摘  要：本文重點闡述了建構主義學習理論及其指導下幾種新的教學方法，并將其應用于工科實踐，通過數次參加全國大學生工科競賽踐行該學習理論，從而總結出建構主義學習理論應用于工科實踐的一般規律，為高校工科專業應用該理論開展教學改革提供了一個新的視角。
關鍵詞：建構主義；工科圖學；教學改革
    一、建構主義學習理論
    近年來，作為認知學習理論的一個重要分支--建構主義學習理論和認識論，即關于人是如何學習的和知識的本質觀點，日益成為我國教育領域的流行話語，也早已成為當代西方最重要、最流行的學習理論。它是當代學習理論的革命，是影響教學設計理論與實踐發展走勢的重要力量。另外由于多媒體計算機和基于Internet的網絡通信技術所具有的多種特性特別適合于實現建構主義學習環境，它從客觀上促進并刺激了該理論的進一步發展，建構主義學習理論正愈來愈顯示出其強大的生命力。
    二、基于建構主義學習理論的教學方法
    傳統的輸入教學模式是指以講座的形式教授并把信息傳輸給學生，學生記憶所學內容并通過考試的形式來展示他們所學的知識。這種模式的問題在于學生記住了所學內容，卻不能把所學的知識運用到各種實踐中去，尤其是工科這種實踐性很強的專業中去。建構主義的教學模式是指針對各種信息的來源，通過各種方式把信息傳輸給學生。學生思考并分析這些信息,以運用這些信息的方式來顯示他所學的知識，達到某一目標的過程。輸入模式中教師控制學習過程，而建構主義模式中學生和教師共同分擔學習過程。工科教學實踐具有很強的經驗性，很適合應用建構主義學習理論。下面是基于建構主義學習理論上，已開發和總結出比較成熟的幾種教學方法[1]：
    1.隨機通達教學、實踐法
    從建構主義學習理論出發，實施隨機通達教學。即在學習過程中對信息意義的建構可以從不同角度入手，在獲得不同方面理解的同時，得到不同解決問題的答案。因此，對同一內容的學習、同一個問題的解決，在不同時間、不同階段、不同情境，不同人，都會有不同的視角。
    2.由難而易的教學法
    傳統教學采取的都是由易而難,由下而上的教學進程。但從建構主義學習理論出發，實施由難而易、自上而下的教學進程。在教學中教師先呈現整體性的任務，讓學生嘗試解決。在解決過程中，學生需首先完成子任務及其所需的知識技能。這樣的教學就不是從脫離情境的，過于簡單化的低層次開始，而是從聯系實際的，具有整體性的高層次開始的。
    3.環境情景教學法。
    從建構主義學習理論出發，提出情境教學，即弱化學科界限，強調學科交叉,讓學生在與現實情境相類似的情境中進行學習。教師并不搬用事先準備好的內容，而是展示與現實中專家解決問題相似的探索過程的實踐，學生解決具體問題的過程本身就反映了學習的效果。
    4.合作式學習教學法。
    每個人均以自己的經驗和知識背景來理解事物，在教學中提倡合作學習，讓學生增進相互討論、切磋、交流的機會，有助于了解彼此的見解，豐富對事物的理解，減少片面性、局限性，促進學生建構能力的發展，這是現代教學實踐中尤其應強調的團隊合作精神。
    5.支架式教學法。
    建構主義學習理論推崇支架式教學：教師在教學中的指導、幫助作用隨著學生學習的進展而漸弱,直至最后由學生自己獨立進行，以充分發揮學生自我管理學習的能力。這種教學思想來源于前蘇聯著名心理學家維果茨基的“最近發展區”理論。這是我們強調在教學中“授人以魚，不如授人以漁”的道理所在。
    三、建構主義學習理論在工科中的實踐
    盡管建構主義在理論上是成熟的，但如何應用到具體教學中，仍是人們在不斷探索的新問題。隨著我國教學改革不斷深入，強化實踐能力的要求日顯迫切。工科專業中各種實踐性的內容在不斷增多，各種實踐類競賽層出不窮。為了在工科教學中踐行該理論，近幾年我們在參加全國大賽時應用建構主義學習理論，并取得了優異的成績，學生的實踐能力得到了顯著的提高。在2010年教育部開展的全國大學生工程能力競賽中，“無炭小車”的設計與制作獲得了吉林省賽區一等獎、第一名的優異成績，繼續貫徹該理論，在全國競賽總決賽中取得了二等獎的優秀成績。此外，在全國大學生三維數字化設計競賽、全國首屆大學生“登月車”設計競賽、全國圖學技能大賽中均取得了優異成績，從實施過程及這些成績中可以看出，建構主義學習理論對學習效果的影響是顯著的。下面介紹基于建構主義學習理論指導下工科實踐教學的一般步驟：
    1.設立終極目標，實施由難而易的教學法
    以“無碳車”設計與制作為例，用5焦耳的能量（即1KG的重物下降半米的高度獲得）驅動小車，繞間隔1米的立樁，看其繞樁數與行駛的距離決定勝負。這是一個非常難的題目，它要求學生綜合所學知識，將零散知識拼湊、優化，結合實際做出產品。題目一出，學生一頭霧水，不知從何下手，但我們沒有直接將頭腦中已形成的方案傳授給他們，而是給他們一個思考的空間，這便是由難而易發展的一個良好開端。
    2．團隊形成、任務分工，實施合作式學習教學法
    接著根據團隊形成情況，進行任務分工，傳動系統與換向系統分別有幾個方案？給學生留有思考的時間，同時在合作探究時提出有價值的問題。這樣在培養學生專業綜合能力的同時，培養學生的情商與交往能力，充分實施合作式教學方法。
    3．以學生為主體，教師統領，實施支架式教學法
    支架式教學法在這次教學實踐中體現的尤為明顯，其特點是教師在整個過程中的作用不斷弱化，直至消失。在開始階段，學生對終極目標無從下手，教師從任務分工，查閱資料開始引導，到問題的提出，直至方案的形成，教師一直在統領，但一直在弱化其作用，學生從對整個方案的茫然無助到了然于胸，最后學生將自已的方案講解給老師，共同討論，這個便是成功的支架式教學法。