浅谈机械专业建构式教学的应用原则

【摘要】建构主义是目前世界上教学理论模式的重要成果，发端于皮亚杰的理念[1，2]，其重要原则为“个人建构其自我理解”，即个体学习的过程是建构自我知识以及社会知识的过程，学习的个体通...

摘要：论述了将建构式教学理念应用于机械专业教学中的四个基本原则，即支持主动学习、鼓励互动探究、及时反馈强化和构建高层次认知。对每个原则的含义和遵循的方式方法进行了详细介绍，为机械专业教学水平的提高提供了良好借鉴。

关键词：机械专业；建构；应用原则

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0279-02

随着经济全球化的发展，中国经济不断持续高速发展，对工程技术人才的需求更加旺盛。中国高等工科教育规模已达到世界第一位，但从教育质量水平来看，各级学校通过工程教育培养的人才还不能满足企业的实际生产需求，工科学生在学习阶段存在重论文、轻设计、缺实践的问题，而且普遍创新能力不强，工程实践岗位上无法有效发挥其才干。机械专业作为工程领域的基础型专业，更是需要通过教学理念的进步促进教学改进，实现毕业生质量的提高。传统的教师决定主题和概念的方式，已经被建构主义的新理念所完善。而将建构主义理念引入机械专业的教学中，将有利于教师和学生通过一定情景中的意义建构，实现工程概念和理论的深入理解和实践，本文将对其遵循的几个原则进行探究。

一、支持主动学习

建构主义是目前世界上教学理论模式的重要成果，发端于皮亚杰的理念[1，2]，其重要原则为“个人建构其自我理解”，即个体学习的过程是建构自我知识以及社会知识的过程，学习的个体通过与周围环境、他人的互动中构建自我的知识，形成自我对世界的个性理解。在传统被动学习观的另一面，建构主义在学习观上提出自主的学习观，首先强调学习是一个主动的过程，是个体主动建构意义的过程。提高学生的自主性是开始学习过程的关键，这其中包含了学生自身兴趣的关注度要求，需要教师从学生熟悉的事物开始，进入教学阶段。比如，在对《机械原理》课程中“机构”的概念进行讲解时，以往教材中经常用颚式破碎机作为例子。对于很多同学来说，颚式破碎机与“机构”的概念是一样陌生的，在学习过程中对学生建立正确的抽象概念帮助并不大，反而有可能成为障碍，自然也就无从激发学生兴趣而推动其主动性。

在教育心理学中，当个体仅仅由于内心渴望成功完成任务而学习，并且不考虑外界评价或奖励时，就成为个体的内部动机[3]。为了保证学生在学习过程中能够体验到兴趣和快乐等内在动机的奖励，需要为学生创造富有安全感、可预测性和确定性的学习基础环境，以防止焦虑、恐惧等负面情绪的出现。因此，在引入主动性学习的过程中，要围绕学生熟悉的事物而进入未知的事物，激发学生学习的兴趣，以保证良好的教学效果。在进行教学引入讲解时，讲话风格尽可能的具有鼓动性，使用的物品和电脑图片结合，让学生更容易熟悉和辨认。很多学生在讲解开始的15分钟后注意力下降，因此控制实例讲解的时间十分重要，如果超过30分钟将可能给学生带来的不是兴趣而是倦怠。

主动学习还体现在学生的部分自治要求，即教师能够放弃对学生的部分控制，同时也相信学生能够对自己的学习负责，允许学生让自身的兴趣推动其对课程的学习。这其中同时包含着鼓励学生表达自己建构的知识内容，讨论其刚刚建立的新的概念内容，进一步刺激其进入更深的思考和认知。同时，控制自主学习中非正常的竞争也是十分必要的，特别是自主学习过程中非理性的辩论是必须避免的，这需要教师对课程整体架构的有效把握。

二、鼓励互动探究

根据建构主义理论，学生对概念、意义的认知的过程，是通过他们的以往经验并交互作用主动构建意义的完整过程[2]。在构建意义的过程中，交互作用不但体现在与个人以往经验的交流，还体现在与其他人经验的互动。学生越是思考和处理某个新的知识，就越可以将它变成自身的一部分而掌握它。互动探究的过程是目前最好的信息处理方式，因为互动中的讨论和探寻本身就是信息的处理过程。

在机械专业课程的讲授过程中，任课教师一般会讲授大量概念和定义内容，可以说课程中三分之二的时间都被任课教师的讲话占用了，特别是目前课程中很多内容存在重复的问题，这些都会导致学生感到单调乏味，甚至是厌倦。比如，在《互换性与技术测量》课程中，轴承的结构和功能本身已经在《机械设计》课程中教授，但为了介绍其精度选择和配合方案，必须对已经讲授的内容进行复述以进行铺垫。如果直接复述已经讲过的内容，则会导致学生的逆反情绪而影响教学效果。此时，可以不只停留在对已有知识的复述和澄清上，而进一步让学生讨论一下轴承在使用过程中存在的要求和发生的问题，这将导致学生对轴承的特点进入更深层次的思考，利于下一步轴承精度教学内容的展开，使学生对新知识的掌握更加牢固。

互动探究实施过程中，需要首先确保学生能够理解讨论的目的；然后要让学生能把先前学过的知识与即将学的知识联系起来；告诉学生讨论主题的同时，要让其知道可以从什么渠道获得需要的信息；另外很好的组织讨论也很重要，关键是选对讨论组中的组长和记录员。

三、及时反馈强化

学习的过程中，教师和学生自我的作用一直有不同认识，这直接影响到后期对错误概念的矫正和反馈。学习过程中教师的作用认识中有不同流派，先天主义者认为，学生天生就有预先安排好的理解世界复杂概念的能力，经验主义者认为教师和其他人在学生建构复杂概念的过程中起到重要作用。建构主义则综合了上述立场，虽然同意学生可以自我形成对世界的理解，但对复杂概念的理解部分需要外在的帮助和作用，将上述两种的精髓进行了综合。

建构主义理念强调学习不是个体发现知识的过程，而是创造知识的过程，整个过程是主观的并且受到个人文化和生活背景的影响。在学习过程中，学生需要反思理解新知识与旧知识之间的差异性，通过反馈和纠正建立正确的观点和概念。学生在进行学习和练习时，应当对其形成的错误概念进行及时反馈纠正，反馈的目的是告诉学生其表现是否正确，帮助学生建立自信心。

强化则是通过给予学生某种奖励或鼓励，让学生知道他们何时的表现较好，并希望其更加频繁地重复做出正确表现。强化通常以口头表扬的形式实现，同时也可以有多种形式。在进行互动讨论时，通过解释学生的理解，或重复学生的意见，或者对学生提出的论点进行进一步的讨论，这本身就会体现出对学生意见的重视，都可以达到强化的目的。包括采用微笑、目光接触、手势、点头和拍肩膀等动作，都可以表现出鼓励进取的认同意义。此外，还有给予奖品的强化方式，比如用纪念品、糖果或别针等物品。在笔者参加美国纽约州立大学来学校的教学培训中，美国老师通过给学生赠送具有动物外形的别针来作为奖品，对学生进行鼓励，这种奖品本身售价不高，但具有实用价值和收藏价值，让学生在使用过程中增加了更加努力学习的动力，起到了良好的强化效果。

保持长久的兴趣或注意力是很困难的，只有极少数学生能够保持强烈的求知欲并自觉主动学习，对于大多数学生来说无论什么科目，都需要一定的外界诱导以保证其主动学习[4]。反馈强化则是对兴趣和注意力的不断增强，将有利于减弱个人文化和生活背景对学生学习的影响，提高学生学习的积极性并建立良好的自我认知，让学生在建构知识的过程中保持良好的心态。

四、构建高层次认知

建构主义强调学习是在丰富的情境中进行的，是通过与情境中人和物的互动而创造出相应的知识体系和知识细节。同时，建构主义指出，当学生采用主动而直接的探索时将有效引申出更高层次的思考。对于教学内容来说，此时已经不是单纯的专业性的内容了，而是培养高层次认知过程的载体和工具[6]。特别是当学生犯错误时，更是为更新观念建立更高层次的观念创造了时机，教师将引导学生试着重构他们思考的过程，从中找到错误的思维模式。

优秀的教师将善于向学生提出具有发散性的、深入性的问题，给学生足够的时间进行思考和回答。通过批判性的问题和批判性的回答，学生固有背景与现有知识的冲突，在冲突解决的过程中也是认知深化的过程。比如，在《机械工程测试技术》课程中，当对温度传感器进行教学时，以往传统教学对学生提问“接触式和非接触式测温的区别是什么”倾向于学生复述书上已有的格式答案，并无学生更深层次的思考；在建构式教学中，教师可以结合中国非典时期医学界选择的测温方式，试着问学生：“非典时期中国各地都采用什么测温方式，为何会如此选择？有没有更好的选择？”通过变换提问方式，让学生对《机械工程测试技术》课程中提到的测试方式和技术进行理论联系实际的分析，在批判性思考的基础上进行探索，建立高屋建瓴的高层次认知，还有可能发现比实际更好的答案。

在建构式教学中，一旦引导学生建立了基本的高层次认知，学生对待课程和教材的视角将有所改变。学生在学习中的主人翁位置能够进一步确认，学生也会学会逐步从整个课程、学科和专业的角度去认知所学的知识。在此基础上，高层次认知中的知识网络就便于搭建，学生的专业知识就可以相互交织在一起，构成相互牵制相互依赖的知识结构，课程知识的巩固和提高就更加容易。

总之，机械专业建构式教学的过程，就是贯彻这四个基本原则的过程，即支持主动学习、鼓励互动探究、及时反馈强化和构建高层次认知。建构式教学是当前教育界最具有挑战性，同时又具有极高价值的教学方法之一，对机械专业的学习具有极高的应用意义。针对机械专业偏重工程实践的特点，在对机械专业学生进行概念和知识建构的同时，对学生动手能力培养与建构式教学的结合将是未来建构式教学的发展方向。相信通过机械专业建构式教学的进一步完善，中国高校培养的机械工程师的质量将得到进一步的提高。

参考文献：

[1]刘胜男，建构主义理论在《形势与政策》课教学中的应用[J].教育教学论坛，2015，（21）：272-273.

[2]罗素，罗素自选文集[M].商务印书馆，2006：55.