学科教育论文-浅谈建构主义学习理论在“电机学”课程中的应用.doc

学科教育论文-浅谈建构主义学习理论在“电机学”课程中的应用论文关键词：建构主义抛锚式教学随机进入教学电机学论文摘要：20世纪90年代以后，由于多媒体计算机和基于Internet的网络通讯技术为建构主义学习环境的实现提供了技术支持，建构主义学习理论在教育界产生了深远的影响。建构主义强调教学应以学生为中心，注重学生的先前经验、知识实现对新知识意义建构的影响。本文在建构主义理论指导下对“电机学”课程的教学设计进行了探索，并辅以抛锚式教学和随机进入教学课例进行说明，“电机学”课程中以“学”为中心的教学设计正是顺应建构主义学习理论的要求而提出来的。建构主义是认知学习理论的重要分支，较为深刻地揭示了人类学习的本质。它强调学习是在一定的情境下、借助他人的帮助，利用学习者已有的知识和新的认知材料，进行意义建构的过程。建构主义教学理论的核心是：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。一、建构主义学习理论根据Jonassen·Peck以及Wilson的观点，建构主义学习环境是一种基于信息技术的新型的学习环境。在这个学习环境中，信息技术为他们提供了一些探索、体验、建构、交谈以及思考的工具，以便他们能够在已有经验的基础上，在与外界信息交互的过程中建构出新的知识。建构主义学习环境下，学生借助一定的情境，通过协作和会话等方式，结合自己的知识经验、心理结构，实现对知识的意义建构。所以，“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是建构主义学习环境的四大要素。1情境创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的情境。教师在课堂上的教学内容应反映真实的社会生活，从生活中取材。源于生活的取材有利于学生用真实的方式应用所学的知识，同时也有利于学生认识到学习的有用性和意义性，从而维持对学习长期的积极性。2协作和会话协作和会话是建构主义学习的重要手段。建构主义学习环境下，学习者在教师的组织下，一起讨论和交流，共同就某一问题找资料、分析资料、提出假设并验证，共同讨论和分享学习成果。这样每个学习者的智慧被学习群体共享，有助于学生用多重的观点来看待知识和信息，从而对知识和信息有一个全面的理解。3意义建构意义建构是建构主义学习的最终目的，是学习者根据自身的经验，通过自己的努力学习，消化、吸收新知识，实现对知识的意义建构。基于建构主义的学习理论，目前已开发出的比较成熟的教学方法有三种：支架式教学、抛锚式教学和随机进入教学。每一种教学方法都是围绕建构主义学习的基本特征进行设计的，下面以“电机学”课程为例，谈谈其在建构主义理论指导下的教学探索与尝试。二、建构主义指导下的抛锚式教学课例抛锚式教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习)，而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。下面以“电机学”课程中“旋转磁场”为例来说明抛锚式教学设计的主要过程：1设计真实“宏观情境”的“锚”旋转磁场是学习交流电机的难点，其概念和内容十分抽象，直观性差，教师很难用言语进行描述，造成学生在学习时有畏难情绪。考虑到学生的基础，我们决定通过演示实验来给学生设计一个“锚”，以激发学生探求新知识的兴趣和动机，为突破难点提供良好的情境。我们抛“锚”的过程分三步：(1)装有旋转蹄形磁铁两极中间放置了一个小磁针，让学生观察要想让小磁针转动必须要让蹄形磁铁绕着小磁针旋转，当蹄形磁铁围着小磁针转动时，小磁针也随着转动，这个原理很容易被学生理解。(2)接着我们把中间的小磁针换成能够自由旋转的小鼠笼转子，告诉学生注意观察磁铁和转子之间没有任何机械联接，接着我们对该试验装置进行了正转、反转，快速、慢速旋转的演示，提示学生注意观察现象；老师演示完后，让学生总结实验现象，学生通过仔细观察和合作讨论，得出以下结论：磁铁正向旋转时，鼠笼就会跟着正向旋转；磁铁反转时，鼠笼就会跟着反转；磁铁转得快，鼠笼也转得快，反之则慢下来。(3)最后我们把购置的旋转磁场演示仪拿出来，这个演示仪在和刚才的实验装置不同仅在于把外面的蹄形磁铁换成了三相对称绕组，里面同样是没有任何机械联接的鼠笼转子，我们给三相绕组通电，让学生观察其现象，学生会惊奇地发现鼠笼转子也旋转起来了。从而老师抛出“锚”：为什么转子会旋转?通过三个演示实验很好地发展了学生的知识迁移能力，让他们学会类比思考，进而导人新课，让学生多通过感性认识来上升到理论认识，把学生引人了一个求知探索的情境。2围绕“锚”组织教学抛锚以后，教师围绕这个“锚”组织教学，不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供鹪决该问题的有关线索。我们在课题上给学生提供波形图、剖面图、绕组接线图以及旋转磁场CAI课件，通过这些资料，结合三个演示实验，学生在探究中慢慢悟出了鼠笼转子之所以转起来是因为“旋转磁场”的产生，这些资料既可以让学生明白三相绕组在空间的连接关系，也可以从多个层面对电机的结构有一个立体的认识，为以后学习三相异步电动机的结构、绕组展开图打下基础。整个教学过程都在学生的自主学习和合作学习的过程中进行，我们鼓励学生自己通过演示实验发现解决问题的方法，收集信息、合作讨论，最后由学生对“旋转磁场产生的条件”进行总结。同时教师还可对“锚”进一步拓展：如何改变旋转磁场的转向?旋转磁场转速的快慢由什么因素决定?“锚”使学生在解决问题中学习，在动手实践中学习，在这一阶段，我们有意识地引导学生对解决问题的方案进行概括、总结和评价，即进行“意义建构”，找出知识间的内在联系，通过新旧知识间的相互作用来“生成”自己的知识。3消解具体的“锚”师生交互，评价矫正。教师针对学生自主学习和协作学习得出的“锚”问题和拓展性问题的探究结果进行评价、释疑，由该过程可以直接反映出学生的学习效果。它往往不需要进行独立于教学过程的专门测验，只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。抛锚式教学不仅是为了让学生能够解决“锚”中的问题，更重要的是要让学生通过教学自主地完成学习目标，自主地解决复杂背景中的真实问题，以及自主地与他人合作交流。抛锚式教学注重引导学生通过观察，激励学生积极思考，尽可能地让学生运用已学过的电学、磁学知识主动地去解决新问题，教师在适当的时候作点拨、启发、梳理、归纳、概括。通过“锚”的设计和拓展，有效突破了教学重点和难点，实践证明这样的教学模式既有利于学生主动构建新知识，又有利于学生思维能力(批判性思维、问题解决、决策能力和创新能力)的发展。三网络环境下的随机进入教学课例随着网络技术、多媒体技术日臻成熟，现代教育技术已悄然向第三阶段网络教学过渡。与传统的课堂教学相比，网络教学具有丰富的信息资源、网状的信息呈现方式、时空开放性和广泛的交互性等特点，这些特点为创建建构主义的学习环境提供了理想的条件。把建构主义与网络教学结合起来，建立以学习者为中心的网络教学模式，正在得到迅速发展。“随机进入式教学”指学习者对同一学习内容，在不同的时间、不同的环境下，带着不同的目的采取不同的方式进行学习，从而获得多方面的认识和理解。显然，学习者通过多次“进同一教学内容将能达到对该知识内容比较全面而深入的掌握。这种多次进入，绝不是像传统教学中那样，只是为巩固一般的知识、技能而实施的简单重复。这里的每次进入都有不同的学习目的，都有不同的问题侧重点。因此多次进入的结果，绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固，而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进入教学的基本思想源自建构主义学习理论的一个新分支“弹性认知理论”。这种理论的宗旨是要提高学习者的理解能力和他们的知识迁移能力(即灵活运用所学知识的能力)。随机进入教学法强调以学生为中心，强调情境教学，强调学生的自我学习，