在建构主义学习理论指导下进行探究性物理实验教学的策略指导

来源:用户上传      作者: 张瑞君

　　摘 要： 建构主义学习理论认为，学习是通过意义建构来获取知识和经验的过程。建构主义强调学习的主动性、情境性和互动性。本文通过比较研究建构主义和探究性物理实验教学的学习观和教学观，说明建构主义学习理论对探究性物理实验教学的策略指导，再用具体的教学实例加以诠释。
　　关键词： 建构主义 探究性 物理实验教学 指导作用
　　
　　自20世纪80年代以来，建构主义在教育学和心理学中的影响越来越大，在课程改革、教育技术、教育研究、教师教育、科学探究和物理教学中占据着主导位置。在建构主义指导下进行探究性物理实验教学，有利于教师树立科学的教学观、学生观、知识观和评价观，有利于提高教学效果。
　　1.建构主义理论的主要思想
　　建构主义（constructivism）是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展，是西方教育心理学的最新教学理论。建构主义思想由来已久，新西兰学者诺拉指出：“在反对用直接教学方式以形成知识基础的原因方面，苏格拉底和柏拉图是教育上最早的建构主义者。”瑞士著名心理学家皮亚杰因其创立的关于儿童认知发展理论，被看作是当代建构主义理论的最早提出者。
　　建构主义是一种学习的哲学。作为认知主义学习理论的一个重要分支，建构主义理论包含了一系列对于知识、学生、学习活动与学习环境、教学及评价等方面的基本观点。这里仅介绍学习观和教学观。
　　1.1建构主义学习观。
　　建构主义者从独特的视角出发，在学习和学习者方面提出了与传统观点有本质区别的认识。
　　1.1.1强调学习者的经验。学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解。在这一过程中，学习者原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变。
　　1.1.2注重以学习者为中心。学习不是被动地接受信息刺激，而是主动地建构意义，这种建构不可能由他人代替。学习不是由教师把知识简单直接地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。
　　1.1.3创造真实的冲突的学习情景。建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。建构主义认为，知识的意义总是存在于情境之中。同化―顺应―同化―顺应―……循环往复，平衡―不平衡―平衡―不平衡―……相互交替，人的认知能力的发展，就是这样的一个过程。
　　1.1.4注重互动的学习方式。建构主义认为，知识是学习者与他人经由磋商并达成一致的社会建构，因此，科学的学习必须通过对话、沟通的方式，大家提出不同看法以刺激学习者反省、思考，在交互质疑辩证的过程中，以各种不同的方法解决问题，澄清疑虑，逐渐完成知识建构。
　　1.2建构主义教学观。
　　从学习者的经验出发。教学不能无视学生的经验，另起炉灶，从外部装进新知识，而应该把儿童现有的知识经验作为新知识的生长点，引导儿童从原有的知识经验中建构出新的知识经验。
　　建构主义认为，教学就是要努力创造一个适宜的学习环境，使学习者能积极主动地建构他们自己的知识，在“学”的过程中实现新旧知识的有机结合。据此，可以将与建构主义学习理论，以及建构主义学习环境相适应的教学模式概括为：以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者，帮助者和促进者的作用，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、积极性和首创精神，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［１］。
　　2.探究性物理实验教学的基本观点
　　科学探究包括提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个要素［２］，而学生每一次的探究不一定要完成完整的七个探究要素。在课堂教学中学生进行科学探究，其探究过程可以只涉及其中的部分要素，也可以包含七个要素，具体要根据探究的是什么问题，各要素的价值(必要性)，各要素的难易程度，以及时间等因素来决定。在教学设计也要注意不能生搬硬套这七个探究要素。
　　探究性物理实验教学是在教师的指导下，学生自主地运用科学探究的方式进行物理实验活动，成为知识的探究者，培养物理实验能力，养成探究习惯和科学态度，培养学习物理的兴趣，最终提高科学素质［３］。
　　探究性物理实验教学在教师观、学生观、学习观和教学观上体现了新颖丰富的内涵。
　　2.1教师是探究性物理实验教学过程中的促进者和合作者。
　　探究活动是学生与环境相互作用的建构过程，教师要营造一个宽松和谐的氛围，激发学生的探究欲望和动机。教师应引导学生学会科学探究的方法，让学生积极主动进行探索活动，克服干扰，勇于突破自己的思维定势；在与学生的合作中接纳学生的独创见解，引导学生进行反思与创造，还要给学生提供丰富的信息，使其有效地进行探索、研究。
　　2.2学生是探究性物理实验教学过程的主体参与者。
　　探究性物理实验教学非常重视培养学生的主体意识，发挥和建构学生的主体性。具体表现在：（1）教师充分相信学生，委以学生重任，相信学生有能力在一定程度上探索世界，揭示世界的奥秘，发现并创造出知识。（2）教师重视学生的元认知（来源于生活，是学生对生活真理的感悟），积极引导学生在探究中不断自我完善。
　　2.3学生的学习是一个知识建构、社会化的综合体验过程。
　　探究性物理实验教学把学生学习当作是一个学习者主动建构知识的过程，个体的积极性、主动性和创造性在知识的建构过程中起着关键的作用。探究教学把学生看作是一个社会化的主体，在探究过程中要加强个体之间的交流与合作，使自己的见解更加深刻和完善，使自己成为一个学会合作与交流的社会化主体。
　　建构主义关于学习和教学的基本观点与探究性物理实验教学的要求特点基本一致。探究性物理实验教学是在合适情景中，主体以自己已有的经验、心理结构和信念为基础，兼有同学、师生之间的互动构建自己对世界的认识。学生充分发挥自己的主动性和积极性，自己去探索知识、发现知识、提出问题、分析问题和解决问题，实现对知识意义的主动建构，老师只是辅导者和促进者，居于次要地位。这些都是建构主义所要求的。所以，探究性物理实验教学应该以建构主义理论为指导。
　　3.建构主义指导下探究性物理实验教学的策略
　　从上面的比较分析可以看出，学习过程的主动性、情境性、互动性是建构主义和探究性物理实验教学均强调的，下面谈谈建构主义理论对探究性物理实验教学的指导作用。
　　3.1以教师为主导，进行“情境”创设。
　　制约物理实验学习的条件，从主观上来说，包括学生已有的认知结构、相应的认知能力、动机；从客观上来说，包括物理实验的复杂程度。教师是一个具有能动性的客观条件，在一定程度上决定着教学的程序和学生的学习效果。物理实验具有情境性的特征，而探究性物理实验教学要求教学情景具有可探究性。可探究性反映在问题上，是激起学生认知冲突的问题，对个人来说，用原有的认识不能解决它，对集体来说，各人的看法可能不一样，这样的问题就具有探究性［４］。当学生已有的经验知识与将要学习的知识相冲突时，教师采取建构主义的顺应原理对学生表现出来的错误思想加以肯定，帮助学生推导出错误的结论，激发学生探究欲望，进而引导学生提出问题、猜想与假设和制定计划与设计实验，进行探究性实验活动。
　　该教学策略的关键是教师要创设能引起学生产生认知冲突的教学情境。例如在“牛顿第一定律”的教学中，先让学生对“力与运动的关系”发表自己的看法，充分暴露学生普遍持有的“力是维持物体运动的原因”的生活经验；再让学生运用自己的经验尝试理解一种与其认识构成矛盾的事件，如停止推动小车，小车仍能继续前行一段距离；最后引导学生提出探究问题――“力与运动的关系”，鼓励和指导学生进行猜想和设计实验。在学生模拟伽利略理想实验的过程中，形成与科学概念一致的新概念，即由学生总结出力与运动的关系并解释生活中的常见现象，使学生建构出与牛顿第一定律一致的知识。这样可以使学生在原有经验知识的基础上更清晰地了解现学知识与自己头脑中的已有经验的区别和联系。
　　3.2以学生为主体，进行“互动”学习。
　　科学探究中的“交流与合作”，建构主义学习环境中的“协作”与“会话”都强调互动在学习过程中必不可少的重要性。物理学家海森堡说过：科学根源于交谈。在不同人的合作之下，可能孕育出极为重要的科学成果。社会建构论也认为：“意义是通过两个或多个人的协作努力而获得的。”因此，在探究性物理实验教学过程中，师生之间、学生之间的互动对于探究问题的理解起着至关重要的作用。因为每个人的知识是以自己的经验为背景来建构对事物的理解，只会看到事物的某一个或某几个方面，而通过合作与讨论、可以相互了解彼此的见解，从而加深对事物的全面理解。
　　在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验教学中，学生根据不同的学习兴趣独立设计探究方案。
　　探究方案设计1：用装有沙子的容器、用钉子做腿的小桌、砝码实验。
　　探究方案设计2：用装有沙子的容器、盛有适量水的矿泉水瓶实验。
　　探究方案设计3：用海绵、用钉子做腿的小桌、盛有适量水的矿泉水瓶实验。
　　探究方案设计4：用海绵、木板、盛有适量水的矿泉水瓶实验。
　　在学生设计不同的探究方案的基础上，以小组为单位进行实验，并提倡学生就实验过程中的出现的疑点和难点，进行组内和组外讨论交流。同时，教师与学生之间也可展开讨论、平等交流。实验时，小组成员要明确分工、明确实验步骤、将观察到的实验现象如实记录，分析实验现象，得出结论。然后教师针对反馈信息引导组织学生与学生之间、学生与小组之间、小组与小组，教师与小组、教师与学生之间进行对话、交流，建构压强的概念。
　　物理探究性实验是丰富多彩的，它有利于为学生对物理知识的意义建构提供物质情景，实验活动的相对自由性也有利于师生互动和生生互动，只要教师善于利用各个方面的积极因素，因势利导，充分发挥学生的主动性，就一定能使物理实验教学为培养人才发挥出其应有的价值。
　　
　　参考文献：
　　［1］顾明远，孟繁华．国际教育新理念［M］．海南：海南出版社，2006：238-239.
　　［2］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准(实验)［S］．北京：人民教育出版社，2003：10.
　　［3］魏珍．高中物理实验探究式教学的实践研究［D］．河北师范大学，2009：10-11.
　　［4］陶进，刘炳升．第三讲探究式学习活动的情境设计――建构主义学习理论的指导．教学仪器与实验，2003，（3）：17.

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