探究式学习活动的情境设计——建构主义学习理论的指导（三），本文主要内容关键词为：情境论文,学习理论论文,建构主义论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
新课程标准把探究式学习提到了学习方式的核心地位高度，但如何在教学中实现这种转变是能否落实这一课程理念的重要问题.而要实现课程理念到教学行为的转变，首先必须依赖于新的教学设计观的支持.
1 建构主义学习理论的基本要点
上世纪后期以来，国际理科教学改革的发展与学习理论研究的发展密切相关，建构主义学习理论的精髓日益被广大课程教学工作者所接受，并指导其课程教学设计的实践.了解建构主义的学习理论，对我们实施新课程有借鉴的意义.
建构主义源自关于儿童认知发展的理论，由于个体的认知发展与学习过程密切相关，因此利用建构主义可以比较好地说明人类学习过程的认知规律，能较好地说明学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成，以及理想的学习环境应包含哪些主要因素等等.在建构主义思想指导下可以形成一套比较有效的认知学习理论，并在此基础上实现较理想的建构主义学习环境.
建构主义认为.知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，在获取知识的过程中，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资源，通过意义建构的方式而获得.由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助，即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此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或四大属性.
“情境”：在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题，并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一.
“协作”：协作发生在学习过程的始终.协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用.
“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节.学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过程，在此过程中，每个学习者的思维成果（智慧）为整个学习群体所共享，因此会话是达到意义建构的重要手段之一.
“意义建构”：这是整个学习过程的最终目标，所要建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系，在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解.这种理解在大脑中的长期存储形式称为“图式”，也就是关于当前所学内容的认知结构.
由以上所述的“学习”的含义可知，学习的质量是学习者建构意义能力的函数，而不是学习者重现教师思维过程能力的函数.换句话说，获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义的能力，而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力.
建构主义的学习理论对教学设计有思想上的指导意义和具体实践的指导意义.需要说明的是，建构主义提出的学习环境的四大要素.在教学设计中不是彼此孤立的，而是紧密联系的，设计者必须将它们联系起来，为学习者提供体现学生主动性、探究性、合作性和有利于意义建构的学习过程.
2 探究式学习活动的情境设计
这里的情境，指的是为学生提供学习的物质环境和人文环境.
长期以来，在我们的理科课堂设计中，创设情境的出发点是使学生获得知识和技能，教师是传授者，学生是接受者，设计的重点是如何有效地传授，让学生跟着教师的思路走，围绕着单一学科的需要，力求提供简化和纯化后的情境.例如，关于比热容的教学.一般的设计过程大体是：
（1）提出问题：在热传递过程中，物体内能的变化可以用热量来量度，物体吸收了多少热量，物体的内能就增加了多少，物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少.物体吸收或放出的热量与哪些因素有关呢？
（2）实验：取两个相同的烧杯，分别装相同质量的水和煤油（或酒精），用相同的热源加热，使它们升高相同温度，看哪一种物质所需要加热的时间长？
（3）教材直接给出实验结果，并推广到一般结论：不同种类的物质，在质量和温度变化相同时，所吸收（或放出）热量一般不同.
（4）定义比热容的概念，阐明概念的物理意义.
（5）应用比热容的概念解释有关现象.
其他的概念教学模式大体与上述相同，分析这种模式的特点可以看出，它的学科的逻辑性比较强，解决的问题比较明确，结论比较清晰.强调概念的严密和准确，过程中比较关注技术的细节，如何使实验成功，如何减小误差等.但由于建立概念的抽象性强，远离学生的生活经验，不易唤起学生学习的动机，又由于缺少能激发认知冲突的情境和让学生思考和交流的机会，因此学生潜在的错误认识不易暴露，科学的认知结构难以形成.此外，这种模式常常是直接给出结论，容易使学生的探究流于形式，学生缺乏从过程中获得的充实感和兴奋感，探究能力得不到发展，易于忽视科学的本质问题.
针对原有模式存在的问题，考虑建构主义学习理论的合理内核，我们提出如下刨设探究式学习活动情境的策略：
（1）力求使探究始于真实和接近学生所处的真实环境（自然、生活和社会的环境）.探究式学习与科学家探究的不同之处在于以学生发展为目标及其目标的多重性，必须考虑学生的心理特点和认知规律，因此应当从学生所处的自然、生活和社会环境出发.从自然到科学，从生活到科学，从科学到社会，为学生提供宽广的学习科学的人文背景，这种背景应当是贴近学生实际的，只有这样才能有效地激发学生的学习动机，促进学生态度、情感和价值观的发展.
（2）情境中隐藏着可能被学生发现的问题，努力创设给学生发现问题和提出质疑的机会.探究始于问题，培养学生问题的意识和发现问题的能力是培养探究能力的首要目标，也是培养创造能力的关键.
（3）情境有一定的综合性和复杂性.真实的情境往往是综合和复杂的情境.人们认识事物多半从整体到部分再到整体，从综合到分解再到综合.培养创造力也需要学会把综合的、复杂的事物化解为较为单纯和简单事物，进行研究，再进行综合的研究.一定的综合性和复杂性势必给学生带来一定的挑战性.如果将这种情境的挑战性设置在学生认知的“最近发展区”，就会有效地调动学生的内部动机.
（4）情境有可探究性，关注实验和其他实践途径的探究，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.反映在问题的解决上，可以分解为一些小的问题来解决，具有可收集证据的途径和方法，如实验、调查等途径和方法，并可与学生学习的理论联系起来，获得一定的解释.
（5）关注情境中“协商”过程的设计.所谓协商过程即交流讨论的过程.协商有“自我协商”与“相互协商”（也叫“内部协商”与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己争辩什么是正确的；相互协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论.将两种协商结合起来，就能达到有效的会话和协作.
（6）关注信息技术和资源的应用.小小的教室空间，如何使学习的情境带有真实性，一定的综合性、复杂性，具有探究性？必须提供充分的、丰富多采的教学资源，而且是综合性的教学资源，其中信息资源是十分重要的部分.利用现代教育技术和网络技术，可提供反映真实的、丰富多采的、隐含问题、跨越时空的情境，用这样的情境诱发和支持实践（包括实验室和课堂外的自然社会实践）、协作的探究活动.
3 实例分析
下面以《物质的比热容》①这一节为例对情境设计的上述策略作一说明.
教材首先提供了这样的一个情景：暑假时，小明和小华去海边游玩.中午，他们赤脚走在海边的沙滩上，觉得沙子很热；当他们跳进海里时，觉得海水很凉.傍晚，他们又去海边，却发现沙子变凉了而海水却很温和.在这种情景下，提出了一个问题：为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样.这是一种真实生活的情境，像海洋性气候、大陆性气候、不同时间赤脚漫步河滨和涉水时的感觉、稻田放水灌秧等都与物质的比热容这个主题相关，从真实的情境切入学习的主题，学生就不会觉得枯燥无味.对于这一情境，我们用什么手段来提供呢？可以让学生看了教材后，回忆他们类似的生活经验；也可以运用录像视频等将这一情境展示出来.
由创设的情境提出问题，很自然地就会激发学生对可能的答案进行猜测和思考.但这些看法很可能是五花八门、各色各样的.这是一种艰苦的智力劳动，它需要从复杂、错综的情境中分解为两种较为简单的情境：中午和傍晚，又要对每一种情况进行条件和结果的比较分析，才能提出合乎逻辑的猜测.教材用卡通画的形式给学生以启发，教师还要根据学生的思维活动和会话活动给予肯定、再质疑和引导.在这里，教师很难预定一个不变的程序，必须根据学生在会话中的表现进行动态的调节.例如，教师希望学生说可能是吸收相同热量砂子和水升高的温度不同，但学生却说可能是砂子和水吸收的热量不同.教师就应当做适当的点拨和说明，把学生的假设引到是否沙子吸热升温和放热降温都比水快这一猜测上来.
有了猜想，下一步就是设计实验，通过实验来验证猜想.在探究活动中，这是重要的一步.每个学生都可能有他与众不同的设计，但是显然，不会都是正确的.此时，教师作为教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者、促进者，就应当特别关注引导学生通过交流，自己来解决问题.设计实验的关键问题是要考虑砂子和水的升温可能和哪些因素有关：与吸收的热量有关，与物质的性质（种类）有关，与物质的质量有关.本实验中要考查温度的升高与不同的物质（水或砂子）是否有关.就必须使其他两个量保持不变.这里渗透着控制变量的思想方法.在方案确定以后，还要考虑具体的措施.其中有二个重要的问题需要解决：一是如何加热使砂子和水在相同时间吸收的热量大致相等；二是如何测量温度和加热的时间.设计实验的过程中，应当关注学生可能出现的创造火花.例如，教材通过卡通人物给出了两种方案：小明想到了观察物体加热相同时间温度的升高是否相同，而小华则认为应该观察物体升高相同温度所需要的时间是否相同，但对此没有评价，为的是让学生发表意见.学生中也必然会有这两种观点（教师当然清楚这两种方法都是可行的），尊重学生的意见，由学生自己思考来选取合适的方法验证各自的理论.实验过程尽量由学生独立完成.
显然，用砂子和水这两种物质来实验比用水和煤油（或酒精）实验精确程度要差，搅拌的效果也是用两种液体好，但用砂子和水能直接回答真实情景提出的问题，而且也能满足定性的要求.所以采用砂子和水.在此基础上.可再让学生按同样的方法用煤油（或酒精）实验，推广后建立比热的概念，并阅读不同物质的比热表.
然后组织学生用建构的知识解释一开始创设情境中提出的问题.最后再提出类似情境的问题：如海陆风成因的解释，又如某些科学家预测长江三峡水电站建成后库区的平均气温可能有所提高.这些问题可以留在课外让学生通过查阅讨论来解决.这一阶段可以说用随机通达的策略，强化意义建构，也起到反馈评价的作用.
以上案例说明情境设计中的一些策略思考，对于不同的探究课题，其教学设计的思路是不一样的，过程的模式也是非常灵活的，它体现着教学创造的本质特征，有关多种形式的探究教学设计，将在后续文章中介绍.
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