建構(gòu)主義理論下非機類工程制圖教學(xué)研究

胡簧 陳建鋒 李小兵

摘要：文章提出基于建構(gòu)主義理論的工程制圖教學(xué)改革，使學(xué)生由被動參與變?yōu)橹鲃訁⑴c，不斷實現(xiàn)從支架內(nèi)一個重要支點向另一重要支點攀升。同時，納入結(jié)果考核與過程考核進(jìn)行效果評價，并兼顧拔尖教育思維。教學(xué)實踐表明，實驗組比對照組學(xué)生的課堂氛圍更活躍，教學(xué)效果顯著提高。

關(guān)鍵詞：工程制圖;教學(xué)改革;建構(gòu)主義理論;支架式教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）36-0177-02

一、我國工程制圖教學(xué)改革的現(xiàn)狀研究

建構(gòu)主義理論屬于認(rèn)知心理學(xué)的一個重要分支，最早由瑞士心理學(xué)家皮亞杰于1966年提出，其后又不斷吸收奧蘇伯爾（1968）的“有意義言語學(xué)習(xí)”以及維果斯基（1978）的“最近發(fā)展區(qū)”等學(xué)習(xí)理論。中國知網(wǎng)最早有關(guān)建構(gòu)主義理論工程制圖的文獻(xiàn)發(fā)表于2005年，共檢索到25篇文獻(xiàn)，只占近20年來工程制圖教改研究文獻(xiàn)總量的0.26%。它主要是一種結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體教學(xué)手段，具備一定情境性與實踐性的教學(xué)方法。

此外，還可借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用慕課、微課以及翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式。國外的三大慕課教學(xué)平臺主要包括Udacity、Coursera以及edX。國內(nèi)主要包括中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線以及好大學(xué)在線等平臺?，F(xiàn)以中國大學(xué)MOOC平臺為例，截至2018年4月9日，在其發(fā)布有關(guān)工程制圖課程的單位多達(dá)16家，共計19門課程。

本文在慕課資源建設(shè)的基礎(chǔ)上，遵循建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，采用支架式教學(xué)方法，對教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)過程以及考核評價體系進(jìn)行教學(xué)改革，以促進(jìn)工程制圖教學(xué)效果的提升。

二、建構(gòu)主義理論下工程制圖教學(xué)策略的設(shè)計與實踐

建構(gòu)主義理論教學(xué)主要有三大教學(xué)策略：（1）支架式教學(xué);（2）拋錨式教學(xué);（3）隨機進(jìn)入教學(xué)。結(jié)合工程制圖知識體系的結(jié)構(gòu)特點，發(fā)現(xiàn)其存在一個層層遞進(jìn)的緊密框架，適合采用支架式教學(xué)法。

（一）搭建工程制圖學(xué)習(xí)腳手架

支架式教學(xué)法的首要任務(wù)是搭建腳手架，按照“最近發(fā)展區(qū)”理論構(gòu)建。它是將個體目前所處的“現(xiàn)有，實在發(fā)展區(qū)”和經(jīng)教師指導(dǎo)后所能夠達(dá)到的“可能，潛在發(fā)展區(qū)”聯(lián)系起來。很顯然，“最近發(fā)展區(qū)”由教學(xué)創(chuàng)造，通過教學(xué)將個體的認(rèn)知能力不斷向前延伸，牽引個體達(dá)到更高的認(rèn)知水平。工程制圖知識體系與脈絡(luò)關(guān)系如圖1所示。構(gòu)建的腳手架以點的投影為基礎(chǔ)，這是最簡單的圖形投影。從圖1可以看出，整個知識牽引過程始終由前一個知識點匯集而成。學(xué)生只需要對前一知識點有深刻的了解，再對后一知識點的學(xué)習(xí)過程中，教師做好引導(dǎo)工作，學(xué)生能夠在已有知識體系中不斷向更高認(rèn)知能力攀升。

（二）進(jìn)入支點學(xué)習(xí)情境設(shè)計

思維是一個過程，進(jìn)入支架學(xué)習(xí)的某個支點時，最好能根據(jù)支點特征，設(shè)計相應(yīng)的情境，讓學(xué)生主動進(jìn)入，了解問題的來龍去脈?，F(xiàn)以一個簡單箱體兩圓柱孔長度方向定位尺寸為例，如圖2所示。

圖2所示的兩圓柱孔長度方向的定位尺寸是初學(xué)者的兩種常見標(biāo)注情形?？紤]實際加工不可避免地存在誤差，假設(shè)圖2所示尺寸的加工精度分別表示為20±0.01、35±0.01以及55±0.015。按圖2（a）所示，大小圓柱孔的誤差帶為±0.01。按圖2（b）所示，大小圓柱孔的誤差帶為±0.025。雖然兩者的基本尺寸均為35，但按圖2（b）所示的尺寸標(biāo)注會給兩圓柱孔帶來較大的定位誤差，因此，圖2（a）所示的尺寸標(biāo)注優(yōu)于圖2（b）。通過這樣的情境設(shè)計，學(xué)生能夠深入理解知識點的含義，并能在同類問題中聯(lián)想記憶，舉一反三。

（三）獨立探索資源建設(shè)與組織

建構(gòu)主義教學(xué)理論強調(diào)的是學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨立探索。教師的角色是提出問題，適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生提供解決問題的線索和必要的學(xué)習(xí)資料。近年來，本教研室教師根據(jù)多年來豐富的教學(xué)經(jīng)驗，對工程制圖的重要知識點進(jìn)行細(xì)分與提煉。結(jié)合非機類學(xué)生教學(xué)目標(biāo)，編寫了《工程制圖》以及《工程制圖習(xí)題集》等一系列相關(guān)教材。針對腳手架的重要支點，在專門的微格教室進(jìn)行視頻錄制。這部分視頻資源制作成二維碼，學(xué)生可隨時隨地掏出手機掃描學(xué)習(xí)。

（四）線上，線下師生協(xié)作學(xué)習(xí)

通過微助教網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在課堂上構(gòu)建一個線上/線下師生協(xié)作學(xué)習(xí)模式。每個學(xué)生的問題都有機會在這個平臺得到討論，教師和學(xué)生均能發(fā)表自己的見解，學(xué)生還可以在移動終端進(jìn)行“彈幕”點評，充分地調(diào)動協(xié)作學(xué)習(xí)熱情。

（五）基礎(chǔ)，拔尖教育思維效果評價體系

拋棄依賴期末考試單一考核評價機制，引入過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的評價機制，同時提出拔尖思維教育模式，即通過組織校內(nèi)非機類《工程制圖》競賽，對于獲獎的學(xué)生申請免考。通過頂層設(shè)計，將校內(nèi)非機類工程制圖競賽級別等同省級競賽，進(jìn)一步促進(jìn)拔尖思維教育模式的落實。

三、改革效果分析

改革效果以學(xué)生最終的評價成績?yōu)榉治鰯?shù)據(jù)，實驗組采用建構(gòu)主義理論教學(xué)法，對照組采用凱洛夫五步教學(xué)法。期末考試試卷由任課教師輪流出題，經(jīng)教研室集體討論并由教研室主任最終核對后作為試卷，以確保每學(xué)期試卷難度與知識考查點過渡平穩(wěn)、連貫，對比結(jié)果如圖3所示。對照組為2016-2017學(xué)年春季學(xué)期，學(xué)生總?cè)藬?shù)為63，平均分為71.4，標(biāo)準(zhǔn)差為10.5。實驗組一為2017-2018學(xué)年秋季學(xué)期，學(xué)生總?cè)藬?shù)為60，平均分為75.2，標(biāo)準(zhǔn)差為9.8。實驗組二為2017-2018學(xué)年春季學(xué)期，學(xué)生總?cè)藬?shù)為59，平均分為84.8，標(biāo)準(zhǔn)差為8.3。數(shù)據(jù)表明，實驗組采用建構(gòu)主義理論教學(xué)后，60-80分區(qū)間占比從63%降到30%，80-100高分區(qū)間占比從24%提高到70%，不及格率從13%降至0%。學(xué)生的學(xué)習(xí)成績得到明顯提高，差異也在縮小。從課堂氛圍來看，建構(gòu)主義課堂上，學(xué)生參與熱情高，發(fā)言積極，充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)主動性，顯示出建構(gòu)主義理論教學(xué)改革效果。