淺談建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在“電機學(xué)”課程中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在“電機學(xué)”課程中的應(yīng)用</p><p>　　論文關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義　拋錨式教學(xué)　隨機進入教學(xué)　電機學(xué) </p><p>　　論文摘要：20世紀(jì)90年代以后，由于多媒體計算機和基于Internet的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的實現(xiàn)提供了技術(shù)支持，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教育界產(chǎn)生了深遠的影響。建構(gòu)主義強調(diào)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，注重學(xué)生的先前經(jīng)驗、知識實現(xiàn)

2、對新知識意義建構(gòu)的影響。本文在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下對“電機學(xué)”課程的教學(xué)設(shè)計進行了探索，并輔以拋錨式教學(xué)和隨機進入教學(xué)課例進行說明，“電機學(xué)”課程中以“學(xué)”為中心的教學(xué)設(shè)計正是順應(yīng)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的要求而提出來的。 </p><p>　　建構(gòu)主義是認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的重要分支，較為深刻地揭示了人類學(xué)習(xí)的本質(zhì)。它強調(diào)學(xué)習(xí)是在一定的情境下、借助他人的幫助，利用學(xué)習(xí)者已有的知識和新的認(rèn)知材料，進行意義建構(gòu)的過程。建構(gòu)主義教學(xué)理

3、論的核心是：以學(xué)生為中心，強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識意義的主動建構(gòu)。 </p><p>　　一、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論 </p><p>　　根據(jù)Jonassen·Peck以及Wilson的觀點，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境是一種基于信息技術(shù)的新型的學(xué)習(xí)環(huán)境。在這個學(xué)習(xí)環(huán)境中，信息技術(shù)為他們提供了一些探索、體驗、建構(gòu)、交談以及思考的工具，以便他們能夠在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在與外界

4、信息交互的過程中建構(gòu)出新的知識。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生借助一定的情境，通過協(xié)作和會話等方式，結(jié)合自己的知識經(jīng)驗、心理結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對知識的意義建構(gòu)。所以，“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素。 </p><p><b>　　1．情境 </b></p><p>　　創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)的、盡可能真實的情境。教師在課堂上的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)反映真

5、實的社會生活，從生活中取材。源于生活的取材有利于學(xué)生用真實的方式應(yīng)用所學(xué)的知識，同時也有利于學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)的有用性和意義性，從而維持對學(xué)習(xí)長期的積極性。 </p><p><b>　　2．協(xié)作和會話 </b></p><p>　　協(xié)作和會話是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的重要手段。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者在教師的組織下，一起討論和交流，共同就某一問題找資料、分析資料、提出假設(shè)并驗證

6、，共同討論和分享學(xué)習(xí)成果。這樣每個學(xué)習(xí)者的智慧被學(xué)習(xí)群體共享，有助于學(xué)生用多重的觀點來看待知識和信息，從而對知識和信息有一個全面的理解。 </p><p><b>　　3．意義建構(gòu) </b></p><p>　　意義建構(gòu)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的最終目的，是學(xué)習(xí)者根據(jù)自身的經(jīng)驗，通過自己的努力學(xué)習(xí)，消化、吸收新知識，實現(xiàn)對知識的意義建構(gòu)。 </p><p&g

7、t;　　基于建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，目前已開發(fā)出的比較成熟的教學(xué)方法有三種：支架式教學(xué)、拋錨式教學(xué)和隨機進入教學(xué)。每一種教學(xué)方法都是圍繞建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的基本特征進行設(shè)計的，下面以“電機學(xué)”課程為例，談?wù)勂湓诮?gòu)主義理論指導(dǎo)下的教學(xué)探索與嘗試。 </p><p>　　二、建構(gòu)主義指導(dǎo)下的拋錨式教學(xué)課例 </p><p>　　拋錨式教學(xué)要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎(chǔ)上。確定這類真實事件

8、或問題被形象地比喻為“拋錨”，因為一旦這類事件或問題被確定了，整個教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進程也就被確定了(就像輪船被錨固定一樣)。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者要想完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，即達到對該知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗(即通過獲取直接經(jīng)驗來學(xué)習(xí))，而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關(guān)于這種經(jīng)驗的介紹和講解。下面以“電機學(xué)”課程中“旋轉(zhuǎn)磁場”為例來說明拋錨式

9、教學(xué)設(shè)計的主要過程： </p><p>　　1．設(shè)計真實“宏觀情境”的“錨” </p><p>　　旋轉(zhuǎn)磁場是學(xué)習(xí)交流電機的難點，其概念和內(nèi)容十分抽象，直觀性差，教師很難用言語進行描述，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)時有畏難情緒?？紤]到學(xué)生的基礎(chǔ)，我們決定通過演示實驗來給學(xué)生設(shè)計一個“錨”，以激發(fā)學(xué)生探求新知識的興趣和動機，為突破難點提供良好的情境。我們拋“錨”的過程分三步：(1)裝有旋轉(zhuǎn)蹄形磁鐵兩極中間

10、放置了一個小磁針，讓學(xué)生觀察要想讓小磁針轉(zhuǎn)動必須要讓蹄形磁鐵繞著小磁針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)蹄形磁鐵圍著小磁針轉(zhuǎn)動時，小磁針也隨著轉(zhuǎn)動，這個原理很容易被學(xué)生理解。(2)接著我們把中間的小磁針換成能夠自由旋轉(zhuǎn)的小鼠籠轉(zhuǎn)子，告訴學(xué)生注意觀察磁鐵和轉(zhuǎn)子之間沒有任何機械聯(lián)接，接著我們對該試驗裝置進行了正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，快速、慢速旋轉(zhuǎn)的演示，提示學(xué)生注意觀察現(xiàn)象；老師演示完后，讓學(xué)生總結(jié)實驗現(xiàn)象，學(xué)生通過仔細(xì)觀察和合作討論，得出以下結(jié)論：磁鐵正向旋轉(zhuǎn)時，鼠籠就會跟著

11、正向旋轉(zhuǎn)；磁鐵反轉(zhuǎn)時，鼠籠就會跟著反轉(zhuǎn)；磁鐵轉(zhuǎn)得快，鼠籠也轉(zhuǎn)得快，反之則慢下來。(3)最后我們把購置的旋轉(zhuǎn)磁場演示儀拿出來，這個演示儀在和剛才的實驗裝置不同僅在于把外面的蹄形磁鐵換成了三相對稱繞組，里面同樣是沒有任何機械聯(lián)接的鼠籠轉(zhuǎn)子，我們給三相繞組通電，讓學(xué)生觀察其</p><p>　　2．圍繞“錨”組織教學(xué) </p><p>　　拋錨以后，教師圍繞這個“錨”組織教學(xué)，不是由教師直接告訴

12、學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供鷦決該問題的有關(guān)線索。我們在課題上給學(xué)生提供波形圖、剖面圖、繞組接線圖以及旋轉(zhuǎn)磁場CAI課件，通過這些資料，結(jié)合三個演示實驗，學(xué)生在探究中慢慢悟出了鼠籠轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)起來是因為“旋轉(zhuǎn)磁場”的產(chǎn)生，這些資料既可以讓學(xué)生明白三相繞組在空間的連接關(guān)系，也可以從多個層面對電機的結(jié)構(gòu)有一個立體的認(rèn)識，為以后學(xué)習(xí)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、繞組展開圖打下基礎(chǔ)。整個教學(xué)過程都在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的過程中

13、進行，我們鼓勵學(xué)生自己通過演示實驗發(fā)現(xiàn)解決問題的方法，收集信息、合作討論，最后由學(xué)生對“旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件”進行總結(jié)。同時教師還可對“錨”進一步拓展：如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向?旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的快慢由什么因素決定?“錨”使學(xué)生在解決問題中學(xué)習(xí)，在動手實踐中學(xué)習(xí)，在這一階段，我們有意識地引導(dǎo)學(xué)生對解決問題的方案進行概括、總結(jié)和評價，即進行“意義建構(gòu)”，找出知識間的內(nèi)在聯(lián)系，通過新舊知識間的相互作用來“生成”自己的知識。 </p>

14、<p>　　3．消解具體的“錨” </p><p>　　師生交互，評價矯正。教師針對學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)得出的“錨”問題和拓展性問題的探究結(jié)果進行評價、釋疑，由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。它往往不需要進行獨 </p><p>　　立于教學(xué)過程的專門測驗，只需在學(xué)習(xí)過程中隨時觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可。拋錨式教學(xué)不僅是為了讓學(xué)生能夠解決“錨”中的問題，更重要的是要讓學(xué)生通過

15、教學(xué)自主地完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，自主地解決復(fù)雜背景中的真實問題，以及自主地與他人合作交流。 </p><p>　　拋錨式教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生通過觀察，激勵學(xué)生積極思考，盡可能地讓學(xué)生運用已學(xué)過的電學(xué)、磁學(xué)知識主動地去解決新問題，教師在適當(dāng)?shù)臅r候作點撥、啟發(fā)、梳理、歸納、概括。通過“錨”的設(shè)計和拓展，有效突破了教學(xué)重點和難點，實踐證明這樣的教學(xué)模式既有利于學(xué)生主動構(gòu)建新知識，又有利于學(xué)生思維能力(批判性思維、問題解決、決策能力

16、和創(chuàng)新能力)的發(fā)展。 </p><p>　　三　網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的隨機進入教學(xué)課例 </p><p>　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)日臻成熟，現(xiàn)代教育技術(shù)已悄然向第三階段——網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過渡。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相比，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有豐富的信息資源、網(wǎng)狀的信息呈現(xiàn)方式、時空開放性和廣泛的交互性等特點，這些特點為創(chuàng)建建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了理想的條件。把建構(gòu)主義與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合起來，建立以學(xué)習(xí)者為中心的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模

17、式，正在得到迅速發(fā)展。 </p><p>　　“隨機進入式教學(xué)”指學(xué)習(xí)者對同一學(xué)習(xí)內(nèi)容，在不同的時間、不同的環(huán)境下，帶著不同的目的采取不同的方式進行學(xué)習(xí)，從而獲得多方面的認(rèn)識和理解。顯然，學(xué)習(xí)者通過多次“進同一教學(xué)內(nèi)容將能達到對該知識內(nèi)容比較全面而深入的掌握。這種多次進入，絕不是像傳統(tǒng)教學(xué)中那樣，只是為鞏固一般的知識、技能而實施的簡單重復(fù)。這里的每次進入都有不同的學(xué)習(xí)目的，都有不同的問題側(cè)重點。因此多次進入的結(jié)果

18、，絕不僅僅是對同一知識內(nèi)容的簡單重復(fù)和鞏固，而是使學(xué)習(xí)者獲得對事物全貌的理解與認(rèn)識上的飛躍。隨機進入教學(xué)的基本思想源自建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一個新分支——“彈性認(rèn)知理論”。這種理論的宗旨是要提高學(xué)習(xí)者的理解能力和他們的知識遷移能力(即靈活運用所學(xué)知識的能力)。 </p><p>　　隨機進入教學(xué)法強調(diào)以學(xué)生為中心，強調(diào)情境教學(xué)，強調(diào)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)，強調(diào)對學(xué)習(xí)環(huán)境而非教學(xué)環(huán)境的設(shè)計，強調(diào)利用各種信息資源來支持“學(xué)”而非

19、支持“教”。我們以“電機學(xué)”課程中的“新型電機”為例，介紹網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的隨機進入教學(xué)設(shè)計。 </p><p>　　“電機學(xué)”課程由于課時壓縮的緣故，在以往的課堂教學(xué)中，往往只注重原理講解，而忽視各種電機的具體應(yīng)用及新型、特殊電機的了解。近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，一些新型電機相繼出現(xiàn)，并迅速在工業(yè)和民用產(chǎn)品中大量使用，如直流無刷電機、開關(guān)磁阻電機、直線電機、超聲波電機等等，在以往的教學(xué)中我們幾乎沒有涉及這些新技

20、術(shù)，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生往往囿于理論范疇，跟不上科技前沿動態(tài)的發(fā)展，適應(yīng)不了社會的需求。我們擬通過隨機進入教學(xué)模式充分彌補這一課堂教學(xué)的不足。具體步驟是： </p><p>　　1．呈現(xiàn)基本情境(演示型) </p><p>　　在各種普通電機原理的講解結(jié)束后，向?qū)W生呈現(xiàn)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題“各種新型電機”的基本內(nèi)容相關(guān)的情境，老師在課堂上利用很短的時間向?qū)W生播放一些新型電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用的

21、視頻材料，隨機而自然地把學(xué)生引入專業(yè)知識領(lǐng)域，引起學(xué)生求知的興趣。學(xué)生的學(xué)習(xí)探究會一步一步地深入，從而產(chǎn)生迫不及待地想了解真相的學(xué)習(xí)動機。 </p><p>　　2．隨機進入學(xué)習(xí)(網(wǎng)絡(luò)型) </p><p>　　學(xué)生通過網(wǎng)站上網(wǎng)學(xué)習(xí)，可以任意選擇一種新型電機，進入學(xué)習(xí)內(nèi)容，在教學(xué)網(wǎng)站上建立了“新型電機”學(xué)習(xí)專欄，里面有大量各類新型電機的圖片資料以及相關(guān)網(wǎng)站鏈接，學(xué)生選取自己感興趣的內(nèi)容查看

22、并學(xué)習(xí)，在此過程中發(fā)展了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。 </p><p><b>　　3．思維發(fā)展訓(xùn)練 </b></p><p>　　在網(wǎng)站“新型電機”專欄的內(nèi)容設(shè)置上，注意發(fā)展學(xué)生的思維能力特別是學(xué)生的發(fā)散性思維。例如在網(wǎng)站內(nèi)容的設(shè)置上，采取問題式體系：你知道這種新型電機的應(yīng)用領(lǐng)域嗎?你知道其原理和傳統(tǒng)的電機有何不同嗎?你知道它們的結(jié)構(gòu)特殊在什么地方嗎等等。網(wǎng)站發(fā)布的圖片基本

23、是關(guān)于這種新型電機的應(yīng)用領(lǐng)域，而鏈按的網(wǎng)站則介紹了其原理結(jié)構(gòu)等，學(xué)生通過對這些材料進行學(xué)習(xí)，同時自己在網(wǎng)絡(luò)上查找一些相關(guān)的資料。根據(jù)這些“問題”作為主線把很多雜亂的材料在頭腦里面組織起來，形成了自己對知識的初步認(rèn)識。每進入一種新型電機的學(xué)習(xí)情境中，都可以激發(fā)其興趣，動力在于探究出新型電機的原理、結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電機的區(qū)別，不僅從另一個側(cè)面再次鞏固了傳統(tǒng)電機的相關(guān)知識，也學(xué)習(xí)了許多新型電機的知識。 </p><p>　　

24、4．小組協(xié)作學(xué)習(xí)(網(wǎng)上論壇) </p><p>　　采取小組協(xié)作的學(xué)習(xí)方式，可展開面對面的討論，也可利用網(wǎng)上BBS或網(wǎng)上論壇對所獲得的認(rèn)識展開小組討論。在討論中，每個學(xué)生的觀點在和其他學(xué)生以及教師一起建立的社會協(xié)商環(huán)境中受到考察、評論，同時每個學(xué)生也對別人的觀點、看法進行思考并作出反映。小組和集體的協(xié)作與競爭滿足了學(xué)生的表現(xiàn)欲，培養(yǎng)了獨立合作、競爭的意識，并具有一定深度的解決問題的能力，同時通過協(xié)作、討論加深了對

25、知識的進一步了解，形成了比較深刻的印象。 </p><p><b>　　5．學(xué)習(xí)效果評價 </b></p><p>　　包括自我評價與小組評價，學(xué)生在形成協(xié)作小組后，要求學(xué)生以小組為單位，對自己所學(xué)習(xí)的這種新型電機的相關(guān)材料進行組織，形成一個ppt的課件并發(fā)布到網(wǎng)站上，可用網(wǎng)絡(luò)教室管理軟件轉(zhuǎn)播學(xué)生的課件投影到大屏幕上，讓全班同學(xué)一起評價’教師也可通過網(wǎng)絡(luò)教室管理軟件對

26、學(xué)生實行適時監(jiān)控和評價。 </p><p>　　這樣只需要老師在課堂上創(chuàng)設(shè)一個情境，引導(dǎo)學(xué)生在課后利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)或者協(xié)作學(xué)習(xí)，不僅讓學(xué)生學(xué)到了知識，也適應(yīng)了課時壓縮的需要。整個教學(xué)過程都是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與課堂教學(xué)的結(jié)合中完成，通過學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與老師之間的互助協(xié)作完成，教學(xué)效果非常好。同時，學(xué)生在完成一種新型電機的學(xué)習(xí)任務(wù)之后，還可以再次隨機進入另一種電機的學(xué)習(xí)。以隨機進入教學(xué)法組織教學(xué)案例的最終目的是為了促

27、進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生能夠主動地獲取科學(xué)知識，理解科學(xué)本質(zhì)，形成一定的科學(xué)探究能力以及科學(xué)的態(tài)度和價值觀，并發(fā)展創(chuàng)新精神。 </p><p>　　四、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境中教師職能的轉(zhuǎn)變 </p><p>　　實踐證明，建構(gòu)主義指導(dǎo)下的“電機學(xué)”課程教學(xué)設(shè)計其優(yōu)勢是明顯的。其設(shè)計理念是以培養(yǎng)學(xué)生思維和能力作為教學(xué)的目的，教師逐漸把解決問題的主動權(quán)交給學(xué)生，課堂教學(xué)注重使學(xué)生主動建構(gòu)自己的

28、知識體系，能夠自行將知識進行連接，能夠通過知識的遷移和能力的內(nèi)化，形成屬于自己的分析問題和解決問題的能力。 </p><p>　　用建構(gòu)主義指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計和教學(xué)過程，強調(diào)以學(xué)生為中心，并非否認(rèn)和忽略了教師的主導(dǎo)作用。建構(gòu)主義認(rèn)為教師的作用是幫助學(xué)生建構(gòu)知識，幫助學(xué)生形成和檢驗觀點，得出結(jié)論，在合作的學(xué)習(xí)環(huán)境中匯集和傳遞知識，因此教師是由“信息的傳播者”向“意義建構(gòu)的協(xié)助者”轉(zhuǎn)變。教師要成為學(xué)生建構(gòu)意義的幫助者，要能

29、夠起到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動機的作用；要通過創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情境和提示新舊知識之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識的意義；為了使意義建構(gòu)更有效，教師應(yīng)在可能的條件下組織協(xié)作學(xué)習(xí)，并對協(xié)作學(xué)習(xí)過程進行引導(dǎo)使之朝有利于意義建構(gòu)的方向發(fā)展。由此可見，在意義建構(gòu)的過程中，教師的責(zé)任不是減輕了’而是加重了，其主導(dǎo)作用更突出教師對整個學(xué)習(xí)過程的組織、安排、引導(dǎo)和調(diào)控，對意義建構(gòu)能否實現(xiàn)非常重要。只要充分意識到這一點，協(xié)調(diào)好