基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的工程圖學(xué)實踐

張寶慶， 孫立華 ， 吳 星

（1. 長春理工大學(xué)機電工程學(xué)院，吉林 長春 130022；2. 長春工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心，吉林 長春130012；3. 長春理工大學(xué)0903116班，吉林 長春 130022）

眾所周知，強調(diào)認知主體的內(nèi)部心理過程，即把學(xué)習(xí)者看作是信息加工主體的認知學(xué)習(xí)理論已經(jīng)取代了作為強調(diào)刺激—反應(yīng)，即把學(xué)習(xí)者看作是對外部刺激做出被動反應(yīng)的行為主義學(xué)習(xí)理論。近年來，隨著心理學(xué)家對人類學(xué)習(xí)過程與認知規(guī)律研究的不斷深入，作為認知學(xué)習(xí)理論的一個重要分支—— 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論已成為當代西方最為流行的學(xué)習(xí)理論。多媒體計算機和基于Internet的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也從客觀上促進并刺激了該理論的進一步發(fā)展，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論正愈來愈顯示出其強大的生命力，已成為影響教學(xué)設(shè)計理論與實踐發(fā)展走勢的重要力量。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和認識論，即關(guān)于人是如何學(xué)習(xí)的和知識的本質(zhì)觀點，日益成為教育領(lǐng)域的流行話語。固然，我們沒有必要趨附于某種流行，但是我們有必要認真思考建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和認識論與教學(xué)實踐的關(guān)系[1]。它給教育工作者提出了一種全新的教育心理學(xué)視角，然而，我國絕大多數(shù)教師對其蘊涵的教學(xué)思想還較陌生。因此，本文在對建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論作簡要介紹的同時，從工程圖學(xué)實踐二、三維教學(xué)相融合的角度，給出其指導(dǎo)下的一個具體生動且成功的教學(xué)改革應(yīng)用案例。

1 基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)方法

傳統(tǒng)的輸入教學(xué)模式是指以講座的形式教授并把信息傳輸給學(xué)生，學(xué)生記憶所學(xué)內(nèi)容并通過考試的形式來展示他們所學(xué)的知識。建構(gòu)主義的教學(xué)模式是指針對各種信息的來源，通過各種方式把信息傳輸給學(xué)生，學(xué)生思考并分析這些信息，以運用這些信息的方式來顯示他們所學(xué)的知識，達到某一目標的過程。顯而易見的是建構(gòu)主義教學(xué)模式更易于整合、運用知識，它所追求的目標是確定的，達到目標的過程是具體、有步驟的，而輸入教學(xué)模式則是泛泛的、過程是模糊的。其優(yōu)劣一看便知，故各專業(yè)教學(xué)模式已經(jīng)或正在從輸入模式中以教授為中心的教學(xué)形式轉(zhuǎn)變?yōu)榻?gòu)主義模式中以學(xué)生為中心的教學(xué)形式。其兩種教學(xué)模式的主要差異前者是教師控制學(xué)習(xí)過程，后者是學(xué)生和教師共同分擔學(xué)習(xí)過程。為方便應(yīng)用該理論教學(xué)，介紹基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論下已開發(fā)、總結(jié)出的幾種新教學(xué)方法[2]：

（1）隨機通達教學(xué)、實踐法

從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，實施隨機通達教學(xué)。即在學(xué)習(xí)過程中對信息意義的建構(gòu)可以從不同的角度入手，在獲得不同方面理解的同時，得到不同解決問題的答案。因此，對同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)、同一個問題的解決，在不同時間、不同階段、不同情境，不同人，都會有不同的視角。

（2）由難而易的教學(xué)法

傳統(tǒng)教學(xué)采取的都是由易而難，由下而上的教學(xué)進程；但從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，則是相反的教學(xué)進程。即由難而易、自上而下的教學(xué)進程。在教學(xué)中教師先呈現(xiàn)整體性的任務(wù)，讓學(xué)生嘗試解決，在解決過程中，學(xué)生需首先完成子任務(wù)及其所需的知識技能。這樣的教學(xué)就不是從脫離情境的，過于簡單化的低層次開始，而是從聯(lián)系實際的，具有整體性的高層次開始。

（3）環(huán)境情景教學(xué)法

從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)的情境教學(xué)。即弱化學(xué)科界限，強調(diào)學(xué)科交叉，讓學(xué)生在與現(xiàn)實情境相類似的情境中進行學(xué)習(xí)。教師并不搬用事先準備好的內(nèi)容，而是展示與現(xiàn)實中專家解決問題相似的探索過程，學(xué)生解決具體問題的過程本身就反映了學(xué)習(xí)的效果，這也稱為融合式環(huán)境情景教學(xué)。

（4）合作式學(xué)習(xí)教學(xué)法

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)，每個人都應(yīng)以自己的經(jīng)驗和知識背景來理解事物，并且只能理解事物的某些方面，不存在唯一正確的理解。因此，在教學(xué)中提倡合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生增進相互討論、切磋、交流的機會，有助于了解彼此的見解，豐富對事物的理解，減少片面性、局限性，促進學(xué)生建構(gòu)能力的發(fā)展，這是現(xiàn)代教學(xué)實踐中尤其應(yīng)強調(diào)的團隊合作精神。

（5）支架式教學(xué)法

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論推崇支架式教學(xué)：教師在教學(xué)中的指導(dǎo)、幫助作用隨著學(xué)生學(xué)習(xí)的進展而漸弱，直至最后由學(xué)生自己獨立進行，以充分發(fā)揮學(xué)生自我管理學(xué)習(xí)的能力。這種教學(xué)思想來源于前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論。這也是我們強調(diào)在教學(xué)中“授人以魚，不如授人以漁”的道理所在。

2 建構(gòu)主義工程圖學(xué)實踐方法與步驟

隨著工程圖學(xué)教學(xué)改革的不斷深入，二、三維圖學(xué)技能相結(jié)合、強化實踐能力等的要求日顯迫切。而現(xiàn)在許多高校二、三維理論教學(xué)與實踐不能有機融合，如何對二、三維教學(xué)進行有機融合便成為許多圖學(xué)教育工作者思考的問題，筆者通過學(xué)習(xí)與研究，就基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的工程圖學(xué)實踐給出具體實施方法：

（1）設(shè)立終極目標，實施由難而易的教學(xué)實踐法

對于機械類學(xué)生，工程圖學(xué)課時較多，一般在二、三維教學(xué)過程中穿插少量的練習(xí)，在學(xué)習(xí)之后安排有一次集中的課程訓(xùn)練，以檢驗其教學(xué)效果。少量的練習(xí)一般依章節(jié)內(nèi)容面定，零散而且片面，集中的課程訓(xùn)練才是綜合檢驗、提高教學(xué)效果的最后關(guān)卡。我們以具體的實際產(chǎn)品作為實踐對象，在訓(xùn)練期間完成其整體到細節(jié)的二、三維建模、仿真、甚至有限元分析設(shè)計等，這就要求學(xué)生綜合所學(xué)圖學(xué)知識，將零散知識串線、拼湊、優(yōu)化，結(jié)合實際設(shè)計出數(shù)字化模型與樣機。這種題目給了他們一個思考的空間，是由難而易發(fā)展的良好開端。

（2）團隊形成、任務(wù)分工，實施合作式學(xué)習(xí)教學(xué)法

任何一個產(chǎn)品都是由幾十個、甚至成百上千個零件組成，題目較大，必須形成團隊合作，進行任務(wù)分工。團隊成員全部是大二學(xué)生，即剛剛學(xué)完圖學(xué)課程，這樣便于檢驗效果。三維表達用哪個軟件較好？裝配圖的二維表達有幾個方案、用哪個軟件等？以二、三維實踐相結(jié)合為中心，給學(xué)生留有思考的空間，在合作探究時提出有價值的議題，合作式學(xué)習(xí)教學(xué)法的特點是必須建立在獨立思考的基礎(chǔ)上，提出有價值的問題，合作討論，求同存異。

（3）以學(xué)生為主體，教師統(tǒng)領(lǐng)，實施支架式教學(xué)法

支架式教學(xué)法在這次教學(xué)實踐中體現(xiàn)的尤為明顯，其特點是教師在整個過程中的作用不斷弱化，直至消失。也就是學(xué)生教師共同分擔其任務(wù)，初始時教師分擔任務(wù)較多，且以指導(dǎo)為主，最后教師的作用弱化至零。

應(yīng)用以上三種教學(xué)方法的實踐步驟如圖1所示。

圖1 建構(gòu)主義工程圖學(xué)實踐步驟

3 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下工程圖學(xué)實踐教學(xué)效果

在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下開展工程圖學(xué)實踐，經(jīng)實踐產(chǎn)生的作品參加了于 2010年在江蘇常州舉辦的全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽現(xiàn)場總決賽，并榮獲了二等獎的殊榮。作品見圖2。

圖2 端子壓接工裝（3D總決賽作品）

0903116班吳星等四名參賽隊員均為大二學(xué)生，經(jīng)過前期訓(xùn)練，在比賽現(xiàn)場僅用 10小時的時間就完成了從零件二、三維建模、裝配、原理仿真、實物仿真、有限元分析的全過程，同時還完成了二、三維轉(zhuǎn)換、說明書撰寫、PPT答辯等多項內(nèi)容。

這僅僅是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下工程圖學(xué)實踐效果的一個實例展現(xiàn)，該學(xué)習(xí)理論強大的生命力將在我們今后學(xué)習(xí)生活中進一步展現(xiàn)。

4 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對教學(xué)改革的啟示

教學(xué)改革的重點就是教學(xué)中教與學(xué)的關(guān)系問題，即教師在整個過程中為學(xué)生提供了一個什么樣的環(huán)境與條件，對學(xué)生起到了一個什么樣的引導(dǎo)等。通過以上分析與總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)教學(xué)改革中應(yīng)注意的中心原則：

（1）教師的作用在轉(zhuǎn)變

即從傳統(tǒng)的向?qū)W生傳遞知識的權(quán)威角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、輔導(dǎo)者、學(xué)生學(xué)習(xí)的高級合作者。

（2）教師和學(xué)生應(yīng)該共同面對真實世界的、復(fù)雜的真實問題

因為，他們不僅需要發(fā)現(xiàn)這些問題，更需要最終解決這些問題。它們只有對最終實現(xiàn)的目標有所了解，對真實世界有所了解，才能認識到真實世界的復(fù)雜問題有可能有多種答案，也才能提出問題解決的多種觀點。在這一過程中必須放棄那種只有唯一正確答案的觀點，當然這也意味著需要改變傳統(tǒng)的評價策略。

（3）創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境與氛圍

良好的學(xué)習(xí)環(huán)境與氛圍不是指一流的硬件學(xué)習(xí)條件、也不是指大家努力刻苦、甚至是沉悶的學(xué)習(xí)氛圍。而是指可以獨立探究、合作學(xué)習(xí)的環(huán)境與氛圍。

（4）教學(xué)目標包括認知目標與情感目標的雙重方面

教學(xué)過程中教師要重視學(xué)生的情感領(lǐng)域，教學(xué)是逐漸減少外部控制，逐漸增加學(xué)生自我控制學(xué)習(xí)的過程。

（5）改變評價策略，重視過程評價

一定要秉持過程和結(jié)果相統(tǒng)一的評價原則，即要求評價不但應(yīng)貫穿于教學(xué)活動的始終，而且應(yīng)把過程、教學(xué)和效果進行整合，使它們?nèi)诤蠟橐粋€有機的整體，貫穿到實踐活動中去，從而形成有效的教學(xué)評價。

5 結(jié)束語

我們認為，任何一種理論存在的價值，都在于它有針對的解決了一些問題，或者在解決某些問題上有其獨特的功能，比如行為主義與技能操作、認知主義與概念學(xué)習(xí)、人本主義與人格發(fā)展等[3]。而教學(xué)面對的是多重學(xué)習(xí)與發(fā)展任務(wù)，對應(yīng)著多種學(xué)習(xí)理論，在完成整體的教學(xué)任務(wù)過程中，應(yīng)償試在各種理論指導(dǎo)下的教學(xué)設(shè)計，它以實踐為需求，不能以先入為主的教條理論去指導(dǎo)實踐的方式，否則便很容易陷入教條主義或形式主義，使理論與實踐牽強附會。其實，教育理論與實踐的關(guān)系問題，歸根到底是教育研究主體和教育實踐主體之間的交往與相互轉(zhuǎn)換的問題[4]，只有解決了兩類主體間交往和轉(zhuǎn)換的質(zhì)與量的關(guān)系問題，才能推動教育理論與實踐相結(jié)合的進一步發(fā)展。

[1]Constructivist Learning Theory [DB/OL]. http://www.exploratorium.edu/IFI/resources/constructivist learning.html/, 2002-11-11.

[2]何文理. 淺談建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的現(xiàn)實意義[J]. 企業(yè)家天地(理論版), 2009, (1): 153.

[3]趙 健. 學(xué)習(xí)共同體[M]. 上海: 華東師大出版社,2006. 1-110.

[4]李政濤. 論教育理論主體和教育實踐主體的交往與轉(zhuǎn)化[J]. 高等教育研究, 2007, 28(4): 45-50.