建构主义视域下的专业基础课程教学创新方法研究

［摘 要］ 专业基础课程是引导学生从力学基本原理到工程实际应用的重要桥梁，传统以教师课堂授课为中心的教学方式不利于学生工程意识的建立和实践创新能力的提高。建构主义学习理论有助于引导学生自主学习，实现对所学知识意义的主动建构。以机电工程专业基础课程为例，分析了建构主义学习理论视域下传统教学方式中存在的主要问题，将建构主义学习理论与机电工程专业人才培养需求相结合，提出了一种新的课程教学创新方法，阐述了建构主义用于课程教学的课堂教育效果，并对如何加强建构主义在实际课程中的应用、推广该教学方法提出了建议。

［关键词］ 构建主义教学；教学创新；机电工程专业；基础课程

［基金项目］ 2022年度海军工程大学教育科研课题（NUE2022ER18）

［作者简介］ 梁伟阁（1985—），男，河南驻马店人，博士，海军工程大学兵器工程学院讲师，主要从事机械状态监测研究；郭勤勤（1985—），女，河南商水人，硕士，海军工程大学政治理论系讲师（通信作者），主要从事军事文化教育研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）11-0141-04 ［收稿日期］ 2023-06-13

引言

专业基础课程在培养学生力学基础知识与工程实际应用能力等方面具有重要作用，是引导学生从理论到实际的桥梁。目前，机电工程专业的课程教学普遍遵循“教材内容—课件制作—课堂讲解—课后作业”的传统教学模式［1］。该模式主要以教师为课堂教育的中心，使用多媒体课件作为知识载体，通过课堂讲解的方式对学生进行授课，利用课后作业评估授课效果。整个过程以教师为中心，容易出现“重理论、轻实践”“重定量计算、轻定性分析”“重教师课堂讲解、轻学生课后协作”的弊端，影响学生工程意识的建立以及实践创新能力的提高［2］。

本文通过分析传统教学方式中存在的问题，结合机电工程专业人才培养需求，提出了一种建构主义视域下的基础课程教学创新方法。旨在将建构主义学习理论与高校机电工程专业人才培养需求相结合，对专业基础课程进行宏观、中观与微观的教学设计与实践。着力践行“奠定一个基础、实现两个转变”的课程实战化教学改革思路，以建构主义学习理论为基础，教学理念由“以教师课堂授课为中心”转变为“以帮助学生建构知识体系为中心”，人才培养目标由“合格毕业生”向培养“自主学习者”转变，以提高专业实践化教学改革质量［3］。这对提高课程教学质量和培养高素质人才具有重要意义。

一、建构主义应用于机电工程专业基础课程的理论分析

建构主义学习理论是认知心理学的一个分支，由儿童认知理论发展而来。建构主义的核心思想是知识并非通过教师在课堂上直接灌输给学生，而是在特定情境中，在教师和其他共同学习者的影响下，通过利用各种工具和资料，通过建构意义的方式获得的知识［4］。通过上述分析可知，建构主义学习理论的首要因素是建构特定情景，必要手段是借助外界环境和工具资料，最终目的是实现意义建构。在建构主义学习理论视域下，传统的机电工程专业基础课程教学模式主要存在以下几方面问题有待改进。

（一）情景建构不充分，教学实践环节不足

建构主义视域下，传统机电工程专业基础课程“教师主导讲，学生被动听”的“一言堂”教学模式无法充分建构机电工程专业学习情景，教学实践环节不足甚至缺失［5-6］。这将限制学生建构机电工程专业知识体系，导致学生理论与实践相割裂。教学实践环节的不足，不利于学生学习后续的机电工程专业课程。

（二）外界环境影响存在偏差，学生协作环节有待提高

机电工程专业基础课程的传统教学模式以授课教师为主体，强调知识的传授过程，没有充分重视学生学习能力、理解能力的差异性，使学生获得的知识内容与教师的授课内容存在不同程度的偏差。课后学生协作环节的不足，会削弱通过协作、会话来培养的团队合作能力和沟通能力，不利于消除知识盲区与认知偏差［6］。

（三）意义建构目的不明确，学生定性分析能力薄弱

传统教学模式中存在的学生定性分析能力薄弱的问题，从侧面反映出学生知识体系建构缺失，对机电工程专业课程学习的意义建构目的不明确［7］。学生学习动力不足，创新能力和解决问题的能力不能得到有效提升，影响学生的职业规划与竞争力，限制学生在专业领域的发展。

二、建构主义视域下的教学设计与实践

机电工程专业基础课程是高等学历要求下的专业背景课程和必修课程，多以力学、高等数学等学科为基础，具有承前启后、多学科交叉、学习难度大等特点。基于建构主义学习理论，以工程力学为例，进行了宏观上的教学目标划分，中观上以培养学生自主学习能力为导向的问题驱动的教学单元设计，微观上以思维导图为手段创设特定工程情境［1］。

（一）教学目标分析

机电专业课程的总体教学目标是使学生掌握力学、数学等学科基本理论、方法，工程机械的静/动力学建模、数值计算、程序设计等基本技能；形成理论知识与机械装备实际相联系的思维，能够分析解决实际装备使用问题；具备从事理论计算、结构设计分析、工程应用的论证、设计、研制、试验、使用、维修等研究能力和素质。在此基础上，着重培养学生三个方面的能力：自主学习的能力、解决问题的能力和团结协作的能力。

（二）教学单元设计

在建构主义理论指导下，根据BOPPPS模型对课堂内容进行重组，在教学单元设计中突出学生主体地位，充分利用各类教学资源［8］。

在建构主义的视角下，通过授课节奏和学生接受程度的差异，教学单元的设计通常包括四个阶段［9］。第一阶段，应使学生明确学习目标，并掌握相关概念；第二阶段，采用启发式提问、奖励式竞答等方式，对学生掌握第一阶段相关概念的情况进行前测，从而判断是否进入下一阶段；第三阶段，教师通过启发式教学方法，使学生将学习目标贯穿整个学习过程，深入掌握本课程的核心内容；第四阶段，通过后测的方式评估是否达到教学目标。在课堂结束时，教师可通过引导学生总结课堂中学习的知识要点及收获，以提升自我认同感，促进学生将课堂知识转化为个人能力［9］。

（三）教学资源建设

为了提供优质的学习资源和教学环境，提升教学、学习效率，采用布卢姆教育目标分类方法，对教学资源进行分类，对于自学资源，着重建设记忆类和理解类知识点；对于课堂教学资源，以应用类、分析类、评价类和创造类知识点为重点建设目标。

为满足不同层次学生的授课需求，结合建构主义理论的教学原理，编写教学材料和实际操作指南，同时深入分析学生的知识背景、基础知识水平和学习能力，以提供适合学生课前学习的教学材料，使学生明确课程教学目标、要求、内容、重点和难点、设备仪器以及课堂组织活动等信息。同时，编写涵盖实践目的、操作要求、条件、仪器设备与场地安排、操作步骤以及注意事项等信息的实践操作指南，以指导学生进行实践操作。通过以上教学材料和实践操作指南，能够使学生提前预热基础知识，帮助学生迅速进入学习状态，不打无准备之仗［9］。

建设适合建构主义理论教学法的专业教室，满足教学需求。教室的建设应根据建构主义理论教学法的要求和院校建设规划，兼顾理论教学和实践教学的需求。在机电工程专业教室的建设中，需要配备与专业课程相关的教学设备，如多媒体教学器材和实验设备等。教师可以借助这些设备，讲授理论原理，并带领学生进行实际操作，以加深学生对机电装备的直观理解。这种实践教学的方式有助于学生理解复杂的机械、动力学原理。

（四）工程情境创设

从实践化需求出发，根据教学内容创设工程情境，让学生明确学习目的，增强学生理论联系实际的能力，为下一步的专业课程学习奠定基础。在工程情境创设中，可以采用“启发式方法”“角色扮演方法”和“情景模拟体验法”等教学策略。“启发式方法”通过引导学生了解与力学相关的前沿知识，使他们理解课堂内容与工程应用需求之间的联系，培养学生从实践角度思考问题的能力，提高学习的积极性。“角色扮演方法”则是在课堂上让学生扮演工程机械设备研发设计人员的角色，提升学生将所学知识应用于解决实际问题的能力，使所学知识在学习和生活中得到更好的运用。“情景模拟体验法”通过思维导图的方式，在教学开始阶段引导学生明确课程的整体教学目标，并在授课过程中细化目标，但始终提醒学生对总体教学目标保持关注，使得学习过程紧密围绕主线，有针对性地进行。

三、基于建构主义学习理论的机电工程专业基础课程教学效果分析

将建构主义教学理论应用于专业基础课程教学实践，能够有效提升学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力、解决问题能力、团结协作能力，锻造过硬的师资力量。

（一）有效提升学生的学习兴趣

在传统的机械工程原理、动力学等专业课程中，由于其理论抽象性，以教师为中心的授课方式使学生处于被动地位，容易产生畏难情绪和厌烦心理，无法激发学生的兴趣。将建构主义教学理论融入课程教学后，通过课前自主学习、课堂教师引导、小组互助学习、课后测评等一系列教学方法和策略，同时借助相关教学设备，教师能够有效激发学生的主观能动性和学习兴趣，从而提升教学质量和效率。

（二）培养学生三种核心能力

工科院校的主要教育目标是培养适应现代化工程建设需求的实践型人才。因此，在专业基础课程学习中，学生不仅需要扎实的理论基础，还应具备解决工程实践中的问题的三种核心能力［10］。在建构主义理论的指导下，基础课程教学改革将这三种核心能力作为培养目标，并有机地融入课程教学的全过程，致力于将学生培养成为具备自主学习能力、主动思考和解决问题能力以及良好协作精神的人才。

（三）锻造过硬的师资力量

将建构主义教学融入基础课程后，学生成为教学的主体之一。表面上减轻了教师的工作负担，实际上为了达到预期理论讲解与实践操作的教学水平，教师需要在课前调研中投入大量精力以了解实际的人才需求，编写匹配学生自学进度的课前自学材料，准备教学设备，熟悉BOPPPS教学原理，等等。这要求教师既能胜任理论讲解，又能指导学生的实操，需要具备高水平的教学能力。通过参与各个教学环节的历练，教师的能力水平得到锤炼，能够为科研和建设单位培养更多素质过硬的专业人才。

结语

为提高建构主义理论在“工程力学”课程教学中的应用，进而推广至整个机电工程专业课程教学，根据机电工程专业特点，提出以下几点建议。

（一）转变传统教学思路，加强建构主义教学实践

开展建构主义教学设计意味着进行一系列的改变，包括改变传统的教学设计方式，改变原有的教学思想观念和实践方法。这些改变不仅需要教师教学理念和实践方法的转变，也需要学生转变现有学习方式，适应新的教学节奏。在改革过程中，教师和学生是相互促进、共同转变的合作伙伴和同行者。

（二）教师提升自身修养和业务水平

在建构主义教学理论中，教师是教学的主体之一，其主要任务是培养学生的三种核心能力，并为学生树立坚定的学习、成长、服务社会的信心。建构主义教学对教师提出了更高的要求，教师与专业人才培养需求应紧密贴合，自觉更新观念和知识，做到与时代和专业发展需求同步。此外，教师需要在课前深入调研，认真思考并精心策划课程；在课堂上注重沟通，设计具有启发性的问题，激发学生的学习兴趣，营造出学生发挥想象、自主提问的教学环境，同时注重培养学生三种核心能力。

（三）探索机电工程专业课程资源建设新途径

机电工程专业课程具有涉及面广、专业性强、实践性强、安全性要求高等特点，根据部分工科院校以及特种院校的训练管理要求，使得学生在有限的时间内很难学习和消化足够的知识以积极参与课堂教学［8］。探索专业课程建设新途径，通过虚拟仿真技术、网络课堂和课外自学资源以及其他先进教学手段，建设丰富课堂与课外教学资源库，以此将广泛的专业知识有机融入有限的课堂教学中，有利于提高学生的自学效率，充分发挥课时效益。

参考文献