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【摘要】针对少学时工程力学课程教学矛盾，探索建构模式教学方法。以学生小组为中心，模块化课程体系，通过多种教学手段，拓展学习时间。结合教学实践，建构模式教学方法有效可行。
【关键词】大学工科教学 工程力学 建构模式 生本教育
【基金项目】中南林业科技大学教改项目：理工科“工程力学”课程教学模式的改革与实践;“大学生创新性实验专项”项目资助。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0225-01
工程力学包括刚体静力学和变形体静力学，是目前各高校工科非土建、机械类专业常开设的一门基础力学课程，替代传统的理论力学、材料力学。课程安排一般为少学时（48）。相对于分别开设理论力学、材料力学课程（合计达到96），教师的授课进度明显加快，课堂练习减少，很多概念及其逻辑推理只能点到即止，不能充分展开。造成学生的学习强度增加，消化不了学习内容，跟不上教学进度，容易出现消极厌学的现象。因此，在授课内容增加，学时减少的条件下，探索与实践新的教学形式与方法，成为高校力学教师必须面对的课题。本文参照建构主义学习观，反思传统教学方法的利弊，提出少学时工程力学课程教学方法的改进点，为我国高校教学方法改革提供素材。
1.建构生本理念，革新传统教学模式
我校少学时工程力学课程开设于测绘、环境工程等专业，传统教学模式存在老师讲授与学生诉求脱节的矛盾。一方面，教师们认为它课程体系完整成熟，逻辑严谨清晰，是许多后续工科课程的基础;另一方面，学生们却反映教材内容尤其是事例与测绘、环境等专业联系较少，课程学习对自己的专业认知帮助较少，能解决的实际问题较少。这些讲授与诉求脱节的现象，原因在于传统教学模式中教师处于中心地位，教学以既定教材为蓝本。学生处于从属地位，知识由外到内向学生灌注输入。轻视了学生已有的知识体验和认知能力，模糊了学生个体心理的差异性，抑制了学生的主观判断和创新欲望，学生对书本知识存在认知抵触情绪。
建构主义（Constructivism）也译作结构主义，最早由瑞士心理学家皮亚杰（Piaget）于1966年提出[1]。其强调认知过程中内因和外因的相互作用，认为学习过程并不是学习个体简单地把知识从外界搬到自己的记忆中，而是使用个体已有的思维模式来解释所遇见的新知识并重新构建它，即认知是建构内在心理表征的过程。因此，建构主义更关心如何以个体原有的经验、心理结构和信念为基础来构建新的知识[2]，教师应该刺激学生主动构建知识。建构主义理论与传统教学理论最大的区别在于它将教学的本位出发点放在了學生这一边，即“生本教育”。
少学时工程力学课程贯彻建构主义的教学模式可简略设计如下：
（1）强调以学生为中心。教学主旨围绕学生主动建构知识意义为目标，这也是“生本教育”的基本含义。教材不限于课本，还包括师生们能借用的各种媒介。教师起组织者、指导者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习要素调动学生的主动性和积极性，最终使学生有效地对当前所学知识的意义达到建构的目的。
（2）强调“协作学习”。学生由2～4人分成多个学习小组，在教师的组织和引导下，小组成员一起讨论和交流，搜寻参考资料，共同考察各种观点、学说和假设，通过协商和辩论形成小组共识。协作学习环境能保证个人的思维与智慧被整个群体所共享，小组成员共同完成对所学知识的意义建构，而不仅仅是其中的一位或几位。协作学习一方面加强了学生的集体荣誉感，另一方面最大程度地避免了个人知识认知的掉队。
（3）强调教学中的“任务”的重要性。类似于游戏环节，传统教学模式中老师“教授”的功能被替代为一个个的任务，希望学生新建构的知识都“蕴含”在任务中，“完成任务”成为实现教师和学生互动的枢纽。学生通过完成任务，对任务的意义进行自我建构，产生对任务的独特理解和情感，获得良好的成就感进而激发更多的求知欲望甚至分析能力。如老师可安排学生把一个砝码压在手指上，感觉砝码对手指的压力。第二次再把砝码的重量通过一根细针压在手指上，此时学生会明显感觉到两者的不同，从而加深对“应力”概念的理解。
2.因势利导，建构基于专业需要的课程体系
少学时课程教学必须做到有所为有所不为，才能保证有的放矢，提高教学质量。基于力对物体作用的效应，工程力学的体系可整合为三个模块，即力的外效应模块，力的内效应模块和应力分析专题模块。学生根据本专业的特点和个人兴趣选择事例进行分析和知识建构，老师只负责根据不同专业的需要开展知识扩充的专题讲座。如构件的受力强度和变形量的计算，测绘专业的学生可能对后者更感兴趣，而前者往往超出了他们的专业考虑范畴。因此，可考虑允许学生在二者之间做自主侧重式学习理解。这样，工程力学课程从单纯向学生传授全面的知识技能向重视培养学生自学能力、工作能力转变;从知识传授为主的教学方式，向锻炼思考、培养素质的方式转变;从注重学科系统性向重视工程综合性应用转变[3]。
3.多手段多途径教学，拓展学习时间
工程力学课程基本概念多，逻辑关系紧密。要求学生建立以数学为基础的模型化思维习惯。而良好的思维习惯不是一朝一夕的时间内可以养成的，在于日常积累和建构。因此，多途径寻求教学手段，拓展学习时间很有必要。少学时课程建构教学模式应做到：
（1）强调利用各种信息资源。现代信息技术的发展，特别是因特网的普及，使学生在学习过程中可以借助各类型的教学媒体和资料获取信息资源，再通过协作式评价筛选有效信息。我校开设了“工程力学”和“材料力学”湖南省精品课程网络教学网站。学生可随时随地通过网络作业与教师交流学习心得，获取教学信息，是很好的一个范例。
（2）强调实验动手环节的认知培养。我校自主编写了“材料力学”实验教材，除涉及材料的“拉、压、弯、扭”等常规实验，还融进了我校“流变力学”的特色内容，为学生拓展材料力学研究思路打开了一个新的窗口。2009年力学实验中心列为湖南省教育厅“普通高等学校实践教学示范中心”。2013年筹建“工程流变学湖南省重点实验室”，为学生自主学习力学课程提供了良好的硬件平台。
（3）强调学习过程的最终目的是完成知识意义建构。传统教学中，教学任务和目标高于一切，教师往往为了这个目标而要和时间赛跑，无暇顾及知识点是否真正为学生所掌握。在建构教学模式下，由于强调学生是认知的主体、是知识意义的求知发起者和主动建构者，因此，学生可通过日常学习的积累获得平时成绩，教师通过平时成绩了解和掌握每个学生的认知进度。平时成绩由作业+任务完成+实验活动构成，进一步地，课程考核目标由平时成绩30%+试卷成绩70%组成。这样，可分散学生的学习强度，灵活掌握学习时间，体现活学活用的建构模式教学思想。
4.结论
建构教学模式以学生为中心展开教学活动，即“生本教育”。通过转变教学中心理念，模式化教学内容，多手段拓展教学时间，适当解决少学时工程力学课程教学中存在的“教”、“学”脱节的矛盾。在授课内容增加，学时减少的条件下，提出建构主义工程力学课程教学改革的方向，符合当前教学改革的主流思想，其应用范围不仅仅局限于少学时工程力学课程教学，也可推广到其他课程教学方法的变革之中。
参考文献：
[1]Piaget J.The Origins of Intelligence in Children[M].New York： International UniversitiesPress， 1966
[2]张佳.建构主义学习理论视野下的本科生科研能力培养[J].华中师范大学学报，2013，01，247-250
[3]刁海林.木材科学与工程类专业《工程力学》教材的建设与思考[J].中国林业教育，2012，30（05），36-39
作者简介：
陈胜铭（1968年-），男，湖南株洲人，中南林业科技大学高级实验师，硕士，研究方向：流变力学、力学计算。
【关键词】大学工科教学 工程力学 建构模式 生本教育
【基金项目】中南林业科技大学教改项目：理工科“工程力学”课程教学模式的改革与实践;“大学生创新性实验专项”项目资助。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0225-01
工程力学包括刚体静力学和变形体静力学，是目前各高校工科非土建、机械类专业常开设的一门基础力学课程，替代传统的理论力学、材料力学。课程安排一般为少学时（48）。相对于分别开设理论力学、材料力学课程（合计达到96），教师的授课进度明显加快，课堂练习减少，很多概念及其逻辑推理只能点到即止，不能充分展开。造成学生的学习强度增加，消化不了学习内容，跟不上教学进度，容易出现消极厌学的现象。因此，在授课内容增加，学时减少的条件下，探索与实践新的教学形式与方法，成为高校力学教师必须面对的课题。本文参照建构主义学习观，反思传统教学方法的利弊，提出少学时工程力学课程教学方法的改进点，为我国高校教学方法改革提供素材。
1.建构生本理念，革新传统教学模式
我校少学时工程力学课程开设于测绘、环境工程等专业，传统教学模式存在老师讲授与学生诉求脱节的矛盾。一方面，教师们认为它课程体系完整成熟，逻辑严谨清晰，是许多后续工科课程的基础;另一方面，学生们却反映教材内容尤其是事例与测绘、环境等专业联系较少，课程学习对自己的专业认知帮助较少，能解决的实际问题较少。这些讲授与诉求脱节的现象，原因在于传统教学模式中教师处于中心地位，教学以既定教材为蓝本。学生处于从属地位，知识由外到内向学生灌注输入。轻视了学生已有的知识体验和认知能力，模糊了学生个体心理的差异性，抑制了学生的主观判断和创新欲望，学生对书本知识存在认知抵触情绪。
建构主义（Constructivism）也译作结构主义，最早由瑞士心理学家皮亚杰（Piaget）于1966年提出[1]。其强调认知过程中内因和外因的相互作用，认为学习过程并不是学习个体简单地把知识从外界搬到自己的记忆中，而是使用个体已有的思维模式来解释所遇见的新知识并重新构建它，即认知是建构内在心理表征的过程。因此，建构主义更关心如何以个体原有的经验、心理结构和信念为基础来构建新的知识[2]，教师应该刺激学生主动构建知识。建构主义理论与传统教学理论最大的区别在于它将教学的本位出发点放在了學生这一边，即“生本教育”。
少学时工程力学课程贯彻建构主义的教学模式可简略设计如下：
（1）强调以学生为中心。教学主旨围绕学生主动建构知识意义为目标，这也是“生本教育”的基本含义。教材不限于课本，还包括师生们能借用的各种媒介。教师起组织者、指导者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习要素调动学生的主动性和积极性，最终使学生有效地对当前所学知识的意义达到建构的目的。
（2）强调“协作学习”。学生由2～4人分成多个学习小组，在教师的组织和引导下，小组成员一起讨论和交流，搜寻参考资料，共同考察各种观点、学说和假设，通过协商和辩论形成小组共识。协作学习环境能保证个人的思维与智慧被整个群体所共享，小组成员共同完成对所学知识的意义建构，而不仅仅是其中的一位或几位。协作学习一方面加强了学生的集体荣誉感，另一方面最大程度地避免了个人知识认知的掉队。
（3）强调教学中的“任务”的重要性。类似于游戏环节，传统教学模式中老师“教授”的功能被替代为一个个的任务，希望学生新建构的知识都“蕴含”在任务中，“完成任务”成为实现教师和学生互动的枢纽。学生通过完成任务，对任务的意义进行自我建构，产生对任务的独特理解和情感，获得良好的成就感进而激发更多的求知欲望甚至分析能力。如老师可安排学生把一个砝码压在手指上，感觉砝码对手指的压力。第二次再把砝码的重量通过一根细针压在手指上，此时学生会明显感觉到两者的不同，从而加深对“应力”概念的理解。
2.因势利导，建构基于专业需要的课程体系
少学时课程教学必须做到有所为有所不为，才能保证有的放矢，提高教学质量。基于力对物体作用的效应，工程力学的体系可整合为三个模块，即力的外效应模块，力的内效应模块和应力分析专题模块。学生根据本专业的特点和个人兴趣选择事例进行分析和知识建构，老师只负责根据不同专业的需要开展知识扩充的专题讲座。如构件的受力强度和变形量的计算，测绘专业的学生可能对后者更感兴趣，而前者往往超出了他们的专业考虑范畴。因此，可考虑允许学生在二者之间做自主侧重式学习理解。这样，工程力学课程从单纯向学生传授全面的知识技能向重视培养学生自学能力、工作能力转变;从知识传授为主的教学方式，向锻炼思考、培养素质的方式转变;从注重学科系统性向重视工程综合性应用转变[3]。
3.多手段多途径教学，拓展学习时间
工程力学课程基本概念多，逻辑关系紧密。要求学生建立以数学为基础的模型化思维习惯。而良好的思维习惯不是一朝一夕的时间内可以养成的，在于日常积累和建构。因此，多途径寻求教学手段，拓展学习时间很有必要。少学时课程建构教学模式应做到：
（1）强调利用各种信息资源。现代信息技术的发展，特别是因特网的普及，使学生在学习过程中可以借助各类型的教学媒体和资料获取信息资源，再通过协作式评价筛选有效信息。我校开设了“工程力学”和“材料力学”湖南省精品课程网络教学网站。学生可随时随地通过网络作业与教师交流学习心得，获取教学信息，是很好的一个范例。
（2）强调实验动手环节的认知培养。我校自主编写了“材料力学”实验教材，除涉及材料的“拉、压、弯、扭”等常规实验，还融进了我校“流变力学”的特色内容，为学生拓展材料力学研究思路打开了一个新的窗口。2009年力学实验中心列为湖南省教育厅“普通高等学校实践教学示范中心”。2013年筹建“工程流变学湖南省重点实验室”，为学生自主学习力学课程提供了良好的硬件平台。
（3）强调学习过程的最终目的是完成知识意义建构。传统教学中，教学任务和目标高于一切，教师往往为了这个目标而要和时间赛跑，无暇顾及知识点是否真正为学生所掌握。在建构教学模式下，由于强调学生是认知的主体、是知识意义的求知发起者和主动建构者，因此，学生可通过日常学习的积累获得平时成绩，教师通过平时成绩了解和掌握每个学生的认知进度。平时成绩由作业+任务完成+实验活动构成，进一步地，课程考核目标由平时成绩30%+试卷成绩70%组成。这样，可分散学生的学习强度，灵活掌握学习时间，体现活学活用的建构模式教学思想。
4.结论
建构教学模式以学生为中心展开教学活动，即“生本教育”。通过转变教学中心理念，模式化教学内容，多手段拓展教学时间，适当解决少学时工程力学课程教学中存在的“教”、“学”脱节的矛盾。在授课内容增加，学时减少的条件下，提出建构主义工程力学课程教学改革的方向，符合当前教学改革的主流思想，其应用范围不仅仅局限于少学时工程力学课程教学，也可推广到其他课程教学方法的变革之中。
参考文献：
[1]Piaget J.The Origins of Intelligence in Children[M].New York： International UniversitiesPress， 1966
[2]张佳.建构主义学习理论视野下的本科生科研能力培养[J].华中师范大学学报，2013，01，247-250
[3]刁海林.木材科学与工程类专业《工程力学》教材的建设与思考[J].中国林业教育，2012，30（05），36-39
作者简介：
陈胜铭（1968年-），男，湖南株洲人，中南林业科技大学高级实验师，硕士，研究方向：流变力学、力学计算。