基于建構主義理論的《建筑制圖》“緒論”教學設計

王丹 吳艷華 袁媛 趙瑋

摘要：針對《建筑制圖》課程教學常見問題，根據建構主義學習觀和教學觀提出改進辦法，并以“緒論”課教學為例，詳細闡述了建構主義理論指導下的“緒論”課程教學設計。實踐證明，與傳統授課方式相比，學生工程圖學素質和意識均有了很大提升。本文提出的方法對建筑制圖教學是行之有效的，對機械制圖類教學亦可觸類旁通。

關鍵詞：圖學；建構主義；教學設計；建筑

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0102-04

一、建構主義教學理論

20世紀60年代，瑞士教育心理學家皮亞杰提出建構主義教學理論。20世紀90年代，建構主義教學理論傳入我國。作為認知主義的進一步發展，該理論提出的學習觀、教學觀在我國教育界備受推崇。

（一）建構主義學習觀

建構主義學習觀認為學習過程并不是簡單地把新知識、新信息從外界搬到記憶中的過程，而是學習者在自己原有的知識經驗及認知策略上對新知識、新信息的意義建構。學習者以現有的知識經驗為基礎，通過與外界的相互作用來建構對新知識的理解與領悟。學習者是學習過程的主體，是新知識的主動建構者。

學習過程包含兩方面的建構，一是學習者對新知識的建構；二是學習者在學習過程中對原有知識經驗的深化和改造。這兩方面的建構其實是統一的。學習者在建構新知識的過程中會涉及對原有的知識內容體系的重組、改造，學習是新信息與學習者原有知識經驗相互作用、相互影響的過程，而不是學習者簡單、單向地接受新輸入的信息。在建構新的知識體系的過程中，當新信息與學習者原有的知識內容體系融合度較髙時，學習過程處于一種相對平衡的狀態，隨著新信息及知識點的深化及復雜程度的提高，這一平衡被打破，學習過程進入一種不平衡的狀態，在這一狀態下，學習者要利用其習慣的認知模式對新知識進行加工、吸收重組，并將新舊信息再次進行融合達到更高一級的新的平衡狀態，整個認知過程就在一種“平衡—不平衡—平衡”的過程中循環進行。

（二）建構主義教學觀

建構主義教學觀強調學生是認知主體，是意義的主動建構者，所以是把學生對知識的意義建構作為整個學習過程的最終目標。因而，教學設計通常不是從分析教學目標開始，而是從如何創設有利于學生意義建構的情境開始，整個教學設計緊緊圍繞“意義建構”這個中心而展開。建構主義教學觀同時認為學習是一種共同體行為，建構主義學習應該是一種社會性、交互性的協作學習。由于學習者自身是意義建構的主體，而每個人對事物的理解與看法都不盡相同，要想對一個事物有較為全面深入的了解，只有通過協作式學習。所以，建構主義理論認為“情境”“協作”“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素：老師和學生、學生和學生通過在一定的“情境”中互相“協作”和“會話”，從而完成對“意義的建構”。在整個教學過程中由教師利用情境、協作、會話等學習環境要素，充分發揮學生的主動性、積極性和創造性，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的。在這一動態過程中，學習者是中心，是主體，但一個個的學習個體需要共同協作、互相幫助來完成對新的意義的更為全面的建構。在這種模式中，學生是知識意義的主動建構者；教師是教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者、促進者。

二、建構主義理論對《建筑制圖》課程教學的啟示

（一）《建筑制圖》課程教學現狀

《建筑制圖》是工科專業一門重要的工程技術基礎課程，其主要任務是培養學生“利用圖形來交流設計思想”的工程圖學素質。課程通過對基本投影理論、國家標準、專業制圖和計算機繪圖等四個部分的學習，著力于培養學生讀圖、繪圖的綜合表達能力以及在工程設計方面所應具備的創新精神和開拓能力。但是，作為專業基礎課，課程一般在大一下學期或大二上學期開設。學生正在進行或者剛剛完成數學、英語和物理等基礎課程的學習，對自己即將開始的專業學習缺乏了解，頭腦中沒有最基本的工程概念，致使學生學習的重點主要放在投影理論和制圖技能上，從而忽視了工程實踐能力和創新能力的鍛煉。許多學生僅以畫得一手漂亮的圖樣而感到自豪，可是當他們走向工作實踐后卻發現，真正的制圖能力，往往是結合了形象思維構思表達、工程意識和創造設計的綜合能力。

（二）建構主義理論對《建筑制圖》課程教學的啟示

建構主義認為學習不是一個單純的記憶教師講授內容的過程，而是在個人原有知識體系的基礎之上，結合自身的體驗，建構新知識并將其納入原本知識體系，實現新的平衡的一個過程。在這個過程中，教師的作用不再是單純地講述新知識，而應該是學生知識建構的幫助者和促進者。教師通過合理的教學設計，首先向學生提出新問題；然后引導學生利用自身的經驗進行思考和建構，教師不能告訴學生建構什么和怎樣建構，但教師可阻止學生建構教師認為無用的概念，而建構那些教師從自身經驗出發認為應該建構的概念。在這個過程中，教師還可以組織學生之間的協作式學習；最終引導學生解決問題，實現新知識的意義建構。

在《建筑制圖》課程的教學過程中，低年級學生雖然缺乏基本的工程概念和工程意識，對課程學習不利，但他們對周圍各式各樣的建筑環境并不陌生。因此，根據建構主義理論，可以從學生熟悉的環境和事物出發，通過設計一定的問題情境，使學生明白理論問題的學習與工程實踐的密切關系，并通過引導，初步培養學生的工程概念。接著結合之前學過的知識，也就是結合學生自身的經驗，通過師生之間和學生之間的協作與會話，一步步幫助他們思考尋找解決問題的辦法，這個過程也就是建構新知識的過程。最后形成大家都可以接受的結論，再回歸之前設定的問題情境，解決問題，從而完成對新知識的意義建構（如圖1所示）。下面以緒論課為例，闡述建構主義理論指導下的“緒論”課程教學設計。

三、建構主義理論指導下的“緒論”課程教學設計

“緒論”課是一門課程的開山之作，緒論課的呈現效果直接影響學生對這門課程的感覺與學習熱情。傳統緒論課一般是按部就班地講述課程性質、特點、要求和學習方法等，既枯燥也不能給學生提供對課程的直觀印象，對學生的課程學習不利。為了提高學生的學習熱情和教學效果，本文基于建構主義理論重新思考了《建筑制圖》“緒論”的課程教學設計。

緒論課主要應該解決三個方面的問題：一是課程教學目標，即這是一門什么樣的課？它在大學四年學習中處于怎樣的地位，以及與前后課程的銜接。二是課程教學內容，即這門課將要學習哪些內容？教師通過對這些內容的介紹，使學生了解課程概況以及學習目標和重難點。三是課程學習方法，即怎樣才能學好這門課？介紹這門課程的學習方法。

（一）課程教學目標

為了讓學生理解課程目標，首先提問：在我們的生活中，到處都是建筑（此處可以適當展示一些漂亮建筑的圖片）。大家可以想一想，這一棟棟的建筑是怎樣建造出來的呢？建筑物的建造需要經歷幾個階段？學生們會有各種各樣的反饋。這時告訴大家，一般建筑物的建造都要經過立項、設計和施工三個階段（如圖2所示）。

接著引導大家思考和討論，在工程設計階段，設計師頭腦中有了對建筑的精美絕倫的設計，通過什么方式來表達自己的設計思想呢？要想把一棟龐大的建筑表達清楚，語言文字顯得那么蒼白無力，所以必須通過圖紙來進行表達。同時，施工人員在指導施工的時候，也要根據設計人員繪制的圖紙，一磚一瓦地將其建造出來。由此可見，圖紙在建筑物的建造過程中有著不可替代的作用。所以說，圖紙是工程師的語言。

再提問：這兩個“圖紙”（如圖2所示）有什么不同？設計階段的圖紙是設計師將自己頭腦中的設計思想用圖紙的形式表達出來，是一個繪圖的過程；施工階段的圖紙是施工組織人員根據設計師繪制的圖紙指導施工人員將建筑物建造出來，是一個讀圖的過程。

圖紙和我們的課程又有什么關系呢？《建筑制圖》這門課程就是教授大家“讀圖”和“繪圖”的，通過這門課程的學習，使大家具備最基本的讀圖和繪圖的能力，為后續專業課程的學習和將要從事的工程相關工作打下基礎。這就引出了課程教學目標。

通過引入建筑物建造過程的情境，又通過師生之間和生生之間的協作和會話，學生初步認識了圖紙的概念，理解了工程圖紙的作用，也可以說實現了“圖紙”的意義建構。學生在建構“圖紙”意義的過程中，借助頭腦中原有的對建筑和圖的概念認知，與新信息“工程圖紙”的概念發生了碰撞、重組，最終達到了“建筑—工程圖紙”的概念融合，從而深刻認識了工程圖紙的交流表達作用，并了解了課程教學目標。

（二）課程教學內容

課程教學內容主要包括投影理論、國家標準、專業制圖和制圖工具四個部分。為了引入教學內容，針對每一部分內容設置對應的情境（如圖3所示）。

在“投影理論”部分，學生已經構建了工程圖紙的概念，但是建筑是三維的立體，圖紙是二維的平面，怎樣用二維的圖紙表達三維的建筑形體呢？而且這種表達必須是精確的，不能有一絲一毫的偏差，否則將可能釀成重大工程事故。引導學生進行討論，并結合學生的討論引入投影的概念，向大家介紹常用的幾種投影方法以及各自在工程中的應用。并通過比較幾種投影方法的優劣，指出正投影法是工程表達的基本方法，也是我們課程學習的重點。從而，通過情境、會話和協作，幫助學生建構“投影理論”的概念。

在“國家標準”部分，首先提出學生已經建構的觀點：圖紙是工程師的語言。語言就要擔負交流工具的職責，圖紙需要達到怎樣的要求才能實現交流呢？比如，一個四川人和一個廣東人說的雖然都是中國話，可是他們可以順暢地交流嗎？只有都說普通話，才能實現順利地交流。圖紙也是一樣，雖然工程圖紙都是采用相同的投影方法進行繪制，但是，建筑是一個龐大的綜合體，建筑的表達不可能完全與實踐相同。很多構配件都要利用圖例來表示，圖線和尺寸標注等都需要一個統一的標準，所以圖紙的繪制需要一個統一的標準，這就是“國家標準”。利用學生非常熟悉的語言概念引入情境，再引導學生結合生活事例理解建立國家標準的必要性，使得學生順理成章地構建“國家標準”的概念，并順帶認識了國家標準包含的內容。

在“專業制圖”部分設置情境：一棟建筑到底需要具有什么才能達到居住舒適性的要求呢？學生們從自身出發，提出了五花八門的需求。這些需求怎樣才能實現呢？通過討論幫助學生認識到現代建筑除了遮風擋雨的功能以外，還要滿足安全性、實用性和舒適性的要求。因而建筑設計需要不同專業設計人員的協同合作才能完成，也就自然而然有了不同專業的圖紙。從學生自身的生活經驗出發設置情境，結合討論與思考，幫助學生構建“專業制圖”的基本概念。并通過展示不同專業的圖紙，幫助學生認識不同專業之間圖紙的區別與聯系，并初步樹立各個工程類專業之間分工協作的工程觀念。同時也加強了學生對自己將要學習的專業和從事的工作的了解，提高學生的工程素質。

在“繪圖工具部分”，利用青年人好奇心重的心理特點，帶領學生追溯古代建筑制圖的成就和繪圖工具的演變，從戰國中山國王墓出土的青銅器到公元1100年北宋的《營造法式》，從尺規作圖到計算機二維繪圖再到三維建模和今天的BIM，呈現給學生一個廣袤的思維空間（如圖4所示）。既帶領學生了解了建筑制圖的歷史與輝煌，同時也向學生展示了未來工程設計的發展方向，引導他們按照自己的興趣去探索未知的領域。

根據建構主義基本理論，通過一步步的情境設計，結合學生實踐經驗的討論和思考，既讓學生認識了解了課程主要內容，又幫助學生初步完成了“建筑制圖”的意義建構，樹立了“工程師”角色的榮譽感和責任感。在這個過程中，一定要讓學生成為知識意義的主動建構者，教師是意義建構的幫助者、促進者。教師設立情境、組織協作與會話一定要從學生自身實踐經驗出發，不能以老師的知識經驗代替學生的思考和討論，否則，不能實現真正的意義建構。

（三）課程學習方法

不同的學習內容需要采取不同的學習方法，課程內容介紹完畢以后，學生們可以根據自己對內容的初步理解提出自己的看法，教師主要負責引導。這個過程是對學習方法的探討，更是意義建構的深化，也是課程教授效果的試金石（如圖5所示）。

四、結語

建構主義理論以學生為中心進行教學組織與講授，通過情境設計、協作與會話和意義建構幾個步驟，幫助學生實現從單方面接受灌輸到主動學習的動機轉變，提高了課堂參與度，學習效果也得到很大提升。采用本文介紹的課程教學設計方法，作者參加了全國高校中青年骨干教師圖學與機械課程示范教學與創新教學法觀摩競賽，獲得了一等獎，課程改革成果也得到了與會專家的認可。

本文主要介紹基于建構理論的緒論課的教學設計，在《建筑制圖》課程其他部分，這種方法同樣適用，不再一一贅述。針對我校2015級學生采用本文介紹的方法進行了教學改革實踐，與傳統授課方式相比，學生圖紙讀繪能力和工程素質均有了很大提升，課程結業成績也有了一定程度的進步。實踐證明，本文提出的方法對《建筑制圖》教學是行之有效的，對機械制圖類教學亦可觸類旁通。

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