構(gòu)建教學法在高校實驗教學中的應用探索
——以浙江大學“海洋裝備集成”實驗教學為例

郝帥　周大成（浙江大學海洋實驗教學中心，浙江舟山316000）

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構(gòu)建教學法在高校實驗教學中的應用探索
——以浙江大學“海洋裝備集成”實驗教學為例

郝帥周大成
（浙江大學海洋實驗教學中心，浙江舟山316000）

摘要：本文簡單介紹了構(gòu)建主義理論，在高校實驗教學中運用構(gòu)建主義學習理論，采用以學生為主體的構(gòu)建主義教學模式，讓學生在“海洋裝備集成”實驗課程中自行構(gòu)建知識。通過構(gòu)建主義實驗教學激發(fā)學生對本專業(yè)課程的學習興趣，建立更為全面、多重實驗考核體系，調(diào)動了學生的主觀能動性。

關(guān)鍵詞：構(gòu)建主義；海洋裝備集成實驗；以學生為主體；海洋工程與技術(shù)專業(yè)

Abstract:This paper introduces constructivism theory and its application in university experimental teaching. The constructivism teaching mode taking students as the centre makes students construct knowledge themselves in the course of "Marine equipment integration"，inspiring students' interest of the professional course and mobilizing the students' subjective initiative. By constructivism experiment teaching，a more comprehensive and multiple experiment examination system can be established with better effects.

Keywords:constructivism；marine equipment integration experiment；taking students as the centre；marine engineering and technology

引言

近年來，高校逐漸加大對實驗教學的投入，高校實驗教學的地位及其重要性逐漸凸顯，高校對實驗教學功能的認識也有了質(zhì)的提高，然而高校實驗教學長期受行為主義理論影響，以教師為中心，學生被動灌輸教學內(nèi)容，難以激起學習興趣，不利于對學生自學能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更不能適應當前形勢下對創(chuàng)新型人才的需求。新形勢下，發(fā)揮實驗教學的特殊功能，提升實驗教學質(zhì)量，促進學生知識、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展，是高校實驗教學的最終目標與最高境界。

一、構(gòu)建主義理論

構(gòu)建主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義構(gòu)建的方式而獲得。由于學習是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協(xié)作活動而實現(xiàn)的意義構(gòu)建過程，因此構(gòu)建主義學習理論認為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義構(gòu)建”是學習環(huán)境中的四大要素［1］。學習效果的好壞取決于學生運用自身已有經(jīng)驗構(gòu)建相關(guān)知識的能力，而非學生記憶講授內(nèi)容的能力。

二、構(gòu)建主義教學模式

（一）傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題

以行為主義學習理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)教學，注重經(jīng)驗的傳承。授課過程以教師為中心，通過板書，多媒體，講解等手段，向?qū)W生灌輸教材內(nèi)容，忽視了學生創(chuàng)新性的開發(fā)，使得學生被動的、機械的接受知識。在考核完成后，很快的忘記死記硬背的知識，教學質(zhì)量和效率低下，難以培養(yǎng)出具備跨越思維和創(chuàng)新性的優(yōu)秀人才。在實驗教學中，此類情況尤為嚴重，教師講解實驗目的、原理、儀器及注意事項，學生再按教師的講解乃至演示來重復實驗、測量數(shù)據(jù)并驗證結(jié)果。這樣的實驗教學中學生失去了作為學習主體的學習主動性，只是照葫蘆畫瓢，收益甚微［2］。

（二）構(gòu)建主義教學模式

構(gòu)建主義教學模式不以教師為中心，而是以學生為中心。教師在整個教學過程中起到組織、指導、幫助和促進的功能。利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素幫助學生利用已有的知識經(jīng)驗積極構(gòu)建新的知識，這種學習是主動的，不是單純的記憶與再現(xiàn)，充分激發(fā)學生的積極能動性，最終達到使學生有效地實現(xiàn)對當前所學知識的意義構(gòu)建的目的。在構(gòu)建主義教學模式中，學生是教學過程中的主動構(gòu)建者；教師的功能在教學過程中從講解轉(zhuǎn)化為協(xié)助、指導、組織；實驗任務則成為學生主動構(gòu)建意義的對象；實驗小組提供了協(xié)作與回話等學習要素，課下自學等手段轉(zhuǎn)換為情境創(chuàng)設(shè)工具，其與教師、學生分別發(fā)揮不同的作用，彼此之間形成不同的關(guān)系，是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的教學形式。

針對在實驗教學中存在的問題，如驗證性實驗項目與演示性實驗項目偏多，而設(shè)計性的實驗項目于探索性實驗偏少，多數(shù)實驗是教師進行演示和主導使得學生處于被動學習的地位，實驗考核制度的單一性和不完善等問題，我們結(jié)合構(gòu)建主義理論在海洋裝備集成實驗教學中應用這種新型的教學模式，鍛煉了學生的自學能力和設(shè)計能力，提高了學生的主動性。

海洋工程技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容多，涉及知識冗雜，我們基于構(gòu)建主義學習理論，根據(jù)海洋準備集成教學具體內(nèi)容和教學目標，提出課程任務結(jié)合學生已有的各門課程知識體系完成課程作品，既完成教學大綱的任務，又有利于學生自主設(shè)計和探索能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)學生在學習過程中的主體地位。

同時與傳統(tǒng)實驗不同的是，以前一些由教師包辦實驗內(nèi)容選定、實驗準備、實驗演示等工作現(xiàn)在由學生自己承擔，作品設(shè)計由學生自己創(chuàng)意，所有使用的配件、器材、儀器都由學生自行選擇。而教師在其中更多的是起到引導的作用，把握整體的進度，指導學生找出解決實驗中問題的方法，配件購置與加工聯(lián)系。整個教學內(nèi)容緊湊而有連續(xù)性，雖然表面上僅有16個學時，但整個過程囊括了從概念設(shè)計，詳細設(shè)計，選型，加工，組裝調(diào)試到最后完成作品。充分調(diào)動了學生的主動性和科學的思維，體現(xiàn)了構(gòu)建主義中的觀點-學習是由學生自己構(gòu)建知識的過程，學習不是被動接收信息刺激，而是主動地構(gòu)建。

三、基于構(gòu)建主義學習理論“海洋裝備集成”實驗課程實踐

（一）確立教學目標

海洋裝備集成實驗課程任務是結(jié)合學生已有的各門課程知識體系完成船模整體設(shè)計與制作，既是教學大綱的內(nèi)容，又能夠啟發(fā)學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)學習情境

學習情境是影響教學成果的重要因素，是教學活動的基石，知識的構(gòu)建依托于一個良好的學習情境。創(chuàng)設(shè)一個合適的學習情境，能夠使人在意義構(gòu)建中事半功倍，更好得構(gòu)建新的知識。在這里，教師就應該就船模整體設(shè)計與制作的任務做一個整體的介紹，并提出相應的要求，如載重需求，船模類型等等。同時對所必備的條件進行闡釋，例如一般步驟，所需知識等，讓學生能就這個具體的任務有一個框架性的了解，在這種情境下，學生便可以開始自己構(gòu)建新的知識。

（三）教學模式設(shè)計——拋錨式

構(gòu)建主義理論有支架式和拋錨式兩種教學方法。在海洋裝備集成實驗教學中，我們采取拋錨式教學。在這種教學模式中，學生往往處于教師創(chuàng)設(shè)的與現(xiàn)實相同的情境中，身臨其境得面對這些實際問題，通過逐一解決問題從而構(gòu)建知識。船模整體設(shè)計與制作中，學生能在設(shè)計與制作過程中親身體會到一些難點與技術(shù)要點，并逐一克服它們，從而加強對相關(guān)知識內(nèi)容的學習掌握。

（四）協(xié)同討論設(shè)計

協(xié)同討論是思想意念的碰撞與融合，既是改正錯誤的方法方案，又能深化原有的認知，從而能從更高的角度全方位理解所學的知識。在這個過程中，學生要自行分組，確定組長，根據(jù)優(yōu)缺點自行選擇船型，并完成整體設(shè)計方案。教師對每一組的設(shè)計方案進行評價，對可行性進行分析。對一些學生沒有關(guān)注到的或是有所缺陷的技術(shù)要點與難點進行一定的引導，引導他們共同對這些問題進行探討與深入剖析，完善設(shè)計方案。最終學生需要完成詳細的設(shè)計報告，包括船模動力與遙控系統(tǒng)，并提交配件的采購清單。

（五）船模制作

船模制作便是海洋裝備集成實驗課程的的最終目標，是意義構(gòu)建。學生根據(jù)各自的設(shè)計方案與加工圖紙，加工調(diào)整，整體組裝，裝備調(diào)試。

（六）教學效果評價

對于教學效果的評價，主要依據(jù)意義構(gòu)建的程度，同時兼顧在學習過程的表現(xiàn)，最終以模型下水試航效果與實際工作量作為考核指標。將構(gòu)建主義教學理論運用到海洋裝備集成實驗教學中，激發(fā)了學生對專業(yè)課程的興趣，調(diào)動了學生的主觀能動性，鍛煉了學生的創(chuàng)新能力，優(yōu)化了海洋裝備集成實驗教學的教學成果。

（七）教學內(nèi)容與成果展示

海洋裝備與集成實驗課程為小班教學，每組4人，以2013年海洋裝備集成實驗課程為例，每組都非常成功完成了布置的任務，分別命名為“U-325”、“黑角號”、“胖胖號”和“雪龍?zhí)枴薄?/p>

圖1　 2013年海洋裝備集成實驗課程作品

從左到右依次為：1、U-325 2、黑角號3、胖胖號4、雪龍?zhí)柎瓦x擇上，“U-325”和“黑角號”選擇了穩(wěn)定性更高的雙體船。在最后的試航中也得到驗證，最后試航的結(jié)果是船的穩(wěn)定性保持的非常好，而且直線航行的過程中也是一直保持著直線進行，并沒有發(fā)生肉眼可見的彎曲航線?！芭峙痔枴焙汀把?zhí)枴眲t選用相對簡單的船型。

圖2　“黑角號”、“雪龍?zhí)枴贝w結(jié)構(gòu)

圖3　“U-3252號”組裝過程

從教學效果分析，以學生為主體的構(gòu)建主義學習理論運用到海洋裝備集成實驗教學非常成功，學生在制作過程中使用了多門前置課程的授課內(nèi)容，例如：機械制圖及CAD基礎(chǔ)、電工電子學、機械設(shè)計甲1，機械設(shè)計甲2，流體力學等課程。在船模制作過程中其中船體控制部分提前用到了微機原理與接口技術(shù)，也為后續(xù)海洋工程與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案制定提出

圖4　浙江大學紫金港校區(qū)啟真湖試航

建議，將微機原理與接口技術(shù)提前到大三秋學期，保證后續(xù)知識體系的連貫性。

學生4人組成一組，共同商討、設(shè)計和完成課程任務。合作學習能擴展學生的視野，對自己和他人的觀點進行反思或批判，從而構(gòu)建起新的和更深層次的理解，同時還能增強學生的團隊精神和合作意識。

四、結(jié)束語

構(gòu)建主義學習理論“海洋裝備集成”實驗課程中的實踐，通過該課程激發(fā)了學生對專業(yè)課程的興趣，調(diào)動了學生的主觀能動性，鍛煉了學生的創(chuàng)新能力，優(yōu)化了海洋裝備集成實驗教學的教學成果，證明此次改革確實取得了一定的效果。

當然在此次嘗試中我們也發(fā)現(xiàn)不少問題，例如個別小組設(shè)計的可加工性差，學生對實驗室借用及儀器共用的自我管理意識較差等。我們還需進一步根據(jù)學生的反饋調(diào)整教學模式，如教師需要花更多的精力指導具體的設(shè)計，合理安排各小組的實驗室使用時間等。

總之，海洋裝備集成實驗改革是一項細致而長期的工作。我們只有不斷的學習和實踐，進一步在海洋裝備的各類實驗教學中進行探索總結(jié)經(jīng)驗，才能充分激發(fā)學生的學習興趣，以學生為主體，使之成為具有綜合能力的創(chuàng)新人才。

參考文獻

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［3］張建偉，陳琦.從認知主義到構(gòu)建主義［J］.北京師范大學學報：社會科學版，1996（4）：75-82.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）10-0122-03

作者簡介：郝帥（1987，12-），女，民族：漢，籍貫：內(nèi)蒙古包頭，學歷（學位）：碩士，職稱：初級工程師，研究方向：主要從事深海裝備相關(guān)的教學、設(shè)計與研究。