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談學習遷移理論在《建筑構造》教學中的應用
摘要:本文簡要介紹了學習遷移理論,論述了在《建筑構造》課程教學中運用學習遷移方法,把新的學習和學生已有的背景知識聯系起來,并且聯系實際生活,發展學生遷移能力的必要性和有效性,以及學習遷移在培養建筑學專業學生的創造力上所起到的積極作用。關鍵詞:學習遷移;建筑構造;教學
《建筑構造》是研究建筑物的構造組成以及各構成部分的組合原理與構造方法的學科[1]。它是建筑學專業的主干課程之一,也是各高校建筑學碩士研究生招生考試必考專業科目。但學生普遍反映該課程概念多、原理多、規范多、圖形多,抽象而枯燥,難懂又難記。如何改善這種狀況,筆者在這些年的教學過程中進行了一些探索,特別是用學習遷移理論來指導該課程的教學,取得了良好的效果。
1理論基礎
在教學過程中,學生通常不只是學習一種知識,而是同時或相繼學習多種知識。在多種知識的學習中,一種學習對另一種學習的影響隨處可見。這種知識之間的相互影響就是所謂的學習遷移!墩撜Z·述而》中,孔子曰:“舉一隅不以三隅反,則不復也!盵2],F代認知心理學認為,學習者在進行遷移前所掌握的知識,叫做源知識;學習者將要學習的新知識,叫做目標知識。先前學習對后繼學習的影響是順向遷移;后繼學習對先前學習的影響是逆向遷移。
概括是遷移的核心。學習者對原有知識經驗的概括水平是影響遷移發生的重要條件。首先反映在其知識組織的水平上。從知識內在的本質特征入手,組織的認知結構越清晰、穩定,其組織水平越高。其次還反映在經驗的豐富性上。具體而豐富的經驗對于遷移的產生是非常必要的。專家之所以具有較強的遷移能力,除了具有高水平的認知結構以外,具有大量的具體經驗也是其中的原因之一[3]。因此,要發展學生的遷移能力,就要通過各種形式讓學生懂得什么是遷移,發現遷移的規律,樹立學生的“遷移學習”意識,培養學生的組織概括水平,引導學生主動積累更多的經驗,使學生能夠在學習過程中積極發揮主觀能動性,獨立分析和概括問題,在復雜的學習情境中把握知識之間縱向和橫向的聯系,找到新舊學習情境的共同點,通過“學習遷移”達到事半功倍的學習效果。
2應用
要學好《建筑構造》,“理解”是關鍵。就這門課程而言,它涉及到中學的數學、物理、化學、植物學等知識,也涉及到大學的建筑制圖、建筑力學、建筑材料、建筑施工、建筑經濟、建筑設計等多門課程的知識。在這里,《建筑構造》是目標知識,其他相關課程為源知識。所以在教學中有必要強調這些知識與本課程的緊密聯系,注意新舊知識經驗的聯系與貫通、交叉與重疊,充分利用學生原有背景知識(即源知識)的資源,促進對本課程(即目標知識)的理解,提高實際運用能力,達到順向遷移的效果,并且反過來加深對源知識的領悟與消化,即逆向遷移。
筆者將《建筑構造》教學過程中所運用的學習遷移實例歸納為三類:其他課程的遷移、本課程前后內容的遷移和生活經驗的遷移。
2.1其他課程的遷移。樓梯剖面的快速畫法就運用了幾何作圖的原理;被動式太陽能通風保溫隔熱墻就運用了“熱空氣上升,冷空氣流過來補充”的原理;用化學中溶解度的概念可以幫助理解溫差結露的原理;水、土壤的熱容量大及植物的光合作用能解釋為什么蓄水和植被屋面保溫隔熱性能好。特別要注重在多情境中教會學生對知識的應用與變通,幫助學生積累遷移的經驗,尤其是過去知識在當前情境中的應用及當前知識在將來情境中的應用,為學生積累遷移經驗提供機會,并使學生的“感性遷移體驗”通過實際應用上升為“理性遷移體驗”。在講門式剛架的應用時以北京機場候機樓的鋼結構三鉸剛架為例,學生不理解為什么鋼柱下小上大,對橫梁上掏的洞也只視為是室內設計的需要。若將門式剛架的彎矩圖對照起來看就不難理解了,梁柱剛接,此處彎矩最大,構件截面也最大,柱和基礎鉸接,彎矩為零,此處截面自然最。宦撓档绞軓潣嫾闹行悦娓拍,中性面附近的材料受力很小,掏些圓洞既能節省材料、減輕自重,又能豐富室內空間。這時,學生也感受到曾經忽視的《建筑力學》知識直接影響到建筑的空間形態,也更加重視建筑設計中技術與藝術的結合。
2.2本課程前后內容的遷移。遵從一般到個別,抽象到具體的組織原則安排好教學程序,“緒論”放在最前面講授。該部分內容教材上只有兩頁篇幅,但卻是概括性高、派生性強、遷移價值最大的知識。為給學生學習遷移的發生做好充分的知識準備,筆者擴充了該章節的講授內容和時間,濃縮了后續各章節的核心知識在此簡要而全面地講解,使學生對建筑構造有個整體的、系統的了解,把建筑視為一個有機的整體,就不會在隨后的學習中孤立地對待各章節的知識。突出各種基本經驗的聯結點、聯結線,引導學生溝通各個要素之間上下左右、縱橫交叉的聯系,為遷移的產生提供直接的支撐:在學習變形縫時,讓學生列表比較伸縮縫、沉降縫、防震縫三者的設置作用、受力特性、設置原則、設置方式、縫寬、蓋縫做法等;在學習屋蓋防水構造時,讓學生列表比較卷材防水屋面、剛性防水屋面、涂膜防水屋面三者的構造層次、特點、泛水做法、適用范圍等。通過這個環節,讓學生找出這些知識點中的聯系和區別,弄清其中原由,就不再為那些難記的概念和圖樣而煩惱了。在逐個介紹完高層建筑結構類型后進行歸納總結,先將框架、剪力墻、筒體三種典型結構進行受力特征上的比較,得出其適用高度差異的規律,然后列出這三種典型結構及其組合結構所適應的高度,這樣學生對建筑的結構選型就有頭緒了,不至于面對多種結構類型而不知所措。學習樓梯設計時,課堂上僅詳細講授平行雙跑樓梯的設計,課后讓學生設計一個折行三跑樓梯,原理一樣但形式上有所不同,借此提升學生學習的思維水平,促使知識遷移的發生。
2.3生活經驗的遷移。在講筒體結構時聯系到竹子;在講薄殼結構時聯系到雞蛋;在講折板結構時聯系到折扇;在講懸索結構時聯系到曬衣繩;在講張拉膜結構時聯系到帳篷;在講高層建筑剛度向上漸小時聯系到樹干下大上;在講防煙剪刀梯時聯系到麻花;在講泛水時聯系到盆子;在講高層建筑地下室埋深時聯系到樹大根深;在講倒置式保溫屋面所用的憎水材料時聯系到荷葉上的水珠;在講淺色材料的反射隔熱時聯系到人們夏季多穿淺色衣服。生活中的一切知識都有可能給我們的學習提供幫助,生活經驗的遷移簡單、直觀、有趣,是學生最容易接受也是效果最好的學習遷移方式,這些知識的遷移使得建筑構造課充滿了樂趣,增加了學生學好這門課程的信心,也促使學生更多地關心生活中的各種現象、原理。必須注意的是,學習材料本質內容上的結構、原則、方法等共同要素越多,正遷移(積極影響)就越容易發生;而表面上的相似性卻容易使學習者迷惑而發生負遷移(消極影響),所以要避免這方面的影響,要將不同本質的問題剖析給學生明白。例如同樣是隔聲問題,樓面隔聲與墻體隔聲就不同,一個是固體傳聲,一個是空氣傳聲,傳聲原理的不同就決定了各自的隔聲措施不同。
另外,遷移并不局限于知識和技能領域,在情感、動機、興趣、態度以及行為方式等領域也同樣能夠發生遷移。所以教師應盡量做到平易近人,多與學生溝通,以淵博的學識服人,做學生喜歡的
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