嚴(yán)志軍，程東，朱新河，于桂峰

(大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧 大連　116026)

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基于建構(gòu)主義的輪機(jī)工程專業(yè)課程教學(xué)模式探析

嚴(yán)志軍，程東，朱新河，于桂峰

(大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧 大連116026)

摘要：在分析船機(jī)維修和制造方向本科教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過引入建構(gòu)主義理論開展教學(xué)模式改革和實(shí)踐研究，提出以學(xué)生知識體系建構(gòu)為中心配置教學(xué)資源，創(chuàng)造實(shí)際情境，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接觸實(shí)際工程，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)掌握和運(yùn)用知識的能力，提升教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；船機(jī)修造；教學(xué)模式；輪機(jī)工程專業(yè)

一、引言

基于建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計(jì)是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及而逐漸發(fā)展起來的一種關(guān)于知識和學(xué)習(xí)的理論。[1]建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)過程是人的認(rèn)知思維活動(dòng)的主動(dòng)建構(gòu)的過程，是人們通過原有的知識經(jīng)驗(yàn)與外界環(huán)境進(jìn)行交互活動(dòng)以獲取、建構(gòu)新知識的過程，知識不是通過教師灌輸?shù)玫?，而是學(xué)習(xí)者在一定的情景下，借助其他輔助手段(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴以及其他學(xué)習(xí)工具)，利用必要的學(xué)習(xí)材料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得的。[2]教師不再是教學(xué)內(nèi)容的傳遞者，而是教學(xué)活動(dòng)的組織者；學(xué)生也不再是教學(xué)內(nèi)容的被動(dòng)接受者，而是知識的主動(dòng)獲取與建構(gòu)者。[3-4]教學(xué)過程不再是一個(gè)同步的，而是一個(gè)異步的、發(fā)散式的思維過程，不同的學(xué)生沿著不同的學(xué)習(xí)路徑，完全可以建構(gòu)出相同的結(jié)果。此外，建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計(jì)還提出了一系列以“學(xué)”為中心的教學(xué)策略，如支架式教學(xué)策略、認(rèn)知學(xué)徒教學(xué)策略、隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)策略、拋錨式教學(xué)策略、社會建構(gòu)教學(xué)策略等。[5]

隨著我國船舶修造行業(yè)的快速發(fā)展，船機(jī)維修和制造產(chǎn)業(yè)也逐漸從勞動(dòng)密集型向知識密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變和升級，同時(shí)對人才的培養(yǎng)也提出了新的要求[6]。企業(yè)要求從業(yè)人員具有熟練快速掌握制造維修技術(shù)和工藝的能力,[7]同時(shí)要求技術(shù)人員具備對一些創(chuàng)新的工作如工藝和裝備的研發(fā)能力，此外對技術(shù)人員的工程管理能力也要求越來越高[8]。經(jīng)過多年努力，輪機(jī)工程專業(yè)船機(jī)維修和制造方向本科教學(xué)已具有較完整、嚴(yán)密的理論方法體系，但在教學(xué)模式上仍采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，只強(qiáng)調(diào)教師的“教”而忽視學(xué)生的“學(xué)”。以往船機(jī)維修和制造人才培養(yǎng)中“重灌輸與考試，輕思考和創(chuàng)造”的人才培養(yǎng)模式越來越不能適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展需求，同時(shí)也不符合知識學(xué)習(xí)的規(guī)律，需要對人才培養(yǎng)教育模式進(jìn)行根本的改革。本文提出在輪機(jī)工程船機(jī)維修和制造方向的相關(guān)專業(yè)課程中引入建構(gòu)主義思想開展教學(xué)模式改革和實(shí)踐，提出以學(xué)生知識體系建構(gòu)為中心配置教學(xué)資源，創(chuàng)造實(shí)際情境，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接觸實(shí)際工程，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)掌握和運(yùn)用知識的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、船機(jī)維修和制造方向本科培養(yǎng)要求與教學(xué)不足

1．扎實(shí)的專業(yè)知識

船機(jī)維修和制造方向本科生除了要學(xué)習(xí)工科專業(yè)必需的基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、外語和物理等，還需要具備一些專業(yè)性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，如計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)用、工程制圖和識圖、工程材料基礎(chǔ)知識、常用機(jī)械零件和機(jī)械原理以及基本的測試技術(shù)等，同時(shí)需要在校期間掌握其他相關(guān)的專業(yè)課程，如制造和維修技術(shù)等，這些專業(yè)知識和技能能夠幫助學(xué)生畢業(yè)后快速適應(yīng)崗位技術(shù)工作。在以往教學(xué)中，這些專業(yè)知識的教學(xué)普遍采用簡單的知識灌輸式教學(xué)方法，與知識獲取的規(guī)律相違背，教與學(xué)的效果均不理想。

2．較強(qiáng)的實(shí)踐和解決問題能力

船機(jī)維修和制造方向本科教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)現(xiàn)代化船舶機(jī)電設(shè)備制造與維修工作的高級工程技術(shù)人才，本專業(yè)對人才培養(yǎng)的要求是具備扎實(shí)的專業(yè)知識，同時(shí)具備較強(qiáng)的實(shí)踐和解決問題的能力，要求學(xué)生畢業(yè)后能夠快速適應(yīng)工作并具有一定的提升空間。因此，僅僅具備一定的知識積累是不夠的，還需要具有知識的綜合運(yùn)用能力。而實(shí)踐中學(xué)校教育為了系統(tǒng)性，一般把理論知識分散至各門課程中，而對這些理論的綜合運(yùn)用培養(yǎng)不足；其次，專業(yè)教育往往采用知識講授、驗(yàn)證試驗(yàn)再加考試這種方法，以后的課程往往很少再涉及相關(guān)知識，由此導(dǎo)致記憶不牢，學(xué)習(xí)效果不理想；再次，在實(shí)際工作中，往往會遇到非常規(guī)的問題，在學(xué)校實(shí)踐環(huán)節(jié)中只進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，沒有培養(yǎng)探索解決未知問題的能力；此外，實(shí)際工作還要求學(xué)生具備工程計(jì)劃和管理能力、動(dòng)手能力、知識獲取能力、人際交往溝通和協(xié)調(diào)能力以及成果的總結(jié)和展示能力等其他能力，這些能力和素養(yǎng)在以往的教學(xué)環(huán)節(jié)中往往被弱化甚至被忽略，這與行業(yè)對人才的需求嚴(yán)重脫節(jié)。

三、建構(gòu)主義在輪機(jī)工程專業(yè)教學(xué)模式設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

如前所述，在建構(gòu)主義教育理論的深入研究中，開發(fā)出了拋錨式教學(xué)、支架式教學(xué)、隨機(jī)進(jìn)入式教學(xué)、認(rèn)知學(xué)徒教學(xué)策略、社會建構(gòu)教學(xué)策略等教學(xué)方法，教學(xué)過程不再是一個(gè)同步的，而是一個(gè)異步的、發(fā)散式的思維過程，不同的學(xué)生沿著不同的學(xué)習(xí)路徑，完全可以建構(gòu)出相同的結(jié)果。但不同的教學(xué)策略也有其適用范圍，例如，對于學(xué)習(xí)知識點(diǎn)之間具有較強(qiáng)的相似性、學(xué)生學(xué)習(xí)資源充分、也具有工程的完整性的知識，建議采用拋錨式教學(xué)模式；而對于知識點(diǎn)較散、知識前后邏輯連接緊密、理論較深的知識，建議采用支架式教學(xué)模式。當(dāng)然學(xué)習(xí)者和教師也可以根據(jù)需要對不同的學(xué)習(xí)策略進(jìn)行組合以鞏固所學(xué)知識?；谝陨蠈?gòu)主義教學(xué)策略和傳統(tǒng)教學(xué)策略深入分析的基礎(chǔ)上，本文嘗試提出將兩者有機(jī)融合形成可行的船機(jī)維修和制造方向本科教學(xué)模式，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　基于建構(gòu)主義的綜合教學(xué)設(shè)計(jì)模式

1．確定和分析教學(xué)目標(biāo)

分析教學(xué)目標(biāo)是為了確定學(xué)生學(xué)習(xí)的主題即與基本概念、基本原理、基本方法或基本過程有關(guān)的知識內(nèi)容。以“工程材料及其工藝學(xué)”課程為例，教學(xué)目標(biāo)包括：理解金屬學(xué)的原理和基本知識，掌握鋼的熱處理原理和工藝，掌握常用材料(工業(yè)用鋼、鑄鐵、銅及其合金、軸承合金)的分類、牌號、性能和用途等，了解非金屬材料的一般知識以及讓學(xué)生掌握船機(jī)主要零件的材料和關(guān)鍵熱處理，了解金屬材料和典型零件的加工工藝過程等?？梢詫傮w目標(biāo)進(jìn)行分解后成為子目標(biāo)，例如將“理解金屬學(xué)的原理和基本知識”分解為理解金屬材料的性能、理解金屬的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶原理及過程、理解金屬的塑性變形和再結(jié)晶原理及過程、理解合金的構(gòu)造與有關(guān)合金相圖等幾個(gè)子目標(biāo)。

2．將知識點(diǎn)分解并分析知識的特征

對學(xué)習(xí)內(nèi)容做深入分析，明確所需學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)內(nèi)容、知識點(diǎn)類型(陳述性、程序性、策略性知識)、要求知識點(diǎn)掌握程度等，這樣，在后面教學(xué)策略設(shè)計(jì)時(shí)，才能既很好地涵蓋教學(xué)目標(biāo)所定義的知識體系，又能根據(jù)不同的知識類型，將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境嵌入教學(xué)中的不同要素中。例如陳述性知識可以通過學(xué)習(xí)資源的方式提供，而策略性的知識，則可通過設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)活動(dòng)來體現(xiàn)并展開。仍以“工程材料及其工藝學(xué)”課程為例，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分解的“理解金屬的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶原理及過程”子目標(biāo)，分解成知識點(diǎn)并分析其特征，如表1所示。

表1　知識點(diǎn)的分解和知識點(diǎn)特征

3．依據(jù)學(xué)習(xí)者特征確定綜合學(xué)習(xí)策略

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)模式的核心就是教學(xué)目標(biāo)所設(shè)定基于真實(shí)問題情景下的探索、學(xué)習(xí)的過程，就是嘗試解決實(shí)際問題的過程。首先根據(jù)知識點(diǎn)的特性確定不同的教學(xué)策略，由表1可見，除了部分知識點(diǎn)(例如一些基本的概念和組織結(jié)構(gòu)分析)仍采用基于客觀主義的教學(xué)模式，多數(shù)教學(xué)內(nèi)容可以依據(jù)建構(gòu)主義用問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，而不像原來那樣僅充當(dāng)概念、原理的實(shí)例；學(xué)習(xí)是為了解決問題，而不是把解決問題看成是學(xué)習(xí)的一個(gè)應(yīng)用。例如，“細(xì)化晶粒的方法和過程”教學(xué)內(nèi)容可以先引入真實(shí)的工程項(xiàng)目(如船舶柴油機(jī)曲軸材料的制備)，通過提供一套完整的零件圖、材料性能要求以及生產(chǎn)企業(yè)裝備，要求學(xué)生作為制造方提供一套完整的曲軸材料制備方案，包括材料特性分析、工藝流程、影響因素分析、檢測報(bào)告。教師則通過講解晶粒細(xì)化技術(shù)原理、生產(chǎn)裝備、關(guān)鍵工藝控制參數(shù)、流程、操作方法等，提供解決問題的一般原型，從而形成支架式教學(xué)模式。

不同的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)策略均是以問題(或項(xiàng)目、案例、分歧)為核心，建立學(xué)習(xí)“定向點(diǎn)”，然后圍繞這個(gè)“定向點(diǎn)”，通過設(shè)計(jì)“學(xué)習(xí)情景”“學(xué)習(xí)資源”“認(rèn)知工具”“管理和幫助”而展開?！皩W(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)”將問題置于一個(gè)真實(shí)的任務(wù)環(huán)境中，“學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)”提供與問題解決有關(guān)的各種信息資源(包括復(fù)印資料、書刊、文本、圖形、聲音、視頻和動(dòng)畫等)，“認(rèn)知工具設(shè)計(jì)”提供與問題解決有關(guān)的信息查詢硬件和實(shí)驗(yàn)測試硬件，“管理和幫助設(shè)計(jì)”則提供教師和專家?guī)椭椭笇?dǎo)渠道。表2是“工程材料及其工藝學(xué)”課程中“理解金屬的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶原理及過程”部分圍繞各核心知識點(diǎn)提供的情景和資源。

表2　圍繞各核心知識點(diǎn)提供的教育情景和資源

需要注意的是各種教學(xué)策略的適用性關(guān)系并不是截然分離的，而是有一定重復(fù)的，對于同一類型的學(xué)習(xí)任務(wù)，可以采用不同的學(xué)習(xí)策略實(shí)現(xiàn)。教學(xué)設(shè)計(jì)者的任務(wù)就是要在給定的學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)環(huán)境下，選擇和推薦一種主要的學(xué)習(xí)策略，設(shè)計(jì)出最適合的學(xué)習(xí)策略。

4．總結(jié)與強(qiáng)化練習(xí)

為了防止采用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)策略中出現(xiàn)知識碎片化、零散化的弊端，需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)梳理，并對教學(xué)過程進(jìn)行及時(shí)評價(jià)，在“工程材料及其工藝學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐中形成了一套比較好的做法，包括向?qū)W生提供教學(xué)目標(biāo)、核心知識材料、隨堂問卷以及強(qiáng)化知識的練習(xí)題。

5．學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成果評估

評價(jià)意味著根據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)對一個(gè)人或他的業(yè)績所進(jìn)行的一種鑒定或價(jià)值判斷。評價(jià)通常包括形成性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)，它們在教學(xué)過程中起著不同的作用。形成性評價(jià)是在某項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)過程中，為了能更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求、取得更佳的效果而不斷進(jìn)行的評價(jià)，它能及時(shí)了解階段教學(xué)的結(jié)果和學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)展情況和存在問題，因而可據(jù)此及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)工作。總結(jié)性評價(jià)又稱“事后評價(jià)”，一般是在教學(xué)活動(dòng)告一段落后，為了解教學(xué)活動(dòng)的最終效果而進(jìn)行的評價(jià)。學(xué)期末進(jìn)行的各科考試、考核都屬于這種評價(jià)，其目的是檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)業(yè)是否最終達(dá)到各科教學(xué)目標(biāo)的要求。

6．教學(xué)總結(jié)和評估

教師完成一個(gè)學(xué)期的教學(xué)后，依據(jù)學(xué)生參與程度和熱情、對學(xué)生的評估結(jié)果以及各方的反饋，總結(jié)教學(xué)效果以利于課程的不斷完善。通過調(diào)整教學(xué)的策略、完善情景和資源、改進(jìn)考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)水平的不斷提升。

四、結(jié)語

通過引入建構(gòu)主義教學(xué)法，對船機(jī)維修和制造方向本科教學(xué)模式改革進(jìn)行了探索，針對輪機(jī)工程專業(yè)“工程材料及其工藝學(xué)”課程建立了一套基于建構(gòu)主義的綜合教學(xué)模式，為提高學(xué)生積極性、培養(yǎng)學(xué)生能力等方面提供了有益的方法和嘗試。通過今后不斷豐富完善教學(xué)資源和策略，并擴(kuò)展應(yīng)用至輪機(jī)工程其他課程的教學(xué)實(shí)踐中，相信能有效促進(jìn)專業(yè)課程教學(xué)水平的提升。

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中圖分類號：U676.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-8724(2016)01-0029-04

作者簡介：嚴(yán)志軍(1967-),男,教授,博士,主要從事輪機(jī)工程船機(jī)維護(hù)與修理研究。

收稿日期：2015-10-10