建构主义教学观与物理教学模式，本文主要内容关键词为：教学模式论文,物理论文,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。
1.建构主义的教学观
1.1 知识观
建构主义者强调，知识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释、一种假设，它并不是问题的最终答案。相反，它会随着人类的进步而不断地被“革命”掉，并随之出现新的假设；而且，知识并不能精确地概括世界的法则，在具体问题中，我们并不是拿来便用，一用就灵，而是需要针对具体情景进行再创造。此外，知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外，尽管我们通过语言符号赋予了知识一定的外在形式，甚至这些命题还可得到较为普遍的认可，但这并不意味着学习者会对这些命题有同样的理解，因为这些理解只能由个体学习者基于自己的经验背景而建立起来，这取决于特定情景下的学习历程。这些知识在被个体接受之前，它对个体是毫无权威可言的，不能把知识作为预先决定了的东西教给学生，不要用我们对知识正确性的强调作为让个体接受它的理由，不能用科学家、教师、课本的权威来压服学生，学生对知识的接受只能靠他们自己的建构来完成。
1.2 学习观
建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，学习者不是被动的信息吸收者，相反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由他人代替。这意味着学习是主动的，学习者不是被动的刺激接受者，他要对外部信息做主动的选择和加工，因而不是行为主义所描述的S－R过程。知识的意义也不是简单地由外部信息决定的，外部信息本身没有意义，意义是学习者通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程建构而成的。每个学习者都在以自己原有的经验系统为基础，对新的信息进行编码，建构自己的理解。原有知识又因为新经验的进入而发生调整和改变，所以学习并不是信息的简单积累，它同时包含由于新、旧经验的冲突而引发的观念转变与结构重组。
1.3 师生观
建构主义强调，学习者并不是空着脑袋走进教室的。在日常生活中，在以往的学习中，他们已经形成了丰富的经验，小到身边衣食住行，大到宇宙、星体的运行，从自然现象到社会生活，他们几乎都有自己的一些看法和主张。有些问题即使他们还没有接触过，但当问题出现时，他们往往可以基于相关的经验，依靠他们的认识能力，形成对问题的某种解释，这并不是胡猜乱想，而是从他们的经验背景出发而推出的合乎逻辑的假设。所以教师不能无视学生的这些经验，另起炉灶，从外部装进新知识，而要将学生现有的知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。因此，教师不仅是知识的呈现者，他应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们现在的看法，洞察他们这些想法的由来，并以此为依据，引导学生丰富或调整自己的理解。这就需要教师与学生共同针对某些问题进行探讨，在交流与质疑的过程中，了解彼此的想法，从而作出某些调整。由于经验背景有差异，学习者对问题的理解常常各异，在学习者的共同体中，这些差异本身便构成了一种宝贵的学习资源。当然，在个体的自我发展和外部引导两者之间，建构主义着力研究的是前者，但它并不否定后者在个体发展中的作用，而是强调不应径直地教。
2.建构主义的教学模式
在建构主义教学观的理论背景下，产生了一系列新的教学模式，其中较为典型、较为成熟的有三个，即“情景教学”、“随机访问教学”和“支架式教学”。
2.1 情景教学（situated instruction）
情景教学是指创设含有真实事件或真实问题的情景，学生在探究事件或解决问题的过程中自主地理解知识，建构意义。教师同样是情境中的事件探究者或问题解决者，教师在与学生共同建构意义的过程中给学生提供必要的帮助。这里的情景是基于现实世界的真实情景，是与现实情景一致或类似的。由于这种教学是以真实情景或问题为基础的，故又称之为“实例式教学”或“基于问题的教学”。情景教学中的各种事件或问题是学生要完成的“真实性任务”（anthentic task），是教师和学生思想的焦点。通过学生和教师对这些事件或问题的探究，教学内容及其进程成为一个动态的、有机的整体，这些事件或问题恰如一个个锚（anchors），把学生与教师的“思想之锚”固定在知识的海洋之中， 在对知识的纵深探究中不断建构每一个主体真正的意义。因此，也有人把这种教学形象地称为“抛锚式教学”（anchored instruction）。
2.2 随机访问教学（random access instruction）
随机访问教学是另一种建构主义教学模式，该教学模式是基于建构主义学习理论的一个新兴分支“认知弹性理论”（cognitive flexibility theory）发展起来的。认知弹性理论认为，人的认知随情景的不同而表现出极大的灵活性、复杂性和差异性，基于认知弹性理论的随机访问教学，是指对同一教学内容在不同时间、不同情景，基于不同目的，着眼于不同方向，用不同方式多次加以呈现，以使学习者对同一内容或问题进行多方面探索和理解，获取多种意义的建构。这里的“访问”（access）原是计算机科学的术语，主要指在互联网上对不同网站进行搜索、访问。“随机访问”即自由地、随机地从不同角度访问、探索、建构同一内容。这实质上是“换一个角度看问题，换一个情景解决问题”的教学模式。
2.3 支架式教学（scaffolding instruction）
支架式教学是通过一套恰当的概念框架来帮助学习者理解特定知识、建构知识意义的教学模式，借助该框架，学习者能够独立探索并解决问题，独立建构意义。“支架”（scaffolding）原意是建筑行业使用的“脚手架”，这里用来比喻对学生解决问题和建构意义起辅助作用的概念框架。通过其支撑作用，学生的认知发展不断从实际水平提升到潜在水平。教师的作用就在于使这样的概念框架尽可能完善。
3.基于建构主义教学观的物理教学模式
基于建构主义教学观的新课程的基本理念需要各学科的丰富多样的教学模式来体现，从而保证理论与实践的有效衔接与互动。鉴于此，结合近年来中外物理教学改革的大量实践，笔者试图就建构主义教学观的物理教学模式作一初步探讨，并以此抛砖引玉，求教于专家同行。
3.1 实验课题研究模式
这是一种在西方国家得到广泛运用并取得良好效果的、旨在培养学生独立探究和创新意识的物理教学模式。以下是一则实验课题研究案例。
课题：奇异的浮沉子。如图1所示， 在一根较长的玻璃管容器内装水近满，水面上浮着一只倒置的小试管，试管顶部有一定量的空气，另用一块橡皮膜把玻璃管的上端开口封闭起来。用手指向下压橡皮膜使小试管下沉，至一定深度将手指松开，设松手时小试管处的深度是x。 为便于在实验中改变参量，小试管用一小塑料注射器改制而成，注射口处加一小橡皮帽。长玻璃管开口端用一橡皮塞和较大的注射器联接，以改变上方空气压强。
（1）随着x的增加，小试管的运动趋势如何？用实验来证实你的预测；
（2）请猜测小试管的运动与哪些因素有关， 用实验来证实你的预测；
（3）试用数学模型分析小试管的运动特征， 用图像表述小试管所受合力与深度的关系；
（4）列举你所熟悉的类似现象，并画出各自的图像， 用反馈的原理来说明这类事物的共同特征。
这是一则典型的实验研究课题，它基本上是科学家的科学探究过程的模拟，但又加以适度引导，这对于培养学生的科研意识和研究能力是十分有益的。当然，实验课题研究教学模式的运用，必须注意区分不同学段和不同层次的学生，对于同一实验课题，可以分别提出不同的要求，以使所有的学生都能动手并有所收获。
3.2 物理趣味表演模式
这种教学模式有利于为学生创设一个真实而生动的物理情景，激发学生的求知欲和探究热情。图2是几则物理趣味表演的图例， 它们分别是：水顶球、会翻跟头的摩丸、奇异的双锥上旋体和饮水鸟。
上述表演器材都较简单，效果却十分明显。这种教学模式在国内外正受到越来越多的关注。在具体运用这种模式进行物理教学时，有两点需要注意，一是控场。即搞好现场组织，否则看表演就成了看热闹。可以先向学生提出相关问题，边看边思考；二是分层。即对同一表演，向初中和高中的学生提出的问题应有所不同，初中以定性问题为主，高中应有适量定量问题，如数学建模和图像分析。
3.3 真实问题解决模式
这是一种将社会生活中的真实事件作为原始材料，从中抽象出物理问题，让学生运用所学知识独立解决问题的物理教学模式。
这种基于真实事件的案例教学流行于德国等西方国家，我国香港的中学物理教学也经常采用这种模式。如：在讲到功能关系问题时，选用一则新近发生的公共汽车的交通事故为案件，并提供事故调查小组发布的真实测量数据，让学生计算发生车祸前该公共汽车的行驶速度，并根据相关法规判定事故责任人。又如：在讲到阿基米德定律时，选用当时正在建造的海底隧道的“沉箱法”为案例，给出沉箱的真实数据，让学生计算出装满水沉入海底的沉箱在抽空其中的海水后所产生的浮力大小，并依此为隧道建筑工程师提供将沉箱固定于海底的多种方案。
3.4 先行组织者模式
先行组织者（advance organizer ）又译作前期连接因子或先导因子，由美国著名认知心理学家奥苏贝尔（D.P.Ausubel）提出。其含义为：能激活新旧知识之间实质性联系，使学生有效地掌握新知识的教学材料，它较所学内容有更高的抽象、概括和普适程度。利用先行组织者，能很容易地使新知识与认知结构中现存的相关概念连接在一起，从而促成有意义学习。先行组织者教学模式是建构主义倡导的支架式教学的具体模式。在物理教学中先行组织者有多种形式，它可以是物理教学中为学生在学习新的物理知识、概念或规律前，提供给学生的一段话、一段文字、一则公式推导、一幅图形、一段动画、一段录像或是一个演示实验。总之，一切能沟通外部信息和内部结构的中间媒体都可以成为先行组织者。
3.5 社会文化模式
这是一种关注社会、体现人文主义精神的物理教学模式，它是社会建构主义教学观的必然要求。目前在国内外已有许多成功案例的STS教育，就是这种模式的典型范例。另外，当前国内外都出现了一种在自然科学教育中，渗透人文主义精神的课程编制和教学设计倾向。如美国哈佛大学教授G·霍顿（G.Holton）等编写的《物理课程设计》简称《PPC物理学》（The Project Physics Course）就是体现人文精神，以文化为中心的课程，该书重点放在物理科学中的发现、推理及概念形成的本性上，着重从历史和哲学的角度进行阐释。我们注意到，国内也有这方面的成功尝试，如复旦大学出版社出版的、倪光炯等编著的《改变世界的物理学》，基于这种课程的教学设计模式必然是人文主义和文化中心的。更令人欣慰的是：社会文化对科学教育（当然包括物理教育）的影响及相应的教育教学模式的研究，已受到越来越多的国内外学者的关注。