建構與教學 Constructivism and Teaching
第七期 中部地區科學教育簡訊
發行:國立彰化師範大學科學教育研究所 科學教育中心 生物學系/ 主編:黃世傑/ 第七期
建構教學：
採用建構主義，如何教學？
張靜嚳 國立彰化師範大學科學教育研究所
前言
最近，建構主義正在科學教育界流行。根據筆者在彰化師大任教與中部學校教師接觸的經驗發現，有極少數的教師對建構主義適應得不錯。從他們的口中聽到許多令人振奮的消息。例如，有些教師表示自從採用建構主義教學之後，他們的教學感受有如「倒吃甘蔗」；也有教師表示教學建構化之後，教學對他而言是一種「享受」，不再是一種沈重的負擔。
不過，目前這類教師為數甚少。較多的教師是對建構主義適應不良，有的不知如何開始，在一旁觀望；有的是鼓足勇氣奮力嘗試，卻遭受問題叢生難以排解的困境，最後又退回傳統教學，令人惋惜。最多的教師是對建構主義，茫茫然無所知或不聞不問，令人覺得教改之路尚迢迢。
不知建構主義當然無從知道如何建構教學；知了建構主義，很多教師還是不知如何教學才建構，因為建構主義只解釋「知識是什麼？」和「學習是什麼？」並未解釋「教學是什麼？」更沒有告訴我們如何建構教學。
雖然如此，我們還是可以從建構主義的理論引申出建構教學的一些原理原則，來做為我們施行建構教學的基本指導方針，或判斷教學是否建構的標準。除了原理原則之外，教學模式與施行策略也是不可或缺的。建構教學的原理、原則、模式和策略是建構教學的重要工具。有了工具，教師會比較容易開始、進行、和把握建構教學的目標和方向；也比較容易診斷和解決建構教學上的種種問題。所以，本文的目的在介紹方便進行建構教學的一些原理、原則、模式和策略。
這些工具是筆者最近幾年在彰化師大研究發展與推廣輔導建構教學的部分心得。它們是在台灣的教育環境下基於理論和實務的需要發展而成的。其中有些來自建構主義原理的引申和應用，有些是建構名家成果的收集、修訂和精緻化，有些是實際解決教師教學疑難問題或教學實務的結果。這些工具的發展有多方面的考量，例如，未來資訊社會的需要，國際數學教育發展的趨勢，國內教師教學上的實際需要，以及國內教育環境和社會文化背景的特性。以下就從建構主義的三個基本原理出發，依序介紹一些筆者所建構的建構教學原理、模式、原則和策略。
原理
現代建構主義，特別是社會建構主義的三個基本原理是 (張靜嚳，1995a)：
(一)知識是認知個體主動的建構，不是被動的接受或吸收；(二)認知功能在適應，是用來組織經驗的世界，不是用來發現本體的現實；(三)知識是個人與別人經由磋商與和解的社會建構。
基於這三項原理和考量傳統教學的缺失 (張靜嚳，1996) 筆者所建構的建構教學原理有三：
(一)教學在引導學生建構知識，不在也不可能傳輸學生知識；(二)建構教學的目的在促進學生思考和了解，不在記背知識與技巧；(三)建構學習是以：做中學、談中懂、寫中通等多元互動的社會建構，非以：聆聽、練習等單元單向的任意建構。
這三項原理應是教師在教學心態上應有的基本認知。如果教師在心態上沒有這些認知，而依舊是很傳統的，想把最好的知識或真理傳輸給學生的話，教師要想成功的施行符合建構主義的教學，不但會困難重重，也是在緣木求魚。很多初試建構教學的教師常常未能覺察其中矛盾，很容易就本著傳統的心態，從事建構式的教學，他們內心自然會充滿矛盾與衝突。筆者常會聽到這類教師感嘆：建構教學教室氣氛活潑，學生討論熱烈，學生比想像中的聰明，會思考有創意，也沒有人會打瞌睡；但是討論很費時間，而且學生常常討論不出要教的內容，影響教學進度，沒時間練習，考試怎麼辦等等。解決這些困擾的方法之一，就是教師要趕快調整心態。
模式：問題雙環
懂了建構主義也調整了教學心態，此時教師最需要的是教學模式，即，第一步做什麼，第二步做什麼之類的教學架構，否則教師還是不知道從那裡開始，下一步做什麼。可用的教學模式當然很多，不過根據文獻和筆者個人使用經驗以及觀察使用教師們的反應，以「問題中心」教學是一相當能符合建構主義的教學模式。三年前筆者將問題中心教學引進國中數學教室，很受教師和學生歡迎。然而，逐漸發現問題中心教學有三大缺失：容易被教師誤用成小組教學，教學中教師容易迷失教學方向，教師不知如何精進自己的教學。針對這些缺失，經過無數次的改良試驗與精緻化之後，問題中心教學在筆者手中已經演化變成「問題雙環」教學模式。以下是問題雙環教學模式的簡要說明，先談模式結構，再說實行步驟：
圖一、問題雙環，PCDC，教學模式 (張靜嚳，1995，p.143)
問題雙環是一種符合社會建構主義和NCTM標準的教學模式。此一模式(如圖一)包含有三個主要部分：
(一)核心。指圖一中圓內的部分包含有：問題 (？) 、小組、合作、解題、對談五個要素。這五個要素構成了學生學習活動的主要成分。教師教學主要在掌握這五個要素來促進教室內學生建構知識與其意義的機會。
(二)內環。圖一中的內圓表學習環或知識的創造環。其中「主」表個人擁有的主觀知識；「客」表為社會或專家所共識的客觀知識。此環用來表示知識具有主觀和客觀的雙面性。學習其實是一種包含主觀知識和客觀知識不斷互相創造循環的歷程。而且只有當主觀知識與客觀知識關聯在一起時真正的學習或有意義的學習才發生。此環是用來提供教師對知識發生有一宏觀的認知圖，以便教師引導學生在教室內的學習活動方向。
(三)外環。圖一中的外環表教師的教學環，主要成分有：任務、引導、環境、分析。表示教師教學前的準備，教學中的活動，和教學後的檢討都宜把握這四項要領，即，任務或問題如何設計、使用和改進才能符合教學目標和學生的需要；教室小組合作解題和對談活動之引導如何設計、推展和改進以促進：解題和對談的進行，學習的發生，和主客觀知識之間的關聯；學習環境如何創造、維護、和改善以促進學生數學或科學功力的發展；學習效果和教學效果如何評估，任務／問題對談和學習環境對學生數、理知識、技巧、氣質的影響如何分析。外環對內環與核心以及對學生科學或數學功力的發展之影響如何評估和分析。
問題雙環教學進行的步驟：
(一)教學前。教師對整學期或整學年的教學要有通盤的規劃。對每節課也要有詳盡的教學設計。首先，教師教學前要先設計教學活動包含要給學生 (個人或小組) 完成的「任務」或要解決的問題。其次，要考慮如何「引導」學生來完成任務。接著，考慮如何在教室建立有利學生來完成任務的「環境」，包含學習情境的布置和小組合作學習的教室社會常規等。最後，要考慮到如何「分析」或評量整個教學的效果，以做為下次設計教學活動或改進教學的參考和依據。這四項教學要領在外環的四個角落上。這四項要領是教師在走進教室之前就要深思熟慮過的。
(二)教學中。走進教室進行教學的步驟大致是教師上課給學生若干適合討論的問題，再讓學生以小組合作的方式來做這些問題，學生解題時教師巡視各組目的在促進小組的對談和合作解題。約十五分鐘之後，組代表上台報告各組討論結果，最後教師主持全班討論。這些活動的要素是學習環內的，問題 (？) 中心和圍繞「？」的「小組、合作、解題、對談」，即，表整個教學活動應以問題為中心，經由「小組、合作、解題、對談」來建構個人主觀的知識和形成大家共識的客觀知識。教師主持全班討論目的在經由對談和磋商來整合小組的共識成為全班的共識，進而再與專家的共識 (例如，課本中的知識) 關聯在一起。
內圓環是提供教師對知識的創造過程宏觀的認知圖，以便引導學生建構知識的指南。整個教室的教學活動都在外方 (象徵教室的形狀) 環內進行，筆者如此設計是意含教師教學應讓學生的學習在教室內發生。教師教學流程是經由外方的教學環來帶動內圓的學習知識創造環，而學生創造知識的原料是個人大腦中的知識和經驗以及小組合作或個人解題活動的經驗，這些原料在解題與對談的互動中學生建構成他們個人的主觀新知，學生個人的主觀新知經由小組對談和發表以及教師主持的全班討論過程中，經由教師的引導學生把他們的主觀知識和課本上或要學習的客觀知識關聯在一起。當學生個人的主觀知識與要學習的客觀知識產生關聯時，有意義的學習就發生了。如果主觀知識與客觀知識沒有關聯在一起，真正的學習並未發生。所以，教師教學主要的目的是在幫助學生創造個人主觀的知識，並引導他們經由對談把他們的主觀知識和要學習的客觀知識關聯在一起。所謂主觀的知識是指存在於每人大腦意識中的知識；所謂客觀的知識是指大家共識的知識，特別是課本上為專家所共識的知識。
(三)教學後。教師要仔細分析整個教學活動並檢討改進，為下次的教學擬定新的教學計畫。如此由思考問題，擬定計畫，實施，分析教學效果，再思考問題等等如此反覆循環不斷改進的歷程是問題雙環教學模式的基本精神。
問題雙環基本上還是以問題中心的學習為核心，外加學習與教學雙環而成 (如圖一) 。核心部分是修訂自美國數學教育學者Wheatley於1991年所提出的問題中心學習模式。學習環是Ernest知識創造環的應用，教學環是受美國NCTM (1991) 數學教學專業標準的影響。
在哲學和心理學上，筆者相信數學或科學知識是社會的建構。所以，筆者認為最道地的數學或科學教學就是讓學生在教室內，於教師的引導之下，以如同數學家或科學家經由解題和對談創造數學或科學知識那般，來學習數學或科學。即，讓數學或科學知識自然發生的現象在教室內重現，亦即，讓數學或科學知識的創造環在數學或科學教室內動起來或運轉起來。總之，問題雙環是針對知識與學習的發生是社會建構的本質而發展設計，目的在促進學生的思考與了解，即，讓每位學生的數學或科學功力有機會如同數學家或科學家發展他們的數學或科學功力那般來發展。
問題雙環教學模式是基於社會建構主義而設計的。因此它不但適用於數學，也適用於所有其他的學科，例如，物理、化學、生物、地球科學等等。筆者也看過不少科學教師成功的施行問題雙環教學於他們的科學教室的教學上。甚至有教師應用問題雙環教學模式於學校的訓導和導師的工作上，且得到令他們感到驚喜的效果。
原則 (十大祕訣)
上述的模式只是提供教師教學的基本架構或步驟。但是在進行的過程中教師心中還是會有不少疑問，而且實際的教學上也會遭遇一些需要解決的問題。如何應用建構主義於教學？是許多教師十分關切的問題。
Von Glasersfeld (1991)曾針對如何應用建構主義於教學，提供許多非常好的建議。筆者特予精選並加工成為以下的十項祕訣或原則。這十項原則頗為重要也很好用。
祕訣一：了解學生有什麼
如果我們認同建構主義，即假設學生必須建構自己的知識，我們就不能再假定學生是一張「白紙」，什麼都不知道。根據皮亞傑的說法，即使是嬰兒也不是一張白紙。學生已有的知識是他們用來建構更多知識的唯一基礎。所以，對教師而言最重要的是要了解學生有些什麼知識和經驗。
祕訣二：認真聆聽和應對學生的回答
對一個問題，不管學生的回答是什麼，對學生而言都有其意義。因此，學生的答案對教師而言不論有多離譜，多奇怪或「多錯誤」，教師都應認真解讀和應對。教師若只簡單說它錯了，對學生是莫大的氣餒和壓抑。此外，讓學生解釋問題和答案也是一個不錯的策略。
祕訣三：了解學生怎麼想
教師若想改進甲生的概念及其概念的結構，教師須先試著去建構甲生的思考模式。甲生的思考模式是可以被一般化的，但是在假設學生適合這個一般模式之前，教師應先有一些足夠的證據來支持此一特例的假設是可行的。絕對不要任意假設學生的想法是簡單或顯而易見的。
祕訣四：問得很建構
問學生們是如何得到他們的答案是一個發現學生思考事物的好方法；它開啟解釋為何某一特定答案在不同的情況未必管用之門。所以，教師要多問學生：為什麼？如何得到？什麼意思？有何不同？舉個例子？而少問學生：會不會？懂不懂？對不對？
祕訣五：造勢讓學生對解題有食髓知味的經驗
通常一開始學生對解題不會有太大的興趣。若要培養學生對問題有深入探究的興趣或動機，教師就要去創造局勢或形勢讓學生有機會去體驗或經驗和解題有關的樂趣。如果學生對問題本身沒興趣，而教師又只是簡單的告訴學生你答「對了」，這種教學對學生的概念發展可以說是毫無助益。
祕訣六：獎勵耕耘甚於收穫
成功的思考是比「正確」的答案重要。成功的思考即使是基於無法接受的前題也應給予獎勵。
祕訣七：欣賞學生的思考 (關愛的眼神)
為了去了解和欣賞學生的思考，教師要有幾乎是無限彈性的心靈因為學生有時會從教師幾乎難以接受的前題開始。
祕訣八：給學生有獨自搏鬥成功的機會
讓學生和他們所選取的問題搏鬥，只在他們要求幫助時才給予幫助，而且只幫助他們建構知識。頂多，教師能引導學生在有效的方向上建構；但永遠不能逼它。這樣當然很費時，但是只要學生有過一、二次自己成功思考出答案的樂趣之後，他們就差不多可以去做教師建議的問題了。
祕訣九：了解與熟練並重
區分訓練與教學並非表示沒有訓練的空間。我確信某些訓練是有用的，但是，訓練本身並不導致了解。然而，有許多經驗需要熟練到成慣例。慣例是必要的。一個人除非他已經自動化了一些基本的運算，否則他不可能成為數學家。但是如果他只有把一些基本的運算自動化而沒有抓住背後的概念，那麼他也不會成為數學家。訓練與教學要並進。如果本文只是強調教學，那是因為訓練是學校普遍的實務。
祕訣十：壯麗失敗的經驗 (醉翁之意不在酒)
影響學生的解題技巧是讓學生去發現解題的樂趣。如果教師一直看著學生要他們用「正確的」解法去得到「正確的」答案，則解題將變得沒有樂趣。學生常常會使用一些預料之外和常規之外的方法解題，這是十分可行的只是它的應用性或許有限。如果教師不尊重這個，那只反映出教師本身對科學發展歷史的不了解而已。這就是為何，特別是在科學，讓學生得到壯麗失敗漫長歷史的感覺是不可或缺的。今日學生普遍缺乏耐性、毅力或韌性，常常稍有挫折不是逃避就走極端。這種普遍缺乏堅持和擔當，或是過於脆弱的心靈將不符合社會未來需要解題高度困難與複雜問題的需求。這是目前教育重大的缺失之一。
策略
有了模式之後，何時開始？何處開始？從誰開始？是教師接著要考慮的問題。這些問題並無標準答案。常常因人、事、地、時不同而異。基本上，教師可以衡量自己任教學校的環境，班級學生的特質和需要，科目的特性，單元的本質，時機是否恰當，以及個人的興趣經驗和能力能否勝任，心理準備是否成熟等等，來考量採用何種策略對你比較合適。這些策略並非互相排斥，教師可以混合使用。以下是一些可行的策略：
(一)重點式：把傳統教不好或困難教學的部分拿來「死馬當活馬醫」。既使實驗效果不好，也不會比傳統的方法差。如果效果好則更好。
(二)漸近式：先從自己覺得最有把握或最有信心的部分下手。慢慢累積經驗和建立教室的常規。是一種穩紮穩打的漸近策略。
(三)革命式：無論何種班級，單元或時段全面革命式的採用建構教學。好像學游泳時，強迫自己下水，身邊若無教練其實是蠻危險的。所以，採用革命式教學改造的教師，最好身邊有教練，否則不要冒然嘗試。若有教練，加上自己不怕遭遇挫折，敢面對自己的錯誤。這種方式挑戰性高，壓力大，但相對的進步也比較神速。
(四)精緻式：針對不同的單元和目的選取合適的教學方式。平時著重了解，採小組討論和合作解題；考試前為了應付考試採傳統重覆練習。這種方式比較能夠兼顧理想與現實。
結語
教師改造教學或要從事符合建構主義的教學，恰似登山一樣，小改造如登小山，很容易也不會有危險。若要做比較根本的教學改造，如同登比較大的山一樣，困難度與危險性都會增加，此時有無適用的工具常常會成為能否成功的關鍵。但是如果想登名山如聖母峰，若無精良的裝配或工具，以及專家或老手的引導與協助，不但成功機會渺茫且充滿危險。
依建構主義，如何建構教學還得教師自己來建構，所以根本上是沒有人有辦法告訴你如何教學，才符合建構主義。然而，人無工具是一籌莫展，有了工具則無所不能。根據筆者多年理論與實際的經驗，上述建構教學的四組工具箱：原理、原則、模式和策略是從事建構教學很適用的工具，其中的原理和原則更是用來判斷教學是否建構方針和標準。有了這些工具，教師似乎可以開始來考慮從事比較根本的教學改造，或施行比較道地的建構教學了。
參考文獻
1.張靜嚳 (1995a)：＜何謂建構主義？＞，《建構與教學》，第三期。
2.張靜嚳 (1995b)：＜問題中心教學在國中發展之經過、效果及可行性之探討＞，《科學教育
學刊》，三卷二期，頁139-165。
3.張靜嚳
(1996)：＜傳統教學有何不妥？＞，《建構與教學》，第四期。
