基于建构主义理论的《建筑制图》“绪论”教学设计

王丹 吴艳华 袁媛 赵玮

摘要：针对《建筑制图》课程教学常见问题，根据建构主义学习观和教学观提出改进办法，并以“绪论”课教学为例，详细阐述了建构主义理论指导下的“绪论”课程教学设计。实践证明，与传统授课方式相比，学生工程图学素质和意识均有了很大提升。本文提出的方法对建筑制图教学是行之有效的，对机械制图类教学亦可触类旁通。

关键词：图学；建构主义；教学设计；建筑

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0102-04

一、建构主义教学理论

20世纪60年代，瑞士教育心理学家皮亚杰提出建构主义教学理论。20世纪90年代，建构主义教学理论传入我国。作为认知主义的进一步发展，该理论提出的学习观、教学观在我国教育界备受推崇。

（一）建构主义学习观

建構主义学习观认为学习过程并不是简单地把新知识、新信息从外界搬到记忆中的过程，而是学习者在自己原有的知识经验及认知策略上对新知识、新信息的意义建构。学习者以现有的知识经验为基础，通过与外界的相互作用来建构对新知识的理解与领悟。学习者是学习过程的主体，是新知识的主动建构者。

学习过程包含两方面的建构，一是学习者对新知识的建构；二是学习者在学习过程中对原有知识经验的深化和改造。这两方面的建构其实是统一的。学习者在建构新知识的过程中会涉及对原有的知识内容体系的重组、改造，学习是新信息与学习者原有知识经验相互作用、相互影响的过程，而不是学习者简单、单向地接受新输入的信息。在建构新的知识体系的过程中，当新信息与学习者原有的知识内容体系融合度较髙时，学习过程处于一种相对平衡的状态，随着新信息及知识点的深化及复杂程度的提高，这一平衡被打破，学习过程进入一种不平衡的状态，在这一状态下，学习者要利用其习惯的认知模式对新知识进行加工、吸收重组，并将新旧信息再次进行融合达到更高一级的新的平衡状态，整个认知过程就在一种“平衡—不平衡—平衡”的过程中循环进行。

（二）建构主义教学观

建构主义教学观强调学生是认知主体，是意义的主动建构者，所以是把学生对知识的意义建构作为整个学习过程的最终目标。因而，教学设计通常不是从分析教学目标开始，而是从如何创设有利于学生意义建构的情境开始，整个教学设计紧紧围绕“意义建构”这个中心而展开。建构主义教学观同时认为学习是一种共同体行为，建构主义学习应该是一种社会性、交互性的协作学习。由于学习者自身是意义建构的主体，而每个人对事物的理解与看法都不尽相同，要想对一个事物有较为全面深入的了解，只有通过协作式学习。所以，建构主义理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素：老师和学生、学生和学生通过在一定的“情境”中互相“协作”和“会话”，从而完成对“意义的建构”。在整个教学过程中由教师利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。在这一动态过程中，学习者是中心，是主体，但一个个的学习个体需要共同协作、互相帮助来完成对新的意义的更为全面的建构。在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。

二、建构主义理论对《建筑制图》课程教学的启示

（一）《建筑制图》课程教学现状

《建筑制图》是工科专业一门重要的工程技术基础课程，其主要任务是培养学生“利用图形来交流设计思想”的工程图学素质。课程通过对基本投影理论、国家标准、专业制图和计算机绘图等四个部分的学习，着力于培养学生读图、绘图的综合表达能力以及在工程设计方面所应具备的创新精神和开拓能力。但是，作为专业基础课，课程一般在大一下学期或大二上学期开设。学生正在进行或者刚刚完成数学、英语和物理等基础课程的学习，对自己即将开始的专业学习缺乏了解，头脑中没有最基本的工程概念，致使学生学习的重点主要放在投影理论和制图技能上，从而忽视了工程实践能力和创新能力的锻炼。许多学生仅以画得一手漂亮的图样而感到自豪，可是当他们走向工作实践后却发现，真正的制图能力，往往是结合了形象思维构思表达、工程意识和创造设计的综合能力。

（二）建构主义理论对《建筑制图》课程教学的启示

建构主义认为学习不是一个单纯的记忆教师讲授内容的过程，而是在个人原有知识体系的基础之上，结合自身的体验，建构新知识并将其纳入原本知识体系，实现新的平衡的一个过程。在这个过程中，教师的作用不再是单纯地讲述新知识，而应该是学生知识建构的帮助者和促进者。教师通过合理的教学设计，首先向学生提出新问题；然后引导学生利用自身的经验进行思考和建构，教师不能告诉学生建构什么和怎样建构，但教师可阻止学生建构教师认为无用的概念，而建构那些教师从自身经验出发认为应该建构的概念。在这个过程中，教师还可以组织学生之间的协作式学习；最终引导学生解决问题，实现新知识的意义建构。

在《建筑制图》课程的教学过程中，低年级学生虽然缺乏基本的工程概念和工程意识，对课程学习不利，但他们对周围各式各样的建筑环境并不陌生。因此，根据建构主义理论，可以从学生熟悉的环境和事物出发，通过设计一定的问题情境，使学生明白理论问题的学习与工程实践的密切关系，并通过引导，初步培养学生的工程概念。接着结合之前学过的知识，也就是结合学生自身的经验，通过师生之间和学生之间的协作与会话，一步步帮助他们思考寻找解决问题的办法，这个过程也就是建构新知识的过程。最后形成大家都可以接受的结论，再回归之前设定的问题情境，解决问题，从而完成对新知识的意义建构（如图1所示）。下面以绪论课为例，阐述建构主义理论指导下的“绪论”课程教学设计。

三、建构主义理论指导下的“绪论”课程教学设计

“绪论”课是一门课程的开山之作，绪论课的呈现效果直接影响学生对这门课程的感觉与学习热情。传统绪论课一般是按部就班地讲述课程性质、特点、要求和学习方法等，既枯燥也不能给学生提供对课程的直观印象，对学生的课程学习不利。为了提高学生的学习热情和教学效果，本文基于建构主义理论重新思考了《建筑制图》“绪论”的课程教学设计。

绪论课主要应该解决三个方面的问题：一是课程教学目标，即这是一门什么样的课？它在大学四年学习中处于怎样的地位，以及与前后课程的衔接。二是课程教学内容，即这门课将要学习哪些内容？教师通过对这些内容的介绍，使学生了解课程概况以及学习目标和重难点。三是课程学习方法，即怎样才能学好这门课？介绍这门课程的学习方法。

（一）课程教学目标

为了让学生理解课程目标，首先提问：在我们的生活中，到处都是建筑（此处可以适当展示一些漂亮建筑的图片）。大家可以想一想，这一栋栋的建筑是怎样建造出来的呢？建筑物的建造需要经历几个阶段？学生们会有各种各样的反馈。这时告诉大家，一般建筑物的建造都要经过立项、设计和施工三个阶段（如图2所示）。

接着引导大家思考和讨论，在工程设计阶段，设计师头脑中有了对建筑的精美绝伦的设计，通过什么方式来表达自己的设计思想呢？要想把一栋庞大的建筑表达清楚，语言文字显得那么苍白无力，所以必须通过图纸来进行表达。同时，施工人员在指导施工的时候，也要根据设计人员绘制的图纸，一砖一瓦地将其建造出来。由此可见，图纸在建筑物的建造过程中有着不可替代的作用。所以说，图纸是工程师的语言。

再提问：这两个“图纸”（如图2所示）有什么不同？设计阶段的图纸是设计师将自己头脑中的设计思想用图纸的形式表达出来，是一个绘图的过程；施工阶段的图纸是施工组织人员根据设计师绘制的图纸指导施工人员将建筑物建造出来，是一个读图的过程。

图纸和我们的课程又有什么关系呢？《建筑制图》这门课程就是教授大家“读图”和“绘图”的，通过这门课程的学习，使大家具备最基本的读图和绘图的能力，为后续专业课程的学习和将要从事的工程相关工作打下基础。这就引出了课程教学目标。

通过引入建筑物建造过程的情境，又通过师生之间和生生之间的协作和会话，学生初步认识了图纸的概念，理解了工程图纸的作用，也可以说实现了“图纸”的意义建构。学生在建构“图纸”意义的过程中，借助头脑中原有的对建筑和图的概念认知，与新信息“工程图纸”的概念发生了碰撞、重组，最终达到了“建筑—工程图纸”的概念融合，从而深刻认识了工程图纸的交流表达作用，并了解了课程教学目标。

（二）课程教学内容

课程教学内容主要包括投影理论、国家标准、专业制图和制图工具四个部分。为了引入教学内容，针对每一部分内容设置对应的情境（如图3所示）。

在“投影理论”部分，学生已经构建了工程图纸的概念，但是建筑是三维的立体，图纸是二维的平面，怎样用二维的图纸表达三维的建筑形体呢？而且这种表达必须是精确的，不能有一丝一毫的偏差，否则将可能酿成重大工程事故。引导学生进行讨论，并结合学生的讨论引入投影的概念，向大家介绍常用的几种投影方法以及各自在工程中的应用。并通过比较几种投影方法的优劣，指出正投影法是工程表达的基本方法，也是我们课程学习的重点。从而，通过情境、会话和协作，帮助学生建构“投影理论”的概念。

在“国家标准”部分，首先提出学生已经建构的观点：图纸是工程师的语言。语言就要担负交流工具的职责，图纸需要达到怎样的要求才能实现交流呢？比如，一个四川人和一个广东人说的虽然都是中国话，可是他们可以顺畅地交流吗？只有都说普通话，才能实现顺利地交流。图纸也是一样，虽然工程图纸都是采用相同的投影方法进行绘制，但是，建筑是一个庞大的综合体，建筑的表达不可能完全与实践相同。很多构配件都要利用图例来表示，图线和尺寸标注等都需要一个统一的标准，所以图纸的绘制需要一个统一的标准，这就是“国家标准”。利用学生非常熟悉的语言概念引入情境，再引导学生结合生活事例理解建立国家标准的必要性，使得学生顺理成章地构建“国家标准”的概念，并顺带认识了国家标准包含的内容。

在“专业制图”部分设置情境：一栋建筑到底需要具有什么才能达到居住舒适性的要求呢？学生们从自身出发，提出了五花八门的需求。这些需求怎样才能实现呢？通过讨论帮助学生认识到现代建筑除了遮风挡雨的功能以外，还要满足安全性、实用性和舒适性的要求。因而建筑设计需要不同专业设计人员的协同合作才能完成，也就自然而然有了不同专业的图纸。从学生自身的生活经验出发设置情境，结合讨论与思考，帮助学生构建“专业制图”的基本概念。并通过展示不同专业的图纸，帮助学生认识不同专业之间图纸的区别与联系，并初步树立各个工程类专业之间分工协作的工程观念。同时也加强了学生对自己将要学习的专业和从事的工作的了解，提高学生的工程素质。

在“绘图工具部分”，利用青年人好奇心重的心理特点，带领学生追溯古代建筑制图的成就和绘图工具的演变，从战国中山国王墓出土的青铜器到公元1100年北宋的《营造法式》，从尺规作图到计算机二维绘图再到三维建模和今天的BIM，呈现给学生一个广袤的思维空间（如图4所示）。既带领学生了解了建筑制图的历史与辉煌，同时也向学生展示了未来工程设计的发展方向，引导他们按照自己的兴趣去探索未知的领域。

根据建构主义基本理论，通过一步步的情境设计，结合学生实践经验的讨论和思考，既让学生认识了解了课程主要内容，又帮助学生初步完成了“建筑制图”的意义建构，树立了“工程师”角色的荣誉感和责任感。在这个过程中，一定要让学生成为知识意义的主动建构者，教师是意义建构的帮助者、促进者。教师设立情境、组织协作与会话一定要从学生自身实践经验出发，不能以老师的知识经验代替学生的思考和讨论，否则，不能实现真正的意义建构。

（三）课程学习方法

不同的学习内容需要采取不同的学习方法，课程内容介绍完毕以后，学生们可以根据自己对内容的初步理解提出自己的看法，教师主要负责引导。这个过程是对学习方法的探讨，更是意义建构的深化，也是课程教授效果的试金石（如图5所示）。

四、结语

建构主义理论以学生为中心进行教学组织与讲授，通过情境设计、协作与会话和意义建构几个步骤，帮助学生实现从单方面接受灌输到主动学习的动机转变，提高了课堂参与度，学习效果也得到很大提升。采用本文介绍的课程教学设计方法，作者参加了全国高校中青年骨干教师图学与机械课程示范教学与创新教学法观摩竞赛，获得了一等奖，课程改革成果也得到了与会专家的认可。

本文主要介绍基于建构理论的绪论课的教学设计，在《建筑制图》课程其他部分，这种方法同样适用，不再一一赘述。针对我校2015级学生采用本文介绍的方法进行了教学改革实践，与传统授课方式相比，学生图纸读绘能力和工程素质均有了很大提升，课程结业成绩也有了一定程度的进步。实践证明，本文提出的方法对《建筑制图》教学是行之有效的，对机械制图类教学亦可触类旁通。

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