淺談機械專業建構式教學的應用原則

李鋒

摘要：論述了將建構式教學理念應用于機械專業教學中的四個基本原則，即支持主動學習、鼓勵互動探究、及時反饋強化和構建高層次認知。對每個原則的含義和遵循的方式方法進行了詳細介紹，為機械專業教學水平的提高提供了良好借鑒。

關鍵詞：機械專業；建構；應用原則

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）41-0279-02

隨著經濟全球化的發展，中國經濟不斷持續高速發展，對工程技術人才的需求更加旺盛。中國高等工科教育規模已達到世界第一位，但從教育質量水平來看，各級學校通過工程教育培養的人才還不能滿足企業的實際生產需求，工科學生在學習階段存在重論文、輕設計、缺實踐的問題，而且普遍創新能力不強，工程實踐崗位上無法有效發揮其才干。機械專業作為工程領域的基礎型專業，更是需要通過教學理念的進步促進教學改進，實現畢業生質量的提高。傳統的教師決定主題和概念的方式，已經被建構主義的新理念所完善。而將建構主義理念引入機械專業的教學中，將有利于教師和學生通過一定情景中的意義建構，實現工程概念和理論的深入理解和實踐，本文將對其遵循的幾個原則進行探究。

一、支持主動學習

建構主義是目前世界上教學理論模式的重要成果，發端于皮亞杰的理念[1，2]，其重要原則為“個人建構其自我理解”，即個體學習的過程是建構自我知識以及社會知識的過程，學習的個體通過與周圍環境、他人的互動中構建自我的知識，形成自我對世界的個性理解。在傳統被動學習觀的另一面，建構主義在學習觀上提出自主的學習觀，首先強調學習是一個主動的過程，是個體主動建構意義的過程。提高學生的自主性是開始學習過程的關鍵，這其中包含了學生自身興趣的關注度要求，需要教師從學生熟悉的事物開始，進入教學階段。比如，在對《機械原理》課程中“機構”的概念進行講解時，以往教材中經常用顎式破碎機作為例子。對于很多同學來說，顎式破碎機與“機構”的概念是一樣陌生的，在學習過程中對學生建立正確的抽象概念幫助并不大，反而有可能成為障礙，自然也就無從激發學生興趣而推動其主動性。

在教育心理學中，當個體僅僅由于內心渴望成功完成任務而學習，并且不考慮外界評價或獎勵時，就成為個體的內部動機[3]。為了保證學生在學習過程中能夠體驗到興趣和快樂等內在動機的獎勵，需要為學生創造富有安全感、可預測性和確定性的學習基礎環境，以防止焦慮、恐懼等負面情緒的出現。因此，在引入主動性學習的過程中，要圍繞學生熟悉的事物而進入未知的事物，激發學生學習的興趣，以保證良好的教學效果。在進行教學引入講解時，講話風格盡可能的具有鼓動性，使用的物品和電腦圖片結合，讓學生更容易熟悉和辨認。很多學生在講解開始的15分鐘后注意力下降，因此控制實例講解的時間十分重要，如果超過30分鐘將可能給學生帶來的不是興趣而是倦怠。

主動學習還體現在學生的部分自治要求，即教師能夠放棄對學生的部分控制，同時也相信學生能夠對自己的學習負責，允許學生讓自身的興趣推動其對課程的學習。這其中同時包含著鼓勵學生表達自己建構的知識內容，討論其剛剛建立的新的概念內容，進一步刺激其進入更深的思考和認知。同時，控制自主學習中非正常的競爭也是十分必要的，特別是自主學習過程中非理性的辯論是必須避免的，這需要教師對課程整體架構的有效把握。

二、鼓勵互動探究

根據建構主義理論，學生對概念、意義的認知的過程，是通過他們的以往經驗并交互作用主動構建意義的完整過程[2]。在構建意義的過程中，交互作用不但體現在與個人以往經驗的交流，還體現在與其他人經驗的互動。學生越是思考和處理某個新的知識，就越可以將它變成自身的一部分而掌握它。互動探究的過程是目前最好的信息處理方式，因為互動中的討論和探尋本身就是信息的處理過程。

在機械專業課程的講授過程中，任課教師一般會講授大量概念和定義內容，可以說課程中三分之二的時間都被任課教師的講話占用了，特別是目前課程中很多內容存在重復的問題，這些都會導致學生感到單調乏味，甚至是厭倦。比如，在《互換性與技術測量》課程中，軸承的結構和功能本身已經在《機械設計》課程中教授，但為了介紹其精度選擇和配合方案，必須對已經講授的內容進行復述以進行鋪墊。如果直接復述已經講過的內容，則會導致學生的逆反情緒而影響教學效果。此時，可以不只停留在對已有知識的復述和澄清上，而進一步讓學生討論一下軸承在使用過程中存在的要求和發生的問題，這將導致學生對軸承的特點進入更深層次的思考，利于下一步軸承精度教學內容的展開，使學生對新知識的掌握更加牢固。

互動探究實施過程中，需要首先確保學生能夠理解討論的目的；然后要讓學生能把先前學過的知識與即將學的知識聯系起來；告訴學生討論主題的同時，要讓其知道可以從什么渠道獲得需要的信息；另外很好的組織討論也很重要，關鍵是選對討論組中的組長和記錄員。

三、及時反饋強化

學習的過程中，教師和學生自我的作用一直有不同認識，這直接影響到后期對錯誤概念的矯正和反饋。學習過程中教師的作用認識中有不同流派，先天主義者認為，學生天生就有預先安排好的理解世界復雜概念的能力，經驗主義者認為教師和其他人在學生建構復雜概念的過程中起到重要作用。建構主義則綜合了上述立場，雖然同意學生可以自我形成對世界的理解，但對復雜概念的理解部分需要外在的幫助和作用，將上述兩種的精髓進行了綜合。

建構主義理念強調學習不是個體發現知識的過程，而是創造知識的過程，整個過程是主觀的并且受到個人文化和生活背景的影響。在學習過程中，學生需要反思理解新知識與舊知識之間的差異性，通過反饋和糾正建立正確的觀點和概念。學生在進行學習和練習時，應當對其形成的錯誤概念進行及時反饋糾正，反饋的目的是告訴學生其表現是否正確，幫助學生建立自信心。

強化則是通過給予學生某種獎勵或鼓勵，讓學生知道他們何時的表現較好，并希望其更加頻繁地重復做出正確表現。強化通常以口頭表揚的形式實現，同時也可以有多種形式。在進行互動討論時，通過解釋學生的理解，或重復學生的意見，或者對學生提出的論點進行進一步的討論，這本身就會體現出對學生意見的重視，都可以達到強化的目的。包括采用微笑、目光接觸、手勢、點頭和拍肩膀等動作，都可以表現出鼓勵進取的認同意義。此外，還有給予獎品的強化方式，比如用紀念品、糖果或別針等物品。在筆者參加美國紐約州立大學來學校的教學培訓中，美國老師通過給學生贈送具有動物外形的別針來作為獎品，對學生進行鼓勵，這種獎品本身售價不高，但具有實用價值和收藏價值，讓學生在使用過程中增加了更加努力學習的動力，起到了良好的強化效果。

保持長久的興趣或注意力是很困難的，只有極少數學生能夠保持強烈的求知欲并自覺主動學習，對于大多數學生來說無論什么科目，都需要一定的外界誘導以保證其主動學習[4]。反饋強化則是對興趣和注意力的不斷增強，將有利于減弱個人文化和生活背景對學生學習的影響，提高學生學習的積極性并建立良好的自我認知，讓學生在建構知識的過程中保持良好的心態。

四、構建高層次認知

建構主義強調學習是在豐富的情境中進行的，是通過與情境中人和物的互動而創造出相應的知識體系和知識細節。同時，建構主義指出，當學生采用主動而直接的探索時將有效引申出更高層次的思考。對于教學內容來說，此時已經不是單純的專業性的內容了，而是培養高層次認知過程的載體和工具[6]。特別是當學生犯錯誤時，更是為更新觀念建立更高層次的觀念創造了時機，教師將引導學生試著重構他們思考的過程，從中找到錯誤的思維模式。

優秀的教師將善于向學生提出具有發散性的、深入性的問題，給學生足夠的時間進行思考和回答。通過批判性的問題和批判性的回答，學生固有背景與現有知識的沖突，在沖突解決的過程中也是認知深化的過程。比如，在《機械工程測試技術》課程中，當對溫度傳感器進行教學時，以往傳統教學對學生提問“接觸式和非接觸式測溫的區別是什么”傾向于學生復述書上已有的格式答案，并無學生更深層次的思考；在建構式教學中，教師可以結合中國非典時期醫學界選擇的測溫方式，試著問學生：“非典時期中國各地都采用什么測溫方式，為何會如此選擇？有沒有更好的選擇？”通過變換提問方式，讓學生對《機械工程測試技術》課程中提到的測試方式和技術進行理論聯系實際的分析，在批判性思考的基礎上進行探索，建立高屋建瓴的高層次認知，還有可能發現比實際更好的答案。

在建構式教學中，一旦引導學生建立了基本的高層次認知，學生對待課程和教材的視角將有所改變。學生在學習中的主人翁位置能夠進一步確認，學生也會學會逐步從整個課程、學科和專業的角度去認知所學的知識。在此基礎上，高層次認知中的知識網絡就便于搭建，學生的專業知識就可以相互交織在一起，構成相互牽制相互依賴的知識結構，課程知識的鞏固和提高就更加容易。

總之，機械專業建構式教學的過程，就是貫徹這四個基本原則的過程，即支持主動學習、鼓勵互動探究、及時反饋強化和構建高層次認知。建構式教學是當前教育界最具有挑戰性，同時又具有極高價值的教學方法之一，對機械專業的學習具有極高的應用意義。針對機械專業偏重工程實踐的特點，在對機械專業學生進行概念和知識建構的同時，對學生動手能力培養與建構式教學的結合將是未來建構式教學的發展方向。相信通過機械專業建構式教學的進一步完善，中國高校培養的機械工程師的質量將得到進一步的提高。

參考文獻：

[1]劉勝男，建構主義理論在《形勢與政策》課教學中的應用[J].教育教學論壇，2015，（21）：272-273.

[2]羅素，羅素自選文集[M].商務印書館，2006：55.