概念轉(zhuǎn)變在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用

　　摘要：概念轉(zhuǎn)變是指個體原有的某種經(jīng)驗(yàn)由于受到與此不一致的新經(jīng)驗(yàn)的影響而產(chǎn)生的重大改變。機(jī)械制圖和機(jī)械基礎(chǔ)作為自然科學(xué)的一部分，文章通過幾個實(shí)例說明概念轉(zhuǎn)變在教學(xué)中的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：概念轉(zhuǎn)變；投影法；基本視圖
　　
　　概念轉(zhuǎn)變是指個體原有的某種經(jīng)驗(yàn)由于受到與此不一致的新經(jīng)驗(yàn)的影響而產(chǎn)生的重大改變。根據(jù)皮亞杰的建構(gòu)主義理論，知識不是簡單地從教師那里轉(zhuǎn)移到兒童身上，而是來自于學(xué)習(xí)者自己建構(gòu)知識的高度積極的過程。與建構(gòu)主義取向相關(guān)的是概念轉(zhuǎn)變活動，它也是傾向發(fā)現(xiàn)的（Kelly，1997）。概念轉(zhuǎn)變廣義上講是學(xué)習(xí)者對原先知識理解的調(diào)整改造，狹義上講是對原有知識的豐富與深化。筆者在職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，要促使學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變，首先要求教師在專業(yè)知識體系上主動概念轉(zhuǎn)變，同時在教學(xué)方法上引導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建，促使他們產(chǎn)生認(rèn)知沖突感。我們已經(jīng)知道學(xué)生在走進(jìn)課堂前，并不是一無所知的，他們有他們的認(rèn)識和理解，盡管有的較膚淺，有的較片面，有的甚至與科學(xué)事實(shí)完全相反；在習(xí)得新知識前，他們是不會認(rèn)識到舊知識的錯誤之處的。概念轉(zhuǎn)變的作用也在于促使學(xué)生認(rèn)識到自己理解的片面性和不合理性，促使學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的主動提高。
　　機(jī)械制圖的投影法理論是促使概念轉(zhuǎn)變的一個典型實(shí)例。我們已經(jīng)知道投影法是識讀機(jī)械圖樣的理論基礎(chǔ)，但是它是怎么形成的？是人們杜撰出來的？或是發(fā)明的？當(dāng)然都不是。它是人們在長期的生產(chǎn)生活中，通過觀察光線經(jīng)過物體會在地面上留下影子這一自然現(xiàn)象，總結(jié)引申出來的規(guī)律（對比圖1、2）。這樣的日常現(xiàn)象學(xué)生都能見到，都是可接觸到的；同時也能理解不同的物體都有不同的影子，同一個物體在不同的投影中影子也不同。人們將這些現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)并發(fā)展成制圖中的正投影法，而中心投影法也適用于建筑物的效果圖及美術(shù)圖（見表1）。這樣，自然界中的普遍現(xiàn)象在學(xué)生的概念中，其狀態(tài)得到了轉(zhuǎn)變，在繪制機(jī)械圖樣和建筑圖樣中得到了運(yùn)用。
　　 當(dāng)學(xué)生已學(xué)習(xí)正投影法的理論知識后，我發(fā)現(xiàn)他們還是不能很好、全面掌握領(lǐng)會基本視圖，對于六視圖的完整繪制也不能高質(zhì)量完成，有沒有辦法解決呢？在實(shí)際教學(xué)中，當(dāng)講解完主要內(nèi)容后，我提示學(xué)生觀察主后、左右、俯仰對應(yīng)視圖之間的關(guān)系，譬如可以“透過”紙張觀察主視圖并和后視圖進(jìn)行比較。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，除了少數(shù)的幾根線型不同外，兩個視圖是一模一樣的，這種關(guān)系同樣適合左、右視圖之間。而對于俯、仰視圖，那就不僅要“透過”紙張還要把書本顛倒個180度。（見表2）經(jīng)過這樣的觀察，學(xué)習(xí)者認(rèn)為有道理、可理解，并且非常實(shí)用，學(xué)生能很快地高質(zhì)量完成習(xí)題，做題的正確率出乎我的意料。接著我引導(dǎo)同學(xué)思考，為什么存在這樣的關(guān)系？細(xì)想下來，其實(shí)道理很簡單，這是因?yàn)橐晥D的觀察方向?qū)?yīng)關(guān)系造成的。
　　概念轉(zhuǎn)變的另一個應(yīng)用，就是機(jī)械基礎(chǔ)中的格拉肖夫條件了。（a）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，即構(gòu)件長度和條件；（b）連架桿與機(jī)架中必有一個是最短桿，即最短構(gòu)件條件。（何元庚主編教材）它們是判別相鄰兩構(gòu)件能相對轉(zhuǎn)動的條件，也即鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中判別曲柄是否存在的條件。但是，在教學(xué)中，學(xué)生不能很好地應(yīng)用這個概念，對機(jī)構(gòu)的判斷往往產(chǎn)生偏頗。我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生之所以存在問題，是因?yàn)轭}目是要判斷機(jī)構(gòu)的類型，而概念的內(nèi)容卻是是否存在曲柄。這就需要將概念和實(shí)際解決的問題對應(yīng)起來，進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變。我在教學(xué)中注意了這一環(huán)節(jié)，把格拉肖夫條件轉(zhuǎn)變成曲柄存在數(shù)量的判別，因?yàn)楹苋菀桌斫鉀]有曲柄則曲柄數(shù)量為零。在教學(xué)中，應(yīng)該特別注意概念的實(shí)用性，在講授好概念后，直接用概念解決問題，實(shí)現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。學(xué)生之所以難理解，是因?yàn)楦拍畹膬?nèi)容是是否存在曲柄，而題目是要判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型，學(xué)生不能很好地理解這里面的邏輯關(guān)系。對于學(xué)生來說，要強(qiáng)調(diào)的是概念的實(shí)用性。
　　概念教學(xué)是自然科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，其目的是要讓學(xué)生正確理解科學(xué)概念，同時改變原有的樸素理解。職業(yè)學(xué)校的機(jī)械課程為教師們的教學(xué)實(shí)踐提供了很好的平臺，我們在教學(xué)中應(yīng)該特別注意概念的可理解性、合理性和有效性，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，提高他們的科學(xué)素質(zhì)。在實(shí)踐中，還應(yīng)廣泛聽取同學(xué)們的觀點(diǎn)，用可理解的、有道理的、有用的概念去構(gòu)建學(xué)生知識體系，用諸如提供實(shí)例、應(yīng)用于不同情境、給予不同的思考、合作學(xué)習(xí)等靈活多樣的形式幫助學(xué)生探索不同的想法，改變其觀點(diǎn)，促使概念的轉(zhuǎn)變。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]萊弗朗索瓦茲.教學(xué)的藝術(shù)[M].北京：華夏