工具設(shè)計(jì)

所謂認(rèn)知工具，是指觸發(fā)學(xué)習(xí)者思考并輔助特定認(rèn)知過程的計(jì)算機(jī)工具［11］。認(rèn)知工具主要包括信息收集與加工工具、操作支撐工具、問題表征工具以及知識(shí)建構(gòu)工具等。以“解決某交叉口交通擁堵問題”為例，進(jìn)行認(rèn)知工具的詳細(xì)設(shè)計(jì)，如表2所示。

（四）支架設(shè)計(jì)

表2 “解決某交叉口交通擁堵問題”認(rèn)知工具設(shè)計(jì)

表3 “解決某交叉口交通擁堵問題”的支架設(shè)計(jì)

該問題的支架主要包括信息鋪墊式支架、概念支架、元認(rèn)知支架、策略支架、任務(wù)支架五種類型，其主要內(nèi)容和實(shí)施途徑如表3所示。

（五）共同體設(shè)計(jì)

解決該問題的共同體除了學(xué)生，還包括教師、交通專家以及交通參與者。在共同體設(shè)計(jì)中，應(yīng)明確共同體中各成員的職責(zé)和分工，并由教師做必要的引導(dǎo)，監(jiān)控和調(diào)節(jié)學(xué)生的交互過程。例如，在進(jìn)行問題分析討論過程中，教師參與其中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并幫助小組的每個(gè)學(xué)生都參與到問題討論中。

（六）資源設(shè)計(jì)

資源設(shè)計(jì)是為學(xué)生提供生成更好的問題表征、填補(bǔ)知識(shí)空缺、搭建學(xué)生新舊知關(guān)聯(lián)、支撐問題解決策略等方面的資源和材料，例如相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告、相關(guān)的研究文獻(xiàn)等。

（七）評價(jià)設(shè)計(jì)

評價(jià)設(shè)計(jì)是對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)的方式主要包括：

1.對研究報(bào)告的評價(jià)：包括問題的分析和解決思路、設(shè)計(jì)方案、改善效果、報(bào)告撰寫情況以及是否體現(xiàn)的小組合作。

2.對學(xué)習(xí)過程的評價(jià)：主要關(guān)注學(xué)生在解決問題的過程中，是否進(jìn)行著主動(dòng)的、建構(gòu)的、有意圖的、真實(shí)的和合作的學(xué)習(xí)。該評價(jià)是過程性評價(jià)，可以利用教師評價(jià)、學(xué)生自我評價(jià)、小組間互評、小組內(nèi)互評等方式。

3.對知識(shí)建構(gòu)的評價(jià)：讓學(xué)生圍繞教師提出的問題生成概念和策略結(jié)構(gòu)圖，評價(jià)學(xué)生的概念和策略結(jié)構(gòu)圖是否抓住核心概念、概念的數(shù)量與相關(guān)性等。評價(jià)方式可以采用教師評價(jià)、專家評價(jià)等方法。

五、結(jié)束語

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)以問題解決為主線，并在設(shè)計(jì)過程中追求有意義的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生形成合理的心智模型［8］。因此基于此的教學(xué)設(shè)計(jì)對于交通設(shè)計(jì)課程的教學(xué)具有較強(qiáng)的適用性。通過幾個(gè)問題的分析和解決，學(xué)生將形成交通設(shè)計(jì)相關(guān)的概念、策略和方法的心智模型，完成交通設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的建構(gòu)過程。但在教學(xué)過程中，教師對整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備、指導(dǎo)和干預(yù)。因此，基于建構(gòu)主義教學(xué)環(huán)境的教學(xué)設(shè)計(jì)對教師提出了更高的要求。

［1］劉欣.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境教學(xué)設(shè)計(jì)模式［J］.大學(xué)教育，2014（1）：7-9.

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Under the guidance of the design theory of learning environments in Jonathan's constructivism，a teaching design of traffic design course，with the core of problem solving，is studied in this paper.It includes design of problem，cases，cognitive tools，bracket，community，resource and evaluations.A case of"solving the problem of traffic congestion at a certain intersection"is used to illustrate the key parts of this teaching design.

traffic design；constructivism；learning environment design；teaching design

G642

A

2096-000X（2016）20-0069-03

廣東省學(xué)位與研究生教育改革研究項(xiàng)目（編號(hào)：2015JGXM-ZD05）；華南理工大學(xué)學(xué)位與研究生教育改革研究項(xiàng)目（編號(hào)：yjjg2014011）；華南理工大學(xué)教改項(xiàng)目。

馬瑩瑩（1983-），博士，華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院副教授。