基于建构主义的“机械工程基础”课程教学改革

钟耀光，陈震乾



基于建构主义的“机械工程基础”课程教学改革

钟耀光，陈震乾

摘要：“机械工程基础”课程是机械类专业的一门基础课程。引入建构主义学习理论，对“机械工程基础”课程的内容体系、表现形式及教学方式进行了全面改革，建立了灵活、多样的教学方法以及考核制度，为学生课程学习提供了良好的环境。

关键词：中职；机械工程基础；教学改革；建构主义

中职“机械工程基础”课程包含原“金属材料及热处理”、“液压与气动技术”、“机械基础”三门课程的内容。其中，“金属材料及热处理”及“液压气动”以学习基本知识、进行了解为主，因此，课程的主要内容为机械传动，常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、使用及维护、各机构基本的设计计算方法，这是学习相关后续课程的重要基础。

该课程教学应联系日常生活、专业生产中的具体实例，培养和提高学生观察、分析、解决问题的能力，成为中职生扣开职业生涯的大门并取得继续发展的一块重要基石。然而，长期以来以知识接受为特征的传统教学造成了课程教学的“抽象化”，导致学生学习动机不强、教学效果不佳。为此，笔者以建构主义理论为教学改革的理论基础，从课程目标、课程教学内容组织、教学方法和学习效果的考核评价等方面进行改革，取到了较好的教学效果。

一、建构主义简介

建构主义的思想来源于认知加工学说，并先后经过了维果斯基、皮亚杰和布鲁纳等人的发展完善。建构主义学习理论认为，“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是构成学生自主学习的四大要素，学生需要在一定情境中对所学内容进行意义建构，即针对某一主题的不同学习任务分工协作，交流各自完成任务的经过和所遇到的问题，使每个学习者的工作成果在学习集体中共享，最后使学习者明确事物的性质、规律以及事物之间的内在联系，完成对所学知识的意义建构。［1-2］建构主义理论内容不断丰富，但其核心只用一句话就可以概括：一切以学生为中心，强调学生对问题的主动发现、主动探索和对所学知识意义及应用的主动建构。

“机械工程基础”课程中大量的内容，如机械传动、常用机构等，在生产、生活中能很容易地找到应用原型，其应用性非常符合建构主义学习理论的学习要求。这样，即为学生创设了合理的情境，使学生在教师的引导、帮助下，能够形成生生之间相互协作、思考、讨论的学习方式，也就形成了学生对知识进行有意义的建构的学习过程。

二、基于建构主义理论的课程项目化教学改革实践

（一）基于建构主义理论的课程项目化改造

“机械工程基础”的课程内容来源于工程实际，课程的特点决定了可以进行项目化的改造。所以，在教学内容的安排上将传统知识和生产、生活应用有机结合，创设学习情境，引导学生积极主动思考，充分培养学生的好奇心和创造意识，从而达到在有限的教学时间内帮助学生建立必要的知识体系，培养学生发现问题、分析问题能力的目标。部分教学内容的项目化见表1。

表1　理论内容(部分)的项目化及能力目标

（二）基于建构主义的教学方法

在建构主义理论中，教师的作用从传统的知识传授者转变为学生学习的伙伴或合作者，是学生建构知识的帮助者和引导者。而学生的角色则是教学活动的主体和知识的积极建构者。

1.项目引领，任务驱动的教学。由师生根据教学内容，联系生产、生活实际创设情境、提出问题，在教师的指导下通过个人、小组收集信息、提取信息、处理信息、合作研究、探索解决问题的方式，最终完成知识的建构。以绪论的导入为例，教师可将讲述离学生较远的机械发展史，改为以一辆平时生活中随处可见的自行车为例。通过引导学生思考为什么脚蹬踏板轮子会转？到底是前轮先动还是后轮先动，或者同时动？为什么捏紧把手可以刹停？为什么时间长了链条会变松下垂？为什么自行车不能倒车？为什么脚踏向后踏时自行车会发出咔嗒声音？告诉学生，“机械工程基础”就是剖析类似自行车这种生活生产常见机械的原理的课程。在学习中处处蕴含着生活小常识，生活中的疑问也可以迎刃而解。［3］这样的实例，来源于学生生活中所接触的事物，更容易被学生所接受，并激发学习的热情，从而有助于知识的建构。

2.学生协作探究的学习策略。在建构意义的过程当中，要求学生主动去收集和分析有关的信息资料，要善于把当前学习内容与自己已有的知识经验联系起来，并对这种联系加以思考加工。联系和思考是意义建构的关键。它最好的效果是与协作过程结合起来，也就是协作学习。

3.基于建构主义的多媒体辅助教学方式。以计算机课件为主的多媒体教学具有内容可视、信息量大的优点，适合营造真实的问题情境、任务情境和学习情境，让学习者有身临其境的感觉，有利于学生获取知识并对所获取的知识进行“意义构建”，是提高教学效率的重要手段。如轴的结构，传统教学一般利用挂图、示教板教学，由于该节内容在学生以前的学习、生活中几乎没有接触过，相对抽象，利用实物现场教学又不方便，所以学生畏难情绪较重。通过多媒体课件，学生可看见轴的不同结构及轴上零件的不同定位。通过人机交互的设计，再配上重点文字、声音的描述，不但增加了学生的主体参与性，也使轴上各个零件的不同安装位置及影响显现在学生的视觉感官中，从而增强了学生对轴及相应零件的感性认识。使难以讲授的内容直观易懂，提高了学生的学习积极性，起到事半功倍的作用。［3］

图1　新型教室平面布置

（三）基于建构主义的学习环境

建构主义认为，教师应该创设一种良好的学习环境，学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。根据学习需要，笔者对教室进行了改造，如图1所示。新型教室被设计成一个综合性的学习空间，其中包含了各种不同的功能区域。1是小组讨论及讲解区，正六边形的布置方便学生之间的讨论与协作，桌子中间则可以进行小型部件的拆装，2是资料区，针对学习中的一些问题，学生可以在此区域进行资料的查阅、检索及讨论分析。3是小组工作区，在这一区域放置各种机械，如减速器、推拉窗模型、阜宁大糕切片机等，各小组在此区域进行机器的认识、装拆等，在做中学，从而有助于知识的建构。

（四）基于建构主义的考核制度

推行多元化考核制度，促进学生端正学习态度、改变学习方法，促使学生积极参加课堂讨论、重视知识在实践中的应用，有利于培养学生的“建构”能力以及主动利用理论知识分析问题、解决问题的能力。［4］

1.学习过程评价。对于学习过程进行评价，有利于全面测评学生能力。这样，可以激发学生的探索积极性和主动性，并将这种积极性和主动性贯穿于学习的始终。对于学生在课堂学习过程中的评价，应从多个方面进行，如：参与课堂讨论程度、信息资源的获取及利用能力、信息讨论和交流的程度及效果、作业及练习、学习报告、调查报告等，学习过程评价占项目总成绩的50%。

2.多方位的期末综合测评。课程考试能引导学生对本课程进行系统的复习，这也是对学生整个课程知识掌握情况的一次考核与反馈，是教学过程中的一个必要环节。在考核手段上可以灵活多样，例如：可以分笔试、口试、操作等，笔试可以选择开卷或闭卷（半开卷），口试可以是学生对某个知识点的背诵或理解，操作可采用带传动的调整等基本项目。期末考核成绩占总成绩的50%。

通过基于建构主义理论的“机械工程基础”课程教学改革，极大地提高了课程的教学效果和学生的专业素质。并且教师在帮助和指导学生建构知识的同时，也不断提升了自身素质，实现了真正意义上的教学相长。

参考文献：

[1]游景如．建构主义学习理论对建立高校新型师生关系的启示[J].江苏大学学报（高教研究版），2004（3）：42-44.

[2]吴刚．建构主义与学习科学的崛起[J].南京社会科学，2009（6）：98-104.

[3]钟耀光.《机械工程基础》课程教学改革与实践[J].机械职业教育，2012（4）：23-25.

[4]马秋菊.基于建构主义理论的《数据结构》课程教学改革实践[J].承德石油高等专科学校学报，2011（6）：70-72.

[责任编辑盛艳]

作者简介：钟耀光，男，无锡技师学院（江苏省无锡立信中等专业学校）高级讲师，主要研究方向为机械工程基础教学；陈震乾，男，无锡技师学院（江苏省无锡立信中等专业学校）讲师，主要研究方向为液压与气动技术教学、机械工程技术应用。

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1674-7747（2016）12-0013-03