基于构建主义的思维可视化教学方法应用探讨

李章彦

摘 要 随着数字化工具在课堂中的应用，课堂教学形式也随之产生了巨大的改变。这在一定程度上为新的教学形式提供了多种选择，也对传统课堂教学产生了新的挑战。本文在构建主义教学模式的基础上，以《土木工程制图》课程为例，利用三维绘图软件为课堂小组创设情境，将学生思维可视化，提升课堂小组的活跃性与参与度，为枯燥而又抽象的课程知识生成意义构建，真正建立学习内容的认知结构。

关键词 构建主义;思维可见化;意义构建

在高职土木工程教学过程中，常面临课堂与实践相脱节的情况，学生通过基础课程的学习后依旧难以衔接、适应实践环节。因此，引导学生将知识内化，并构建专业知识框架体系是提升教学成果的重难点。随着数字化工具的应用，有了更多行之有效的教学机制，包括多种学习方式的融合、多途径的思想表达以及实时的反馈评价。在构建主义教学理论框架下，利用数字化工具将学生思维可视化能够有效帮助其明确教学目标，促进知识理解，从而提高教学质量。

1《土木工程制图》课程教学难点

《土木工程制图》是建筑工程专业的基础课程，它需要学习者完全投入，从手工绘图到计算机绘图，从简单识图到可以将脑海中的立体建筑转化为图纸具象表达，这是一个需要极大耐心和毅力的过程。然而很多同学在学习的初始便面临空间思维构建的难题，难以将二维图纸和三维空间相互联系。点、直线、平面投影是《土木工程制图》学习的初始切入点，其中点、线、面不同位置关系的投影是教学重难点之一，学生普遍反映难以在脑中具象化此部分内容。事实上，在《土木工程制图》教学过程中，学生最易掌握的往往是简单立体的投影，因为此类立体相对于需要附加想象的点、线、面是可见的，即可视化程度高。因此思维可视化是导入课程、引领学习的重要手段。

2数字化工具在可视化教学方法的作用

无论是针对特定学科的，还是通用的数字工具都可以用于可视化学生的思维。许多工具以不同方式可视化学生个人的想法、单独或共同的对现象的理解。例如，一些软件可以让学生把音频、图片和视频整合在一起从而创建出模型、视频或者文本，或者在虚拟现实中创建人造物品。使用这些媒介工具可以打开学生思维的窗口[1]。

数字化工具为《土木工程制图》中的点、直线、平面的可见性提供了技术支持。现较为常用的CAD、REVIT、3DMAX等绘图软件均可帮助学生可视化思维，此类软件入门简单，可视化程度高。但是在高校中，此类专业软件往往安排于课程中后期，滞后于工程制图的学习。若利用此类软件作为《土木工程制图》课程教学的切入点，在课程初期引导学生自己在软件中构建点、线、面以及简单立体图形，转换不同视角观察其位置关系，从而更好理解点线面的抽象位置关系;课程进阶可引导学生利用拉伸、放样、融合等多模块的使用，将二维图形扩展至三维立体模型，在此过程中逐渐理解平面图形和立体图形的相互关系;课程高阶即使用软件将脑中的图形可视化，使得原本大脑中的抽象图形转化为实际可见的三维模型。

3基于构建主义教学理论的可视化教学方法应用

制图软件的应用为学生思维可视化提供极大的便利。在基础的识图课程中穿插制图软件的学习，可以促进学习者的理解与课程参与感。构建主义认为，教师仅是作为学习的引导者，并非知识的传授者，学习需要在一定的社会文化背景下，借助人际间的协作活动而实现的意义构建过程，其中“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素[2]。

在《土木工程制图》课程教学中，教师帮助学生使用绘图软件将思维具象化，在既有的教学目标指导下，创设有利于学生构建意义的“情境”，如引导学生利用软件绘画出生活常见的物品，甚至构建梦想中的小别墅，使得原本枯燥的图形内容通过软件实现意义构建。在课程中，也需始终贯彻“协作”精神，可通过合理分组创建协作情境，课前任务需要学生协作完成学习的资料的搜集与分析，课中学习需要学生对假设做出验证和归纳，课后复习需要学生对学习成果进行评价和内化。“协作”过程离不开成员的“会话”，当从简单模型过渡到复杂模型，组员间需通过会话提供自己的思维成果，积极参与到小组作业中，此间思维间的碰撞是有意义的，此时产生的错误亦是有意义的，教师在小组任务过程中，需要担任好记录者和引导者的作用，记录下各组学生产生的思维碰撞点和错误点，及时对错误操作进行引导性纠偏。即课堂中是包含两个层面的“协作”和“会话”，第一层面是学生小组的内部成员，第二层面是教师与各小组。最终各小组的模型成果也将与整个学习群体共享，并且由教师综合小组间的学习情况提出总结性意见和建议。在《土木工程制图》教学中引导学生进行“意义构建”即是利用绘图软件的思维外显，帮助学生将学习内容：点、线、面乃至立体间的位置联系和规律真正内化，变为大脑中长期储存形式“图式”，即真正建立学习内容的认知结构。

4结束语

由以上內容可以总结如下：在构建主义学习理论的框架下，采用数字化工具将学生思维可视化，尽可能地激发学生的自主学习能力，教师在此过程，由一个抽象模型的简单展示者和解说者转变为学生构建模型的引导者和记录者。在《土木工程制图》课程中，利用绘图软件的学习，对制图中抽象的点线面位置关系问题做出可视化展示，在学生创建相关模型的过程中，已不局限于以往学习中的记忆和背诵，而是根据软件模型经验去构建有关知识的意义，达成最终的学习目标。

参考文献

[1] 丽贝卡·弗格森，帕特里克·麦克安德鲁，卡米拉·米西尤克，等.创新教学报告2019——探索引领教育者和决策者的新型教学与评价模式[J].北京广播电视大学学报，2019，24（1）：8-14.

[2] 钟毅平，叶茂林.认知心理学高级教程[M].合肥：安徽人民出版社，2010：112.