基于建構主義理論的汽車構造課程教學改革

徐國艷 姬芬竹 王巖

摘? 要：汽車構造課程內容繁多，有些知識點之間的關聯性不強，采用傳統的講授法，學生普遍感覺課程學習難度大，知識掌握不牢固。將建構主義理論引入教學過程中，教師在教學中創設情境，引導學生實現對新知識的主動建構。采用建構主義環境下的教學設計和教學方法，充分發揮了學生的主體作用，培養了學生自我學習能力和合作學習能力，同時提高了學生的自主探索能力。

關鍵詞：汽車構造;建構主義學習理論;協作學習;自主學習

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）10-0113-04

Abstract： The course of automobile construction has many contents， and some knowledge points are not highly related. With the traditional teaching method， students generally feel that the course is difficult to learn and the knowledge is not mastered. Constructivism theory is introduced into the teaching process. Teachers create situations and Guide students to construct new knowledge actively. The teaching design and teaching methods in the constructivism environment give full play to the main role of students， cultivate students' self-learning ability and cooperative learning ability， and improve students' independent exploration ability.

Keywords： automobile construction; constructivism learning theory; collaborative learning; autonomous learning

汽車構造課程是各高校車輛工程的第一門專業核心基礎課程，汽車構造和汽車理論課程一起為將來汽車行業的技術人員和研究人員提供扎實的專業基礎知識結構，培養他們理論聯系實際、利用專業基礎知識解決工程實際問題的綜合素質，提高他們的創新研究能力。同時，汽車構造課程也是車輛工程專業基礎課與專業課之間的重要橋梁。通過汽車構造課程系統學習可以達到的目的：使學生具備汽車結構及工作原理的基本知識，具備分析汽車工程實際問題的基本能力，掌握汽車動力驅動傳動系統、汽車行駛系統、汽車轉向和制動系統的基本結構和工作原理，為學生畢業后從事汽車研發、汽車先進零部件的設計分析、進行相關學科的創新性科學研究等方面的工作奠定堅實的基礎。

一、汽車構造課程特點與教學改革背景

汽車構造教材內容多，知識點多。主要的內容包括汽車動力系統、傳動系統、行駛系統，轉向和制動系統，這五部分內容有一定的關聯性，但又具有相對獨立性。學生學習時總感覺這幾部分內容關聯性不太強，導致對汽車構造知識點的掌握有些支離破碎，難以形成一個有機的整體。而且汽車技術發展迅速、汽車新技術新結構不斷涌現，課程內容也應該與時俱進，如何平衡課程基礎內容和先進技術內容的比例，也是必須要考慮的問題。

如何提高學生對汽車構造課程的學習效率、提高知識內化效果（掌握課程知識的程度），并培養學生的知識外化能力（如自主探索學習能力、創新研究能力等），是任課老師要進行教學改革的主要方向。

本課程教師基于翻轉課堂設計的理論基礎之一——建構主義理論，把翻轉課堂的理論精髓用于教學過程中，針對課程內容和學生特點進行教學設計和實踐，對汽車構造課程的教學改革進行了有益的探索。

二、建構主義學習理論

建構主義有久遠的思想淵源和演變過程，早期哲學認識論中蘇格拉底、柏拉圖等就包含了建構主義的思想?，F代的歐洲哲學家維科、康德成為建構主義的先驅，維特根斯坦的后期哲學思想則為當代建構主義思想提供了重要的理論支持。建構主義學習理論的主要提出者有皮亞杰、維果茨基等[1]。國內對建構主義學習理論的研究主要集中在師范類大學的專家和學者中。

基于建構主義的學習方法與傳統的知識學習方法有較大的差異。建構主義學習理論認為，知識不是用文字描述出來的，也不能精確地概括成為某種一定的法則。建構主義理論認為，不同的人，由于原有經驗和知識基礎的不同，對同一事物的理解就會不同。每個學習者對知識的理解都是在自己原有經驗和知識基礎上學習而建構起來的。建構主義學習理論認為，學生并不是類似于知識接收器的角色，知識學習不應該是教師把書本知識進行轉移傳遞給學生，因為他們在以前的學習中已經有了一定的知識基礎，對新知識的學習，不應該是被動的知識吸收，而應該是教師引導學生主動建構知識的過程，教師引導學生通過知識主動建構去接收新知識，完成新知識的內化，并在教師的引導下，進一步實現知識拓展，完成知識的外化[2，3]。

中外各國研究者一致認為情境、協作、會話和知識建構是建構主義學習理論的四個主要組成部分。在建構主義學習理論中，學習知識應該是學習者在豐富的情境中，通過主動思考、探索、合作交流、實踐等建構新知識體系的過程。建構主義學習理論強調學生是學習的主體，是新知識的主動建構者，不是通過外界刺激或灌輸的被動接受者。建構主義學習理論同時強調教師的主導作用，教師不再單純是知識的傳授者與灌輸者，而是學生知識建構引導者、幫助者和促進者?？偟膩碚f，建構主義學習理論強調的是學生的學習主動性和教師的目標指引性，建構主義學習理論核心內容為：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索，教師主要起引導作用，引導學生去發現問題、分析問題和解決問題，實現對所學知識的主動建構[4]。

三、建構主義學習理論下的課程教學改革

課程教學團隊基于建構主義學習理論，對汽車構造課程進行了課程設計和教學改革，在近幾年的教學改革中，逐步減輕傳統教學中教師“教”的份量，而逐步提高學生“學”的份量。

教師的工作重點放在對每一位學生的知識基礎的了解上，引導學生在已有的知識基礎和學習情景中，通過講授、研討和對話構建新知識，實現新知識內化，并培養學生知識外化能力。在汽車構造教學過程中通過情境創設、協作學習設計、對話情景創設和學習效果評價四個環節的靈活綜合應用引導學生完成課程知識的建構。

（一）情境創設

知識總是源于生活的，不管是經驗知識，還是書本知識，都應該是在一定環境和情景中產生的。汽車構造課程的一個較大優勢是所有知識點的源頭對象——汽車，是大家熟悉的，汽車的使用要求和一些常識知識學生基本都具備。在教學的過程中，盡量利用這個優勢，避免把課程知識獨立于生活中，變成條條框框的內容或生硬的知識點，不能讓學生從死記硬背的出發點去掌握知識點。無情境化的教學，讓學生帶應試目的背現有的結論，而不是引導學生去理解知識是為解決什么問題而得來的，學生就不能深刻理解學習的內容，容易培養出思維僵化、沒有辯證思維和創新思維的人才[7]。

為課程教學創設情景，就是要把知識放到產生和運用知識的情景中，讓學生清晰地感知到所學知識能夠解決的具體問題，讓學生對所學知識知其然，并知其所以然。使學生在已有知識和生活常識基礎上，牢固地掌握新知識應用的條件，并能靈活地拓展應用學到的知識，把死的書本知識變成活的知識[5，6]。

汽車構造課程的情景創設，主要有兩方面的情景創設。第一方面是基于學生已有知識的問題情景創設，學生的已有知識，包括已知的理論知識和生活常識，教師在學生已有知識基礎上設置系列問題情景，各章節之間情景問題的設置要環環相扣、互相呼應。通過問題情景創設，在學生的已知知識和未知知識之間搭起橋梁。第二方面是實驗室實踐環境的創設，汽車構造不僅是一門理論性強的課程，也是一門實踐性強的課程，教師在教學過程中發現，有些學生的抽象思維能力和空間想象能力還是相對比較差的，這就需要搭建必要的模型情景，來助力學生對知識的建構。

基于學生已有知識的問題情景創設，以汽車構造的傳動系統內容為例，在講這部分內容時，發動機構造和工作原理已學完，機械原理和理論力學中相關傳動理論基礎知識也學完，教師設計的情景問題如圖1所示，教師引導學生回顧發動機性能和輸出的動力特性，并引導學生結合生活常識，分析汽車使用時的要求，引導出發動機輸出的動力和汽車需求功率的差距，在這個情景中請學生思考如何解決這些矛盾。

在具體講解汽車關鍵零部件功能時，如離合器的結構和功能的講解，離合器是發動機扭矩輸出的第一個部件，從發動機的工作原理出發，引導學生思考發動輸出的動力能否和傳動系統進行剛性連接，繼而引導學生基于理論力學和機械學知識出發，思考柔性連接方式以及主要零件的結構形式，最后綜合應用圖片、實物模型、動畫、視頻展開離合器的結構和功能的講解，引導學生構建離合器知識體系。

模型情景創建方面，有實物模型和虛擬模型的建設。本單位汽車構造實驗室配備了傳統機械四輪驅動底盤綜合試驗臺，純電動驅動動力底盤模型，模型上關鍵部件結構已解剖出來，另外模型可以插電運轉，直觀的顯示動力傳遞過程。實驗室還配置了汽車上所有關鍵部件的實物模型。

本單位設計并建設了一款混合動力車分解爆炸吊裝模型（如圖2），把整車的零部件結構按照實車中的位置有序的立體展開吊裝展示，不僅把傳動系統的部件結構展示得很清楚，其他系統的結構及各結構之間的相互關聯也展示得很清楚。這套系統上集成了混合動力驅動、電動助力轉向、線控制動等方面的汽車先進技術。

另外，實驗室配置了傳統燃油車、混合動力車、純電動車的虛擬結構拆裝和原理教學軟件。

（二）協作學習設計

學習不能是依賴模仿與記憶，動手實踐、自主探究與合作交流應該成為學生學習的重要方式。教師在課程教學過程中，設計學生協作學習過程，引導學生動手實踐、合作交流，通過解決問題和總結規律來學習知識，這樣讓學生會交流，能學習，能合作，而且培養了學生自主探索和創新研究的能力。協作學習能使學生以更加深刻的方式學習并掌握知識點[7]。

本教學團隊在組織教學過程中，將學生分小組，每組人數控制在3～5人，尊重學生之間的意愿自由組合，同時教師會協調一下學生之間能力的組合，每組保證有一位較優秀學生或組織能力較強的組長，能起到領導或領軍的作用，能帶領團隊不斷向前學習，這一點也符合北京航空航天大學這所雙一流大學雙領人才（領導領軍型）培養的定位。

在學習過程中，對于課程重要知識點，教師借助視頻、動畫、圖片、試驗臺和實物模型等豐富的手段、設計ppt，設置引導性問題，布置任務，進行必要的講解，對于課程的難點和重點，引導小組組織協作討論學習，在老師設計的問題情景和提供的模型情景中展開研討學習，達到引導學生在已有知識和常識基礎上初步構建新知識體系的目的。

學生通過協作學習，得出的結論可能不正確，或者一些結論不夠深刻，或者對某些知識是有疑惑的，所以就需要進行下一步的對話情景創設。

（三）對話情景創設

課程知識點對于教師是已有知識，但對于學生是未知知識，在知識閱歷和能力方面，教師是有一定優勢的，所以在上一步學生之間的協作學習完以后，在師生之間、不同小組之間組織對話環節，教師完成進一步的引導，針對上一步學生之間討論中存在的問題或疑惑，進行平等輕松的交流對話，把學生之間存在的某些錯誤認識、存在疑惑的知識或者學生忽略的知識通過提問對話的方式完成，教師注意營造一種輕松和身份平等的對話環境，用商量探討的口吻組織教學，使學生在學習過程中始終保持無壓力的心情，激發學生對學習的欲望和積極性[7]。

針對重要的知識點或者難點，可以先指定具有代表性的優秀學生或小組進行課堂展示，然后教師自己組織總結性點評報告，將學生學習中遇到的共性問題和難點問題指出，并能拋出延伸性問題，培養學生“跳出書本看知識”的能力，使學生學到的不僅僅是課程知識，而且達到提升他們的探究學習和創新研究能力的效果。

如針對圖2混合動力車爆炸吊裝模型，關于混合動力的三種工況下動力傳遞方式，是教學難點和重點。在我們的教學過程中，對于一個40人的班級，能獨立分析出三種工況下的動力傳統路線的同學大概5人左右，很多同學剛開始的理解是比較模糊的，在這個知識點講解時，請學生分析三種工況：高壓蓄電池供電的純電工況下的動力傳遞路線、發動機發電純電工況下的動力傳遞路線、發動機直接驅動的動力傳遞的路線，思考各工況下主要部件兩個電機和超越離合器的作用，設置由淺入深的問題，引導學生逐步走向清晰，并引出拓展問題：請學生思考制動能量是如何回收的，為制動系統講解埋下伏筆。

（四）學習效果評價設計

有效且公平的評價是課程教學考核必不可少的環節，評價是相互的，包括小組成員之間的互評、學生個人的自我評價、老師對學生的評價，也包括學生對老師的評價。

對學生學習的評價，要重在學習過程的評價，內容主要圍繞三個方面：自主學習能力;協作學習過程中做出的貢獻;是否達到學習成效。

教師制定的課程考核方法中給予組長一些小幅度的獎勵分，目的是為了激勵組長，發揮出他們的能力優勢，加分一定要根據他們對小組的貢獻來決定，而且要考慮小組成員對組長的評價，不能讓其他同學覺得考核不公平。

學習是小組一起學習，要考核團隊的協作學習能力，考核方法中對小組有一個整體的分數，另外還要有具體到個人的考核，避免有些學生逃避學習的做法，老師在這個過程中做好引導，多用正面鼓勵的語言來激勵學生，要促進學生勇于思考、勤于思考，大膽說出自己對問題的理解。對不同的學生要區別對待，對學習能力強的同學，要鼓勵他們知識外化和拓展的能力，對知識外化部分，也設置小幅度的獎勵分，引導他們去查閱國內外汽車新技術新結構研究進展，并寫出總結報告，給其課堂展示匯報機會。對基礎比較差的同學，重點是課堂知識的掌握，讓他們感覺到和同學的差距，激勵他們迎頭趕上，教師為這類學生設計出一套可供選擇并有一定針對性的補充學習材料和強化練習。這類材料和練習經過精心挑選，反映基本概念、基本原理，通過強化練習糾正原有的錯誤理解或片面認識， 最終達到符合要求的知識建構。

評價還包括學生對老師的評價，學生對老師的評價可以通過多種方式：書面紙質的、郵件、微信或交談式。引導學生針對課程學習中的收獲是否達到預期的要求，對教學內容和老師教學方法的適應度等說出自己的想法。

四、結束語

基于建構主義學習理論，進行了汽車構造課程教學改革探索，教學過程中強調學生作為學習主體的作用，同時也注重教師主導作用，教師既要引導學生主動探索，積極投入知識的理解掌握、延伸運用的過程，同時做到點到即止，教而不留痕。教師在教學過程做到“有所為，有所不為”。

作為教學過程的組織者、引導者和學生的學習合作者為學生設計和創造出良好的學習情境和輕松民主的交流環境，激勵他們主動探究，互動交流，發揮自主學習的主動性，將新舊知識融會貫通，從而建構新的知識結構，幫助學生樹立終身學習的意識，為我國汽車行業培養出專業基礎扎實、能力強、會學習、能創新的適應行業發展的新人才。

參考文獻：

[1]呂林.皮亞杰建構主義理論模式下大學英語自主學習培養研究[J].海外英語，2017（2）：73-74.

[2]何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報（社會科學版），1997（5）：74-81.

[3]何克抗.建構主義革新傳統教學的理論基礎（上）[J].電化教育研究，1997（3）：3-9.

[4]張建偉，陳琦.從認知主義到建構主義[J].北京師范大學學報（社會科學版），1996（4）：75-81.

[5]鐘麗佳，盛群力.建構主義教學理論之科學性探討[J].電化教育研究，2016（3）：22-27.

[6]郝連明.建構主義學習觀對學習方式轉變的影響[J].教學與管理，2016（4）：13-16.

[7]梁文輝.建構主義理念下的教學理論研究[J].甘肅教育，2017（9）：50.