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基于建構主義學(xué)習理論的物理教學(xué)研究論文
論文關(guān)鍵詞：建構主義 物理教學(xué) 教學(xué)策略
論文摘要：Piaget等人建并發(fā)展的建構主義學(xué)習論提供了一種有別于傳統學(xué)習理論的全新學(xué)習理論．傳統學(xué)習觀(guān)念認為學(xué)習過(guò)程建立在單純的教師傳一學(xué)生受的基礎上，忽略了學(xué)習主體的主動(dòng)性和創(chuàng )造性．建構主義學(xué)習理論認為學(xué)習過(guò)程不是學(xué)習者被動(dòng)地接受知識，而是學(xué)習者積極地參與建構知識的過(guò)程．本文在建構主義學(xué)習理淪基礎上二，對中學(xué)物理教學(xué)中如何滲透建構主義學(xué)習理論進(jìn)行了理論研究，結合我們的教學(xué)經(jīng)驗提出可操作的教學(xué)策略．
長(cháng)期以來(lái)受傳統教育思想的影響，教師為主體的教學(xué)模式被許多教師認可和接受．傳統學(xué)習觀(guān)念認為，教學(xué)過(guò)程就是單純的教師傳、學(xué)生受的過(guò)程，學(xué)習就是學(xué)生在老師的指導下復制前人的知識，模仿他人的技能的過(guò)程．建構主義學(xué)習理論認為學(xué)習過(guò)程不是學(xué)習者被動(dòng)地接受知識，而是學(xué)習者積極地參與建構知識的過(guò)程．作為一種新的學(xué)習理論，建構主義學(xué)習理論有許多派別，盡管這些派別的理論見(jiàn)解存在分歧，但有一點(diǎn)得到了認同，即學(xué)習知識不是直接的、確認式的接受，而是在模仿基礎上重建的過(guò)程．本文擬在建構主義學(xué)習理論的基礎上，結合我們的教學(xué)經(jīng)驗，對滲透建構主義學(xué)習理論的中學(xué)物理教學(xué)進(jìn)行初步的理論分析，并提出一些切實(shí)有效的教學(xué)策略．
1 建構主義學(xué)習理論
瑞士心理學(xué)家PiagetJ是建構主義學(xué)習理論的最早提出者．基于兒童的心理發(fā)展的特點(diǎn)，Piaget提出了發(fā)生認識論，堅持從內因和外因相互作用的觀(guān)點(diǎn)來(lái)研究?jì)和恼J知發(fā)展．Piaget認為，兒童是在與周?chē)h(huán)境相互作用的過(guò)程中，逐步建構起關(guān)于外部世界的知識，從而使自身認知結構得到發(fā)展．建構主義學(xué)習理論認為學(xué)習的實(shí)質(zhì)就是主客體雙向建構的過(guò)程，知識既非來(lái)自主體，也非來(lái)自客體，而是在主體與客體之間的相互作用過(guò)程中建構起來(lái)的．一方面，新經(jīng)驗要獲得意義需要以原來(lái)的經(jīng)驗為基礎；另一方面，新經(jīng)驗的進(jìn)入又會(huì )使原有的經(jīng)驗發(fā)生一定的改變，使它得到豐富、整或改造，這就是雙向的建構過(guò)程．
基于Piaget的建構主義理論，KembergO，SteinbergRJ和KatzD以VygotskyLS．分別對構建主義學(xué)習理論進(jìn)行了進(jìn)一步的發(fā)展和完善．Kemberg在認知結構的性質(zhì)與認知結構的發(fā)展條件等方面作了進(jìn)一步的研究；Steinberg和Katz等人則強調了個(gè)體的主動(dòng)性在建構認知結構過(guò)程中的關(guān)鍵作用，并對認知過(guò)程中如何發(fā)揮個(gè)體的主動(dòng)性做了認真的探索．Vygotsky則提出了文化融合與內化的觀(guān)點(diǎn)，強調認知過(guò)程中學(xué)習者所處的社會(huì )文化歷史背景的作用，強調個(gè)體的學(xué)習是在一定的歷史、社會(huì )文化背景下進(jìn)行的，社會(huì )可以為個(gè)體的學(xué)習發(fā)展起到重要的支持和促進(jìn)作用．Vygotsky并提出了“最近發(fā)展區”的理論．該理論將個(gè)體發(fā)展分為現實(shí)的發(fā)展水平和潛在的發(fā)展水平．現實(shí)的發(fā)展水平即個(gè)體獨立活動(dòng)所能達到的水平，而潛在的發(fā)展水平則是指個(gè)體在成人或比他成熟的個(gè)體的幫助下所能達到的活動(dòng)水平，這兩種水平之間的區域即ZPD．ZPD理論揭示了學(xué)習的本質(zhì)特征不在于通過(guò)訓練、強化而形成的心理機能，而在于激發(fā)、形成尚未成熟的心理機能．以上所有研究都使建構主義理淪得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善，為實(shí)際應用于教學(xué)過(guò)程奠定了理論基礎．
建構主義學(xué)習理論主要有以下基本觀(guān)點(diǎn)．
第一，建構主義的辯證唯物主義知識觀(guān)．知識不是對現實(shí)絕對準確的表征，只不過(guò)是人們對目前客觀(guān)世界的一種解釋、假設或假說(shuō)．知識不是問(wèn)題的最終答案，它必將隨著(zhù)人類(lèi)的進(jìn)步而不斷地變革、升華和被改寫(xiě)，出現新的解釋和假設．知識也并不能提供解決任何活動(dòng)或問(wèn)題的實(shí)用方法．
第二，建構主義的構造學(xué)習觀(guān)．人的認識本質(zhì)是主體的構造過(guò)程，所有的知識都是主體自己的認識活動(dòng)的結果．主體將自己的經(jīng)驗與感知相比較，而后內化為自己的理解．建構主義學(xué)習理論認為學(xué)習環(huán)境包括四大要素：①情境．學(xué)習環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)生對所學(xué)內容的意義建構，必須有利于學(xué)生理解問(wèn)題的來(lái)龍去脈．②協(xié)作．協(xié)作對學(xué)習資料的搜集與分析、假設的提出與驗證、學(xué)習成果的評價(jià)直至意義的最終建構均有重要作用．③會(huì )話(huà)．會(huì )話(huà)是達到意義建構的重要手段之一．學(xué)小成貝之間必須通過(guò)會(huì )話(huà)確定如何完成規定的學(xué)習任務(wù)的計劃．④意義建構．這是整個(gè)學(xué)習過(guò)程的最終目標．在學(xué)習過(guò)程中構建意義是對當前學(xué)習內容所反映的事物的性質(zhì)、規律以及該事物與其他事物之間的內在聯(lián)系達到較深刻的理解．
第三，建構主義的組織教學(xué)觀(guān)．建構主義認為教師不是單純的知識的呈現者和傳遞者，教師應該重視學(xué)生對各種表象的反饋信息，了解學(xué)生的看法，洞察學(xué)生這些想法的由來(lái)．教師應以學(xué)生的反饋信息為依據，引導學(xué)生豐富或調整自己的理解．教師應是學(xué)生主動(dòng)建構意義的合作者、促進(jìn)者、和幫助者，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的組織者、指導者和協(xié)調者．教學(xué)不是知識的傳遞，而是知識的處和轉換．建構主義把教學(xué)看成是一種培養學(xué)生主體性的創(chuàng )造活動(dòng)．學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的積極參與者和知識的積極建構，建構主義要求在教學(xué)活動(dòng)中尊重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的自覺(jué)性、主動(dòng)性和創(chuàng )造性，不斷提高學(xué)生的主體意識和創(chuàng )造力，最終使學(xué)生成為能自我教育的社會(huì )主體．
2建構主義學(xué)習理論與中學(xué)物理教學(xué)
基于以上對建構主義學(xué)習理論的分析，我們可以初步得到以下兩點(diǎn)結論:①知識不是單純地通過(guò)教師傳授得到的，而是學(xué)習者在一定的情景下與其他人(包括教師和學(xué)習伙伴)協(xié)作，利用必要的學(xué)習資源通過(guò)意義建構的方式獲得的.②“情景”、“協(xié)作”、“會(huì )話(huà)”和“意義建構”是理想的學(xué)習環(huán)境中必須具備的四大要素.建構主義的教學(xué)模式應該以學(xué)生為中心，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進(jìn)者的作用.教師應利用情景、協(xié)作、會(huì )話(huà)等教學(xué)環(huán)境要素，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng )精神，最終達到使學(xué)生有效地實(shí)現對知識的意義建構的目的.
在中學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中可從以下四個(gè)方面來(lái)滲透建構主義學(xué)習理論.
第一，根據Vygotsky的ZPD理論，合理而且恰當地制定教學(xué)目標.教學(xué)目標應著(zhù)重使學(xué)生形成對知識系統深刻理解.這就要求，學(xué)習過(guò)程不能僅僅局限于教科書(shū)，不能只記住一些概念、原理或只能應付教科書(shū)上的一些習題.通過(guò)學(xué)習過(guò)程學(xué)生獲得的知識應該是結構化的、整合的，而不是零碎的、片面的.中學(xué)物理教學(xué)之初，要使學(xué)生對簡(jiǎn)單物理知識，物理現象形成多角度的、豐富的理解，從而使他們在面對新問(wèn)題時(shí)，能靈活利用這些基本知識點(diǎn)去形成解決各種問(wèn)題的程序，解釋新現象，想出好辦法.例如:初中參照物的教學(xué)，就不應讓學(xué)生背概念，而應該使學(xué)生能分析諸如同步地球衛星繞地球一周用多少時(shí)間的問(wèn)題.還有一此是學(xué)生自己提的問(wèn)題.教師要注意的是，使學(xué)生深刻地理解知識并不是要讓他們學(xué)習更多更難、更深的內容，例如在簡(jiǎn)單的運動(dòng)這一章中，給學(xué)生過(guò)多過(guò)難的計一算題是不適宜的，這不僅會(huì )打擊學(xué)生的學(xué)習積極性，過(guò)早地產(chǎn)生畏難心理，而且會(huì )模糊物理學(xué)習的最終目的.教學(xué)要的是提高學(xué)習的質(zhì)量，使學(xué)生建構真正的、有效的知識.
第二，教學(xué)過(guò)程是引導學(xué)生進(jìn)行高級思維活動(dòng)來(lái)解決問(wèn)題的過(guò)程閉教師要引導學(xué)生不斷思考，不斷地對各種信息和觀(guān)念進(jìn)行加工和轉換，通過(guò)新、舊知識經(jīng)驗的相互融合完成對知識的建構.在教學(xué)過(guò)程中，必須確立學(xué)生學(xué)習的主體地位，這一過(guò)程可以通過(guò)將面向結論的學(xué)習轉變?yōu)槊嫦蜻^(guò)程的學(xué)習來(lái)實(shí)現.在面向過(guò)程的學(xué)習中，教師要系統地展示知識的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，留給學(xué)生充分的時(shí)問(wèn)和空間進(jìn)行最大限度的自主學(xué)習.我們在中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中的方法主要有如下幾種: 1)創(chuàng )設生活情境，喚起學(xué)生的生活體驗，加速學(xué)生感性認知與理性認知的融合，加速知識的內化過(guò)程.中學(xué)物理教學(xué)中的許多內容是從實(shí)際生活中歸納出來(lái)的，很多都有生活原型.在諸如此類(lèi)知識點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程中，可以利用逆向思維，反過(guò)來(lái)虛擬一個(gè)發(fā)生這類(lèi)現象時(shí)的情境.引導學(xué)生回憶日常生活的所見(jiàn)所聞創(chuàng )設情境，利用生活中的親身體驗，尋找理解概念的捷徑.如在講授物體的慣性時(shí)，通過(guò)喚醒學(xué)生乘坐巴士時(shí)，巴士突然啟動(dòng)和緊急剎車(chē)時(shí)的感受，可體驗”物體保持原來(lái)運動(dòng)狀態(tài)”的含義，使學(xué)生對慣性的理解更為深刻，更為確切.
2)對教科書(shū)中的實(shí)驗進(jìn)行篩選，結合學(xué)生的認知水平和操作技能將部分演示實(shí)驗改為學(xué)生實(shí)驗，或者改為師生互動(dòng)式實(shí)驗，讓學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中去體驗和感悟.觀(guān)察和實(shí)驗是物理學(xué)的兩個(gè)基本研究方法，也是物理教學(xué)的兩個(gè)重要的基本方法然血實(shí)驗教學(xué)在具體操作過(guò)程中卻存在很大難度，其中有諸多主客觀(guān)原因，其中實(shí)驗教學(xué)策略的缺乏是實(shí)驗教學(xué)操作難度大的主要原因我們在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現師生互動(dòng)式實(shí)驗可以有效提高學(xué)生認知水平和操作技能.師生互動(dòng)式實(shí)驗結合演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗的特點(diǎn)，教師通過(guò)演示實(shí)驗創(chuàng )設實(shí)驗認知環(huán)境并貫穿整個(gè)師生互動(dòng)實(shí)驗的始終.教師通過(guò)選擇實(shí)驗節點(diǎn)適當折停實(shí)驗，并在此設置疑問(wèn)，由學(xué)生進(jìn)行小組討論解決該節點(diǎn)的問(wèn)題并進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗驗證在學(xué)生分組討論并通過(guò)實(shí)驗驗證的過(guò)程中教師必須注意以下幾點(diǎn):①教師必須向學(xué)生交代清楚該節點(diǎn)要解決的問(wèn)題，避免學(xué)生盲目地，甚至混亂地進(jìn)行活動(dòng).②在學(xué)生分組討論并進(jìn)行實(shí)驗過(guò)程中，教師不得參與任何小組的討論，真正把課堂還給學(xué)生③對于學(xué)生的疑問(wèn)，教師要迅速地進(jìn)行識別、歸納、分類(lèi)然后進(jìn)行統一的講解，不可對小組單獨輔導，創(chuàng )設公平公正的課堂秩序.④教師必須對學(xué)生的實(shí)驗結果進(jìn)行評價(jià)，分析誤差原因，提出改進(jìn)策略.⑤教師可以根據實(shí)驗結果評選最優(yōu)小組，選擇該小組的代表進(jìn)行實(shí)驗方法的說(shuō)明，并及時(shí)進(jìn)行糾正與鼓勵.通過(guò)我們的課堂實(shí)踐證明，師生互動(dòng)式實(shí)驗教學(xué)模式能夠有效地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗興趣，對建構學(xué)生的知識體系具有較強的促進(jìn)作用.
3)充分利用電腦軟件來(lái)創(chuàng )設情境、進(jìn)行協(xié)作和會(huì )話(huà)交流隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機與教學(xué)的關(guān)系越來(lái)越密切.在傳統教學(xué)模式中，計一算機軟件作為一種輔助教學(xué)工具成為教師傳播知識的方法和手段.在建構主義的教學(xué)模式中，計算機軟件不再是單純的教師教學(xué)工具，而演化為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習、協(xié)作式探索的認知1具.傳統教學(xué)模式中，使用頻率較高計算機軟件主要有演示軟件MicrosoftPowerpoint，交互式軟件MacromediaAuthorware，二維動(dòng)畫(huà)設計軟件AdobeFlash等.在構建主義學(xué)習理論的影響下，更加注重培養學(xué)生互動(dòng)性探索能力的交互式仿真軟件得到了越來(lái)越多的重視.可以實(shí)現以上功能的軟件主要有Delphi,MatlabGUI，VisualC等.我們在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，Mathworks公司開(kāi)發(fā)的Matlab軟件中的GUI(GraphicUserInterface)日可以整合多參數的仿真，并能有效嵌人多種腳本程序和多媒體信息，具有相當友好的人機交互界面.我們利用該軟件設計開(kāi)發(fā)對萬(wàn)有引力定律的探究性人機交互界面，可以利用控制變量法對各參數的影響進(jìn)行高精度仿真，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示天體運行狀況極其軌道形狀.經(jīng)實(shí)踐證明，該方法能夠生動(dòng)直觀(guān)地向學(xué)生展示物理原理的數量關(guān)系，加快學(xué)生的認知過(guò)程.
第三，緊緊圍繞學(xué)生知識建構過(guò)程，創(chuàng )建廣義的互動(dòng)協(xié)作環(huán)境‘我們所主張的廣義互動(dòng)協(xié)作有兩個(gè)方面的含義.一方面，廣義的互動(dòng)應該以師生互動(dòng)為基礎.所謂師生互動(dòng)，指的是師生之間相互作用和相互影響，師生相互交流與相互影響.師生交流的內容不僅包括認知信息方面交流，還包括情感信息的交流與互動(dòng)我們在教學(xué)中發(fā)現，針對中學(xué)物理教學(xué)，師生之間的感情因素起著(zhù)相當重要的作用.教師的親和力在很大程度上決定了學(xué)生的學(xué)習效果.另一方面，廣義的互動(dòng)應該以學(xué)生之間的互動(dòng)為主.所謂學(xué)生之間的互動(dòng)，指的是學(xué)生之間的相互作用和影響，包括分組討論、相互評論、相互鼓勵、互助互學(xué)等合作互助，以建立合作與競爭的關(guān)系.我們在課堂教學(xué)中發(fā)現，教師要根據中學(xué)生心理發(fā)展的特點(diǎn)對學(xué)生互動(dòng)進(jìn)行適當的指導，以保證其正確有效的發(fā)展方向.
第四，重視學(xué)生知識建構過(guò)程中，物理環(huán)境對不同個(gè)體影響的差異，因勢利導，促進(jìn)學(xué)生正確物理認知的建構過(guò)程.在建構主義教學(xué)中，學(xué)生可以利用的信息資源相當豐富，這對學(xué)生的思考和探究活動(dòng)起到強有力的支持作用.對中學(xué)生來(lái)說(shuō)他們的物理知識其實(shí)并不為零，而是在學(xué)習物理課之前他們就已經(jīng)有一定的感性認識，這些認識有些是正確的，起積極作用，而有些是不正確的、模糊的起負面消極作用，例如:對于簡(jiǎn)單運動(dòng)學(xué)生是有認識的，即物體移動(dòng)就是運動(dòng)，所以他們對機械運動(dòng)的概念比較容易接受，這是環(huán)境的正面影響.然而，由生活常識，學(xué)生卻習慣地認為樹(shù)木、房屋是不動(dòng)的，所以對運動(dòng)的相對性以及參照物選擇就比較難接受，這是環(huán)境的負面影響我們要做的就是因勢利導在學(xué)生與環(huán)境的相互作用中，強化環(huán)境的正面影響，克服和消除負面影響.實(shí)踐證明，正面影響的強化，負面影響克服，都必須是學(xué)生主體自主的活動(dòng).教師可根據學(xué)生個(gè)體的差異采取適當的方式方法進(jìn)行引導，以加速學(xué)生知識的建構過(guò)程.
3 結論
我們對建構主義學(xué)習理論的起源和發(fā)展現狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述，并對建構主義學(xué)習理論的基本觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述.對在中學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中如何滲透建構主義學(xué)習理論做了初步的探討，結合我們的教學(xué)經(jīng)驗提出了一些可行的教學(xué)策略，首次提出師生互動(dòng)式的實(shí)驗教學(xué)模式，首次提出基于MatlabGUI的人機交互式物理模型仿真的教學(xué)方法.本文對建構主義的學(xué)習和教學(xué)理論的探討以及發(fā)揮物理學(xué)科教學(xué)在提高學(xué)生素質(zhì)中的作用具有重要的理論及實(shí)踐意義.
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