建構主義視域下的專業基礎課程教學創新方法研究

［摘 要］ 專業基礎課程是引導學生從力學基本原理到工程實際應用的重要橋梁，傳統以教師課堂授課為中心的教學方式不利于學生工程意識的建立和實踐創新能力的提高。建構主義學習理論有助于引導學生自主學習，實現對所學知識意義的主動建構。以機電工程專業基礎課程為例，分析了建構主義學習理論視域下傳統教學方式中存在的主要問題，將建構主義學習理論與機電工程專業人才培養需求相結合，提出了一種新的課程教學創新方法，闡述了建構主義用于課程教學的課堂教育效果，并對如何加強建構主義在實際課程中的應用、推廣該教學方法提出了建議。

［關鍵詞］ 構建主義教學；教學創新；機電工程專業；基礎課程

［基金項目］ 2022年度海軍工程大學教育科研課題（NUE2022ER18）

［作者簡介］ 梁偉閣（1985—），男，河南駐馬店人，博士，海軍工程大學兵器工程學院講師，主要從事機械狀態監測研究；郭勤勤（1985—），女，河南商水人，碩士，海軍工程大學政治理論系講師（通信作者），主要從事軍事文化教育研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）11-0141-04 ［收稿日期］ 2023-06-13

引言

專業基礎課程在培養學生力學基礎知識與工程實際應用能力等方面具有重要作用，是引導學生從理論到實際的橋梁。目前，機電工程專業的課程教學普遍遵循“教材內容—課件制作—課堂講解—課后作業”的傳統教學模式［1］。該模式主要以教師為課堂教育的中心，使用多媒體課件作為知識載體，通過課堂講解的方式對學生進行授課，利用課后作業評估授課效果。整個過程以教師為中心，容易出現“重理論、輕實踐”“重定量計算、輕定性分析”“重教師課堂講解、輕學生課后協作”的弊端，影響學生工程意識的建立以及實踐創新能力的提高［2］。

本文通過分析傳統教學方式中存在的問題，結合機電工程專業人才培養需求，提出了一種建構主義視域下的基礎課程教學創新方法。旨在將建構主義學習理論與高校機電工程專業人才培養需求相結合，對專業基礎課程進行宏觀、中觀與微觀的教學設計與實踐。著力踐行“奠定一個基礎、實現兩個轉變”的課程實戰化教學改革思路，以建構主義學習理論為基礎，教學理念由“以教師課堂授課為中心”轉變為“以幫助學生建構知識體系為中心”，人才培養目標由“合格畢業生”向培養“自主學習者”轉變，以提高專業實踐化教學改革質量［3］。這對提高課程教學質量和培養高素質人才具有重要意義。

一、建構主義應用于機電工程專業基礎課程的理論分析

建構主義學習理論是認知心理學的一個分支，由兒童認知理論發展而來。建構主義的核心思想是知識并非通過教師在課堂上直接灌輸給學生，而是在特定情境中，在教師和其他共同學習者的影響下，通過利用各種工具和資料，通過建構意義的方式獲得的知識［4］。通過上述分析可知，建構主義學習理論的首要因素是建構特定情景，必要手段是借助外界環境和工具資料，最終目的是實現意義建構。在建構主義學習理論視域下，傳統的機電工程專業基礎課程教學模式主要存在以下幾方面問題有待改進。

（一）情景建構不充分，教學實踐環節不足

建構主義視域下，傳統機電工程專業基礎課程“教師主導講，學生被動聽”的“一言堂”教學模式無法充分建構機電工程專業學習情景，教學實踐環節不足甚至缺失［5-6］。這將限制學生建構機電工程專業知識體系，導致學生理論與實踐相割裂。教學實踐環節的不足，不利于學生學習后續的機電工程專業課程。

（二）外界環境影響存在偏差，學生協作環節有待提高

機電工程專業基礎課程的傳統教學模式以授課教師為主體，強調知識的傳授過程，沒有充分重視學生學習能力、理解能力的差異性，使學生獲得的知識內容與教師的授課內容存在不同程度的偏差。課后學生協作環節的不足，會削弱通過協作、會話來培養的團隊合作能力和溝通能力，不利于消除知識盲區與認知偏差［6］。

（三）意義建構目的不明確，學生定性分析能力薄弱

傳統教學模式中存在的學生定性分析能力薄弱的問題，從側面反映出學生知識體系建構缺失，對機電工程專業課程學習的意義建構目的不明確［7］。學生學習動力不足，創新能力和解決問題的能力不能得到有效提升，影響學生的職業規劃與競爭力，限制學生在專業領域的發展。

二、建構主義視域下的教學設計與實踐

機電工程專業基礎課程是高等學歷要求下的專業背景課程和必修課程，多以力學、高等數學等學科為基礎，具有承前啟后、多學科交叉、學習難度大等特點。基于建構主義學習理論，以工程力學為例，進行了宏觀上的教學目標劃分，中觀上以培養學生自主學習能力為導向的問題驅動的教學單元設計，微觀上以思維導圖為手段創設特定工程情境［1］。

（一）教學目標分析

機電專業課程的總體教學目標是使學生掌握力學、數學等學科基本理論、方法，工程機械的靜/動力學建模、數值計算、程序設計等基本技能；形成理論知識與機械裝備實際相聯系的思維，能夠分析解決實際裝備使用問題；具備從事理論計算、結構設計分析、工程應用的論證、設計、研制、試驗、使用、維修等研究能力和素質。在此基礎上，著重培養學生三個方面的能力：自主學習的能力、解決問題的能力和團結協作的能力。

（二）教學單元設計

在建構主義理論指導下，根據BOPPPS模型對課堂內容進行重組，在教學單元設計中突出學生主體地位，充分利用各類教學資源［8］。

在建構主義的視角下，通過授課節奏和學生接受程度的差異，教學單元的設計通常包括四個階段［9］。第一階段，應使學生明確學習目標，并掌握相關概念；第二階段，采用啟發式提問、獎勵式競答等方式，對學生掌握第一階段相關概念的情況進行前測，從而判斷是否進入下一階段；第三階段，教師通過啟發式教學方法，使學生將學習目標貫穿整個學習過程，深入掌握本課程的核心內容；第四階段，通過后測的方式評估是否達到教學目標。在課堂結束時，教師可通過引導學生總結課堂中學習的知識要點及收獲，以提升自我認同感，促進學生將課堂知識轉化為個人能力［9］。

（三）教學資源建設

為了提供優質的學習資源和教學環境，提升教學、學習效率，采用布盧姆教育目標分類方法，對教學資源進行分類，對于自學資源，著重建設記憶類和理解類知識點；對于課堂教學資源，以應用類、分析類、評價類和創造類知識點為重點建設目標。

為滿足不同層次學生的授課需求，結合建構主義理論的教學原理，編寫教學材料和實際操作指南，同時深入分析學生的知識背景、基礎知識水平和學習能力，以提供適合學生課前學習的教學材料，使學生明確課程教學目標、要求、內容、重點和難點、設備儀器以及課堂組織活動等信息。同時，編寫涵蓋實踐目的、操作要求、條件、儀器設備與場地安排、操作步驟以及注意事項等信息的實踐操作指南，以指導學生進行實踐操作。通過以上教學材料和實踐操作指南，能夠使學生提前預熱基礎知識，幫助學生迅速進入學習狀態，不打無準備之仗［9］。

建設適合建構主義理論教學法的專業教室，滿足教學需求。教室的建設應根據建構主義理論教學法的要求和院校建設規劃，兼顧理論教學和實踐教學的需求。在機電工程專業教室的建設中，需要配備與專業課程相關的教學設備，如多媒體教學器材和實驗設備等。教師可以借助這些設備，講授理論原理，并帶領學生進行實際操作，以加深學生對機電裝備的直觀理解。這種實踐教學的方式有助于學生理解復雜的機械、動力學原理。

（四）工程情境創設

從實踐化需求出發，根據教學內容創設工程情境，讓學生明確學習目的，增強學生理論聯系實際的能力，為下一步的專業課程學習奠定基礎。在工程情境創設中，可以采用“啟發式方法”“角色扮演方法”和“情景模擬體驗法”等教學策略。“啟發式方法”通過引導學生了解與力學相關的前沿知識，使他們理解課堂內容與工程應用需求之間的聯系，培養學生從實踐角度思考問題的能力，提高學習的積極性。“角色扮演方法”則是在課堂上讓學生扮演工程機械設備研發設計人員的角色，提升學生將所學知識應用于解決實際問題的能力，使所學知識在學習和生活中得到更好的運用。“情景模擬體驗法”通過思維導圖的方式，在教學開始階段引導學生明確課程的整體教學目標，并在授課過程中細化目標，但始終提醒學生對總體教學目標保持關注，使得學習過程緊密圍繞主線，有針對性地進行。

三、基于建構主義學習理論的機電工程專業基礎課程教學效果分析

將建構主義教學理論應用于專業基礎課程教學實踐，能夠有效提升學生的學習興趣，培養學生的自主學習能力、解決問題能力、團結協作能力，鍛造過硬的師資力量。

（一）有效提升學生的學習興趣

在傳統的機械工程原理、動力學等專業課程中，由于其理論抽象性，以教師為中心的授課方式使學生處于被動地位，容易產生畏難情緒和厭煩心理，無法激發學生的興趣。將建構主義教學理論融入課程教學后，通過課前自主學習、課堂教師引導、小組互助學習、課后測評等一系列教學方法和策略，同時借助相關教學設備，教師能夠有效激發學生的主觀能動性和學習興趣，從而提升教學質量和效率。

（二）培養學生三種核心能力

工科院校的主要教育目標是培養適應現代化工程建設需求的實踐型人才。因此，在專業基礎課程學習中，學生不僅需要扎實的理論基礎，還應具備解決工程實踐中的問題的三種核心能力［10］。在建構主義理論的指導下，基礎課程教學改革將這三種核心能力作為培養目標，并有機地融入課程教學的全過程，致力于將學生培養成為具備自主學習能力、主動思考和解決問題能力以及良好協作精神的人才。

（三）鍛造過硬的師資力量

將建構主義教學融入基礎課程后，學生成為教學的主體之一。表面上減輕了教師的工作負擔，實際上為了達到預期理論講解與實踐操作的教學水平，教師需要在課前調研中投入大量精力以了解實際的人才需求，編寫匹配學生自學進度的課前自學材料，準備教學設備，熟悉BOPPPS教學原理，等等。這要求教師既能勝任理論講解，又能指導學生的實操，需要具備高水平的教學能力。通過參與各個教學環節的歷練，教師的能力水平得到錘煉，能夠為科研和建設單位培養更多素質過硬的專業人才。

結語

為提高建構主義理論在“工程力學”課程教學中的應用，進而推廣至整個機電工程專業課程教學，根據機電工程專業特點，提出以下幾點建議。

（一）轉變傳統教學思路，加強建構主義教學實踐

開展建構主義教學設計意味著進行一系列的改變，包括改變傳統的教學設計方式，改變原有的教學思想觀念和實踐方法。這些改變不僅需要教師教學理念和實踐方法的轉變，也需要學生轉變現有學習方式，適應新的教學節奏。在改革過程中，教師和學生是相互促進、共同轉變的合作伙伴和同行者。

（二）教師提升自身修養和業務水平

在建構主義教學理論中，教師是教學的主體之一，其主要任務是培養學生的三種核心能力，并為學生樹立堅定的學習、成長、服務社會的信心。建構主義教學對教師提出了更高的要求，教師與專業人才培養需求應緊密貼合，自覺更新觀念和知識，做到與時代和專業發展需求同步。此外，教師需要在課前深入調研，認真思考并精心策劃課程；在課堂上注重溝通，設計具有啟發性的問題，激發學生的學習興趣，營造出學生發揮想象、自主提問的教學環境，同時注重培養學生三種核心能力。

（三）探索機電工程專業課程資源建設新途徑

機電工程專業課程具有涉及面廣、專業性強、實踐性強、安全性要求高等特點，根據部分工科院校以及特種院校的訓練管理要求，使得學生在有限的時間內很難學習和消化足夠的知識以積極參與課堂教學［8］。探索專業課程建設新途徑，通過虛擬仿真技術、網絡課堂和課外自學資源以及其他先進教學手段，建設豐富課堂與課外教學資源庫，以此將廣泛的專業知識有機融入有限的課堂教學中，有利于提高學生的自學效率，充分發揮課時效益。

參考文獻

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Research on Innovative Teaching Methods for Basic Courses from the Perspective of Constructivism

LIANG Wei-gea， GUO Qin-qinb， WEI Pinga， SUN Shi-yana

（a. College of Weapon Engineering， b. Department of Political Theory， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430000， China）

Abstract： Professional basic course is the important bridge to guide students from the basic principles of mechanics to the practical application of engineering. The traditional teaching method centered on teachers， classroom teaching is not conducive to the establishment of students， engineering consciousness and the improvement of practical innovation ability. Constructivism learning theory is helpful to guide students independent learning， realize the knowledge in the active construction of meaning. Taking the course of “Engineering" Mechanics” of mechanical and electrical engineering as an example， this paper analyzes the main problems existing in the traditional teaching methods from the perspective of constructivism learning theory， combines constructivism learning theory with the training needs of mechanical and electrical engineering professionals， puts forward a new course teaching innovation method， and expounds the classroom education effect of constructivism used in course teaching. Finally， it puts forward some suggestions on how to strengthen the application of constructivism in practical courses and promote this teaching method.

Key words： constructivism teaching; teaching innovation; mechanical and electrical engineering; professional basic course