基于構(gòu)建主義的思維可視化教學(xué)方法應(yīng)用探討

李章彥

摘 要 隨著數(shù)字化工具在課堂中的應(yīng)用，課堂教學(xué)形式也隨之產(chǎn)生了巨大的改變。這在一定程度上為新的教學(xué)形式提供了多種選擇，也對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。本文在構(gòu)建主義教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，以《土木工程制圖》課程為例，利用三維繪圖軟件為課堂小組創(chuàng)設(shè)情境，將學(xué)生思維可視化，提升課堂小組的活躍性與參與度，為枯燥而又抽象的課程知識(shí)生成意義構(gòu)建，真正建立學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 構(gòu)建主義;思維可見(jiàn)化;意義構(gòu)建

在高職土木工程教學(xué)過(guò)程中，常面臨課堂與實(shí)踐相脫節(jié)的情況，學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)后依舊難以銜接、適應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此，引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化，并構(gòu)建專業(yè)知識(shí)框架體系是提升教學(xué)成果的重難點(diǎn)。隨著數(shù)字化工具的應(yīng)用，有了更多行之有效的教學(xué)機(jī)制，包括多種學(xué)習(xí)方式的融合、多途徑的思想表達(dá)以及實(shí)時(shí)的反饋評(píng)價(jià)。在構(gòu)建主義教學(xué)理論框架下，利用數(shù)字化工具將學(xué)生思維可視化能夠有效幫助其明確教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)知識(shí)理解，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

1《土木工程制圖》課程教學(xué)難點(diǎn)

《土木工程制圖》是建筑工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它需要學(xué)習(xí)者完全投入，從手工繪圖到計(jì)算機(jī)繪圖，從簡(jiǎn)單識(shí)圖到可以將腦海中的立體建筑轉(zhuǎn)化為圖紙具象表達(dá)，這是一個(gè)需要極大耐心和毅力的過(guò)程。然而很多同學(xué)在學(xué)習(xí)的初始便面臨空間思維構(gòu)建的難題，難以將二維圖紙和三維空間相互聯(lián)系。點(diǎn)、直線、平面投影是《土木工程制圖》學(xué)習(xí)的初始切入點(diǎn)，其中點(diǎn)、線、面不同位置關(guān)系的投影是教學(xué)重難點(diǎn)之一，學(xué)生普遍反映難以在腦中具象化此部分內(nèi)容。事實(shí)上，在《土木工程制圖》教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生最易掌握的往往是簡(jiǎn)單立體的投影，因?yàn)榇祟惲Ⅲw相對(duì)于需要附加想象的點(diǎn)、線、面是可見(jiàn)的，即可視化程度高。因此思維可視化是導(dǎo)入課程、引領(lǐng)學(xué)習(xí)的重要手段。

2數(shù)字化工具在可視化教學(xué)方法的作用

無(wú)論是針對(duì)特定學(xué)科的，還是通用的數(shù)字工具都可以用于可視化學(xué)生的思維。許多工具以不同方式可視化學(xué)生個(gè)人的想法、單獨(dú)或共同的對(duì)現(xiàn)象的理解。例如，一些軟件可以讓學(xué)生把音頻、圖片和視頻整合在一起從而創(chuàng)建出模型、視頻或者文本，或者在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)建人造物品。使用這些媒介工具可以打開(kāi)學(xué)生思維的窗口[1]。

數(shù)字化工具為《土木工程制圖》中的點(diǎn)、直線、平面的可見(jiàn)性提供了技術(shù)支持?，F(xiàn)較為常用的CAD、REVIT、3DMAX等繪圖軟件均可幫助學(xué)生可視化思維，此類軟件入門簡(jiǎn)單，可視化程度高。但是在高校中，此類專業(yè)軟件往往安排于課程中后期，滯后于工程制圖的學(xué)習(xí)。若利用此類軟件作為《土木工程制圖》課程教學(xué)的切入點(diǎn)，在課程初期引導(dǎo)學(xué)生自己在軟件中構(gòu)建點(diǎn)、線、面以及簡(jiǎn)單立體圖形，轉(zhuǎn)換不同視角觀察其位置關(guān)系，從而更好理解點(diǎn)線面的抽象位置關(guān)系;課程進(jìn)階可引導(dǎo)學(xué)生利用拉伸、放樣、融合等多模塊的使用，將二維圖形擴(kuò)展至三維立體模型，在此過(guò)程中逐漸理解平面圖形和立體圖形的相互關(guān)系;課程高階即使用軟件將腦中的圖形可視化，使得原本大腦中的抽象圖形轉(zhuǎn)化為實(shí)際可見(jiàn)的三維模型。

3基于構(gòu)建主義教學(xué)理論的可視化教學(xué)方法應(yīng)用

制圖軟件的應(yīng)用為學(xué)生思維可視化提供極大的便利。在基礎(chǔ)的識(shí)圖課程中穿插制圖軟件的學(xué)習(xí)，可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的理解與課程參與感。構(gòu)建主義認(rèn)為，教師僅是作為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，并非知識(shí)的傳授者，學(xué)習(xí)需要在一定的社會(huì)文化背景下，借助人際間的協(xié)作活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的意義構(gòu)建過(guò)程，其中“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素[2]。

在《土木工程制圖》課程教學(xué)中，教師幫助學(xué)生使用繪圖軟件將思維具象化，在既有的教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生構(gòu)建意義的“情境”，如引導(dǎo)學(xué)生利用軟件繪畫出生活常見(jiàn)的物品，甚至構(gòu)建夢(mèng)想中的小別墅，使得原本枯燥的圖形內(nèi)容通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)意義構(gòu)建。在課程中，也需始終貫徹“協(xié)作”精神，可通過(guò)合理分組創(chuàng)建協(xié)作情境，課前任務(wù)需要學(xué)生協(xié)作完成學(xué)習(xí)的資料的搜集與分析，課中學(xué)習(xí)需要學(xué)生對(duì)假設(shè)做出驗(yàn)證和歸納，課后復(fù)習(xí)需要學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)和內(nèi)化?！皡f(xié)作”過(guò)程離不開(kāi)成員的“會(huì)話”，當(dāng)從簡(jiǎn)單模型過(guò)渡到復(fù)雜模型，組員間需通過(guò)會(huì)話提供自己的思維成果，積極參與到小組作業(yè)中，此間思維間的碰撞是有意義的，此時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤亦是有意義的，教師在小組任務(wù)過(guò)程中，需要擔(dān)任好記錄者和引導(dǎo)者的作用，記錄下各組學(xué)生產(chǎn)生的思維碰撞點(diǎn)和錯(cuò)誤點(diǎn)，及時(shí)對(duì)錯(cuò)誤操作進(jìn)行引導(dǎo)性糾偏。即課堂中是包含兩個(gè)層面的“協(xié)作”和“會(huì)話”，第一層面是學(xué)生小組的內(nèi)部成員，第二層面是教師與各小組。最終各小組的模型成果也將與整個(gè)學(xué)習(xí)群體共享，并且由教師綜合小組間的學(xué)習(xí)情況提出總結(jié)性意見(jiàn)和建議。在《土木工程制圖》教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“意義構(gòu)建”即是利用繪圖軟件的思維外顯，幫助學(xué)生將學(xué)習(xí)內(nèi)容：點(diǎn)、線、面乃至立體間的位置聯(lián)系和規(guī)律真正內(nèi)化，變?yōu)榇竽X中長(zhǎng)期儲(chǔ)存形式“圖式”，即真正建立學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

4結(jié)束語(yǔ)

由以上內(nèi)容可以總結(jié)如下：在構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的框架下，采用數(shù)字化工具將學(xué)生思維可視化，盡可能地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，教師在此過(guò)程，由一個(gè)抽象模型的簡(jiǎn)單展示者和解說(shuō)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生構(gòu)建模型的引導(dǎo)者和記錄者。在《土木工程制圖》課程中，利用繪圖軟件的學(xué)習(xí)，對(duì)制圖中抽象的點(diǎn)線面位置關(guān)系問(wèn)題做出可視化展示，在學(xué)生創(chuàng)建相關(guān)模型的過(guò)程中，已不局限于以往學(xué)習(xí)中的記憶和背誦，而是根據(jù)軟件模型經(jīng)驗(yàn)去構(gòu)建有關(guān)知識(shí)的意義，達(dá)成最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 麗貝卡·弗格森，帕特里克·麥克安德魯，卡米拉·米西尤克，等.創(chuàng)新教學(xué)報(bào)告2019——探索引領(lǐng)教育者和決策者的新型教學(xué)與評(píng)價(jià)模式[J].北京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，24（1）：8-14.

[2] 鐘毅平，葉茂林.認(rèn)知心理學(xué)高級(jí)教程[M].合肥：安徽人民出版社，2010：112.