基于建构主义的《机械制图》问题驱动课型研究

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　　《机械制图》是中职机械类专业的重要专业基础课，教学目的在于引导学生掌握机械制图基本知识和绘制方法，培养学生的空间想象能力。但《机械制图》课堂教学并不理想，教学有效性比较差。究其原因，一方面中职学生《平面几何》没学好，也没有学习立体几何，缺乏空间想象力，缺乏机械零件的感性认识，致使学习困难重重;另一方面教师的教学观念和方法比较传统，忽视了课程实践性的特点和学生学习主体性的发挥。因此，我们有必要以建构主义理论为指导，以问题为核心，以解决问题为动力，探究中职《机械制图》教学规律，构建基于建构主义的《机械制图》问题驱动课型，提高教学质量。
　　 一、课型及其特征
　　 建构主义理论认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境中即社会文化背景下，借助其他人的帮助，如人与人之间的协作交流，利用必要的学习资料，通过问题的意义建构学习。问题是学习的起点，用问题营造学习情境，促使学生产生疑问，在疑中思、在思中学;用问题赋予意义构建，增强学习动机;用问题形成学习通道，通过问题的解决发展能力。
　　问题驱动的学习是围绕生产生活中一些结构不明确的问题所展开的调查和寻求解决方法而组织的，这些问题没有简单、固定、唯一的正确答案，容易被设置成情景和模仿现实生活中的复杂情况，激起学生探索、寻找解决方法的愿望。
　　 课型是课堂教学最具有操作性的教學结构和程序。根据建构主义学习理论和借助信息化技术，问题驱动课型是学生在机械制图的问题情境中，借助同学、老师的帮助，利用相关学习资源，通过问题的求解和意义的建构而获得机械制图知识、技能，形成核心职业能力的一种专业课课型。问题驱动课型具有以下特征。
　　（一）知识问题化
　　 问题是课型的一个教学内容（如一个项目、一个任务等）的核心，也是知识和技能的载体。问题驱动课型是以机械图样为载体来重组教学内容，以完成机械图样的阅读或绘制为任务，将机械图样中所涉及的知识、技能点以问题的形式呈现在学生的面前，并以问题来突出学习的重点、难点，让学生在提出、分析、解决问题的思维活动中，掌握制图知识、培养绘图技能、形成职业能力。
　　传统机械制图教材按学科体系编排，系统严密，理论性强，但问题意识不强，这就需要恰当地整合教材，把教学内容问题化，使教学过程成为问题的解决过程。
　　 （二）学习情境化
　　 建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景，即“情境”相联系的。创设学习情境，使学生把新知识技能与先前已有的知识技能建立关联，从而更有效地掌握新知识技能，让学生更好地体验教学内容中的情感，原来枯燥的、抽象的知识变得生动形象。
　　 机械制图被喻为工程界的语言，源于生产实践。针对学生缺乏机械产品感性认识的状况，可组织学生到机械企业或工厂参观，让学生观察机械产品的结构形状和分析其尺寸大小，感受和理解机械图样与机械产品的联系，丰富感性认识;也可通过信息化技术创设虚拟的问题情境，如播放机械产品或零件的应用视频，引导学生思考如何用图纸来表达实物，从而激发学生的兴趣，促使学生更好地理解和建构机械制图知识。
　　 （三）教学互动化
　　 建构主义特别强调要为学生提供实践与体验的机会，认为学习者与周围环境的交互作用对于理解学习内容和知识的意义建构起着关键性的作用。学生在识读和绘制机械图样的过程中，难免会产生困惑和疑问，这时教师除引导他们积极思考外，还要引导他们通过互动、协作、讨论等一系列活动来分析和解决问题，通过知识与思维的共享交流，在互动中完成对所学知识的意义建构，同时培养学生的团队精神及沟通交流能力。
　　 （四）资源信息化
　　 人们总是以自己的经验为基础来建构和解释现实，因此强调教学和学习方法的多样性和个性化。现代信息化技术为机械制图个性化教学提供了条件，为学习活动提供学习资源、认知工具与通讯工具，为实现学习个性化提供保障。学生通过网络资源或借助教师制作的课件、视频、微课等教学资源，自主获取信息，针对机械制图学习问题进行思考和解答;通过QQ、微信等在线会话软件，师生可相互交流对问题的看法;通过学习通、蓝墨云班课等在线测评系统，监控学生的学习过程，测评并反馈学生的学习结果。
　　 （五）思维层次化
　　 建构主义强调促进学生高级思维能力的培养，不是识记和记忆等低层次思维技能。机械制图学习的难点是二维图与三维图的相互转换，通过平面图能够想象出三维实体，通过三维实体，学生能够画出平面图。学生难学的主要原因是缺乏机械零件的感性认识，空间思维能力薄弱。借助信息化技术，可以根据平面图，制作复杂的三维实体，直观呈现零件的结构形状，形象再现机械零件的装配过程和工作原理，学生通过平面图和立体图的反复对比、思考和讨论，可提高空间想象力，增强识图能力，促进高阶思维能力的培养。
　　二、问题的设计
　　 问题是指在一定情境中人们面临的满足某种需求或完成某一目标所面临的未知状态，问题求解是解决未知状态而进行的一系列认知加工过程。
　　 设计问题是课型成功实施的关键，是课型成功实施的基本保障。一次成功的教学关键在于问题的设计，使问题具有挑战性、真实性、困惑性，成为促使学生思维发展的抓手。研究表明，问题的设计要符合以下要求：
　　 （1）与学生密切相关，能够引起学生学习兴趣;
　　 （2）任务导向：清楚整个学习的重心和焦点;
　　 （3）有一定的难度，足以综合原有的知识。
　　 机械制图学习过程中涉及的问题主要有：图样采用什么表达方式？这种表达方式的原理和特点是什么？图样结构形状及尺寸大小怎样？有哪些技术要求？如何绘制图样？根据新知识和技能点的特点，可通过设计一系列相关的问题引导学生学习，通过问题求解来建构知识。
　　 以设计剖视图问题为例，其前提是学生能够解决视图看图和绘图的问题，其问题情境是视图难以清晰表达复杂零件的内部结构，设计的问题举例如下： 　　 （1）为什么要用剖视图表达物体？
　　 （2）剖视图是怎么样形成的？其概念是什么？
　　 （3）剖切位置如何选择？
　　 （4）剖面线绘制在哪里？规范画法是怎样的？
　　 （5）内部交线如何处理？
　　 （6）如何正确绘制剖视图？
　　 这些问题密切联系学生已有的视图知识，紧紧围绕剖视图学习的重点、难点，层层深入，通过这些问题的探究和解决，学生就能完整地建构剖视图的知识，掌握剖视图的绘图技能。
　　三、课型的结构
　　 如上所述，问题是课型的核心，那么，课型的结构也就是解决问题的主线。笔者设计了这样的课型结构：提出问题——分析问题——解决问题——反思问题。
　　 （一）创设情境，提出问题
　　 教师要充分创设问题情境，激发学生的兴趣，让学生理解学习的意义，产生学习的动机。如可以利用微课呈现视图和剖视图表达机件内部结构的图形，创设“哪个视图能更直观形象地表达零件内部结构？”的问题情境，引导学生通过观察对比，发现剖视图更能直观、清晰表达物体的内部结构，从而理解剖视图学习的意义，再以完成典型剖视图绘制为任务，引出剖视图学习问题。
　　 （二）分析问题，自主学习
　　 学生根据教师所提出的问题进行分析，确定学习重、难点，通过借助教材、微课、网络等教学资源进行思考和学习，初步解答问题。对于不理解或存在困惑的问题进行整理和记录，并提出可能的行动、建议或解决方案。如对于剖视图的概念及剖视图如何形成的问题，学生通过看书和看微课，比较容易解答。对于如剖面线的绘制和内部交线如何处理等问题，大部分学生觉得困难，可指出困难之处并假想问题的解决方案。在该环节，教师要培养学生自主学习的能力，引导学生分析问题和获取信息。
　　 （三）合作探究，解决问题
　　 学生经过自主学习和思考，对问题有了初步的认识，在该环节，学生相互交流，加深对问题的理解，通过会话和协作，进一步借助学习资源和信息化技术对存在困惑和较难的问题进行深入的探究，思考并形成解决方案。对于如剖面线的绘制和内部交线如何处理的问题，有的学生通过重新学习微课来解决;有的学生根据教师所提供的剖视图模型进行观察和思考;有的学生借助CAD三维软件对实体进行剖切，观察其内部的结构形状。教师在该环节中，要组织学生开展探究活动，指引学生借助工具和利用资源解决问题，同时要把控学生探究的方向，给学生的探究活动提供咨询和帮助，培养学生的团队精神和问题解决能力。
　　 （四）展示成果，评价反馈
　　 学生经过自主学习、思考和小组合作探究，已经解决了任务所涉及的问题和完成了绘图任务。在该环节，教师鼓励小组代表展示任务成果或解决问题的方法，引导其他同学对成果进行评价，交流解决问题的方法，分享解决方案，通过评价激励学生学习。除此之外，教师还要引导学生反思其在整个问题解决过程中的表现，表扬学生好的行为（如绘图方法有创新），指出学生的不足（如学习不够专注）以及努力的方向，提高问题解决能力。
　　四、课型实施原则
　　 课型实施原则就是教学的基本要求，是运用课型组织教学的经验总结。实践表明：基于建构主义的《机械制图》问题驱动课型的实施原则主要包括如下几项。
　　 （一）联系实际原则
　　 课型中创设的问题情境一定要联系生活、生产实际，与机械专业相关，能引发学生的注意。同时，问题的设计也应结合学生的学习实际，不应过易或过难，過易引发不了学生的兴趣，过难学生就会望而止步。
　　 （二）适时点拨原则
　　 学生在问题求解的过程中，可能会出现困难，教师要准确地把握教学时机，在学生学习出现困难需要帮助的时候适时进行点拨，启发学生思维，使问题求解过程顺利进行。
　　 （三）因材施教原则
　　 中职学生学习基础参差不齐、个体差异性大，教师应充分注意并因材施教，针对每个学生不同的学习情况采用不同的方法进行启发和引导，使每个学生的学习都能有所得益，思维都有所发展，问题求解能顺利进行。
　　 （四）循序渐进原则
　　 人的思维发展总是从具体到抽象、从个别到一般、从简单到复杂的，教师要遵循人的认知规律，在教学中合理有序地提出问题，循序渐进地启发学生的思维，使学生课堂思维活动富有节奏感和逻辑性。
　　 总之，机械制图问题驱动课型改变了机械制图“以学科为基础、以教师为中心、学生被动学习”的“灌输式”教学形态，建立了“以问题为基础，以学生为中心、教师为引导”的探究式课型，充分发挥了学生的主观能动性，不单提高了学生机械制图专业能力，锻炼了学生分析和解决实际问题的能力，更培养了学生的团队意识和创新精神。
　　 责任编辑 陈春阳
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