如何进行建构主义教学设计——以高中物理“运动的合成和分解”教学设计为例，本文主要内容关键词为：教学设计论文,为例论文,分解论文,高中物理论文,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。
在认知主义基础上发展起来的建构主义，不仅形成了全新的学习理论，而且也逐渐形成了全新的教学理论。由于建构性学习最符合学习的本质、最有利于开发人脑的潜力、最能促进人的整体的可持续的发展（注：高文.建构主义学习的特征.外国教育资料，1999.1.35-39），如何以学生为中心积极开展建构性教学则成为摆在广大教师面前的一个十分现实的问题。本文以建构主义学习理论为出发点、以促进学生更有效学习为目标指向，结合物理学科“运动的合成和分解”教学内容进行教学设计的宏观分析。
一、明确学习目标、确定学习主题，为学生的意义建构明确方向
在建构主义学习环境中，教学设计围绕着有利于学生完成和深化对当前所学知识的“意义建构”这一中心展开。然而，在“当前所学知识”中，各知识单位（知识点）的重要性各不相同，不加区分地一律要求学生对其达到深刻理解和掌握是不可能的、也是不经济的。为了解决这一问题，对教学目标的分析非常重要。对教学目标的深刻把握有助于我们从所学内容中选取一些最基本的概念、原理、方法和过程作为当前学生所学知识的主题，进而为学生的“意义建构”指明方向。
运动的合成和分解是研究复杂运动的一种基本方法，即较为复杂的运动可以看作是两个或几个较简单运动的合运动，这是研究抛体（平抛和斜抛）运动的预备知识。在本节内容学习后，学生应当能够：
[学习目标1]在一个具体的问题中知道什么是合运动、什么是分运动，知道合运动和分运动具有同时性，而分运动之间彼此独立、互不影响。
[学习目标2]知道什么是运动的合成、什么是运动的分解，理解运动的合成和分解遵守平行四边形定则。
[学习目标3]会用作图法和直角三角形知识解决有关位移、速度的合成和分解问题。
[学习目标4]会用运动的合成和分解方法分析平抛运动、雨滴下落等一些实际问题。
在学习目标的分析过程中，除了注重学生认知能力的发展，也还应当关注学生情感目标的达成。
二、基于真实任务、创设学习情境，充分发挥现代教育技术的作用
学习活动的真实性一直被认为是建构主义学习环境的重要特征。持建构主义教学观的学者们认为：真实性的任务可以整合多种知识和技能，它有助于学习者用“真实”的方式应用知识，在知识的应用中建构知识的意义；真实性的任务也有助于学生意识到他们所学习的知识和技能是与他们相关的和有意义的，这是维持学习动机的非常重要的因素。
建构主义学习理论对学习环境的强调和重视，使得“创设真实情境”成为教师开展有效教学以促进和帮助学生实现“意义建构”目标的一项重要任务。为此，我们可以利用“几何画板”程序中的动画、移动、分段函数等功能制作“小船过河”的课件系列，去模拟生活中真实的小船过河运动，让学生自己探索“运动的合成和分解”的有关规律。具体说来，“小船过河”系列课件包括（其中课件5、6、7留待学生课后探究）：
[系列课件1]小船合运动与分运动（船相对于水的运动和船随水的运动）具有同时关系，位移与速度合成遵从平行四边形定则。
[系列课件2]小船分运动具有独立性，特别是小船船头正对河岸时，过河时间与水流速度无关，让学生体会运动的独立性。
[系列课件3]关于小船过河时间最短的条件的探究。
[系列课件4]关于小船过河位移最短的条件的探究（v[，船]＞v[，水]）。
[系列课件5]关于小船过河位移最短的条件的探究（v[，船]＜v[，水]）。
[系列课件6]关于小船沿着一定方向过河对速度大小要求的探究（在v[，水]一定时）。
[系列课件7]关于小船船头正对河岸由静止匀加速过河时小船轨迹的探究。
事实上，要使“真实的情境”实实在在地进入课堂并非总是十分方便和可行的，而“虚拟的”或“模仿的”情境便成为“真实情境”的一种有效且十分方便的替代，计算机的迅速发展及互联网络的多媒体技术手段为完成这一任务提供了最为有效的工具。与此同时，这一过程也为学科课程与信息课程的有机整合提供了现实空间。
三、指导学生探究、实现问题解决，把学生意义建构活动引向深入
学习是建构性的。学习过程不仅仅是简单的信息输入、存储和提取，在这一过程中，学习者必须对新信息（内容）所反映事物的性质、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，亦即通过认知结构的发展变化形成新的更为合理的知识结构。心理学的研究表明，学习者认知结构的发展变化有“同化”和“顺应”两种基本的途径或方式。同化，是指学习者把外在的信息纳入到已有的认知结构中，以丰富和加强已有的思维倾向和行为模式；顺应，则是指学习者已有的认知结构与新的外在信息产生冲突，引发原有认知结构的调整或变化，从而建立新的认知结构。同化是认知结构的量变，而顺应则是认知结构的质变，同化与顺应相互交替、循环往复，学习者正是在这一过程中发展了认知水平，完成了个体的自主性建构，实现了“意义建构”这一教学过程的最终目标。
在“运动的合成和分解”教学中，学生可以按照顺序依次学习以下主题，用探索法和发现法去构建物理知识的意义；而教师则在必要时就学生当前的学习主题，根据“最近发展区”理论给予适时和适量的复习、补充和提示，把学生的探究学习活动一步一步地引向深入。例如，在学习“运动的合成和分解”之前，教师可引导学生复习有关“力的合成与分解的平行四边形定则”，为学生开展新知识的意义建构准备适当的“概念框架”。
[学习主题1]小船的合运动和分运动具有同时性。
[学习主题2]小船运动的合成和分解（位移、速度等）遵循平行四边形定则。
[学习主题3]小船过河时间最短的条件，并体会各分运动之间的相互独立性。
[学习主题4]小船过河位移最短的条件（v[，船]＞v[，水]），并掌握速度的正交分解方法。
在教学实践中，接近生活真实的、复杂的任务整合了多重的内容和技能，它们有助于学生意识到他们所学知识的相关性和有意义性（注：杨开诚.建构主义学习环境的设计原则.中国电化教育，2000.4.14-18）。
四、组织学生对话、丰富学生理解，在协作中使意义建构更加完善
每个学习者都以自己的方式建构对于事物的理解，不同的人看到的是事物不同的方面，学习者通过合作可以使理解更加丰富和全面。因此，建构主义特别强调学习者之间的充分沟通与合作，强调学习者之间的有效交流和互动，注重在物理教学中采用师生互动、生生互动、生媒交互等多种具体方式，通过协作使学生的意义建构更加完善。
建构主义强调在努力为学生营造一种宽松、民主的学习环境和为学生创设一些具体的问题情境外，教师还是教学过程的组织者、指导者、学生意义建构的帮助者、促进者。特别是在学生自我探究之后，教师可以就学生学习中所提出的问题或教师自己安排的其他适当问题组织学生讨论、开展协作学习。在组织学生“协作”、“会话”（讨论学习主题的有关问题）的过程中，教师要对学生提供具体的指导，并对学生的回答给予明确、积极的评价或帮助学生弄清回答的根据和理由，组织、引导并虚心平等地介入学生间的讨论和交流；教师要把握所讨论的“问题”的价值——问题要能够引起学生的认知冲突，并具有一定的思考性、探索性、思想性、趣味性、开放性；教师要注意问题的阶梯性（学生认知结构的最近发展区），即站在学生现有水平的稍高处，有效地促进学生通过连续地问题解决活动将对规则的理解从一个水平提高到一个新的水平。
[讨论问题1]小船的实际运动是怎样的？哪一个是合（分）运动？
[讨论问题2]分运动彼此独立吗？分运动之间有无相互联系？
[讨论问题3]小船过河时间最短的条件是什么？小船过河的最短时间由哪些因素决定？
[讨论问题4]探索小船船头沿着什么方向小船过河位移最短时。v[，船]＞v[，水]的限制条件意味着什么？是否意味着还有其它情况？……
五、评价学习成效、促进学生反思，籍此提高学生的自我评价水平
建构性学习不是简单地占有别人的知识，而是建构自己的知识经验，形成自己的见解。建构性学习要求学习者承担更多的管理自己学习的任务，要求学习者必须从事自我监控、自我测试、自我检查、自我评价等活动，以诊断和判断他们在学习中所追求的是否是自己设置的目标，通过诊断与反思以判断自己的学习进展及与目标之间的差距，采取各种增进理解和帮助思考的策略，完成对知识的深层次建构（注：张建伟等.简论建构性学习和教学.教育研究，1999.5.56-60）。与此相应，教师则应当有意识地注重提高学生元认知意识的水平和自觉的反思监控能力，逐步培养学生的诊断反思的习惯。在教学中，教师要留给学生一定的可以自由支配的时间以完成对学习过程的自我监视和调节，评价自己自主学习的能力、在小组讨论中的贡献和对知识意义的建构水平，逐步地使自己的反思监控水平从外控向内控、从有意识向自动化水平发展。
在“运动的合成和分解”教学中，可引导学生思考以下一些问题：
[反思内容1]我真正理解了合运动与分运动的同时性了吗？
[反思内容2]在处理小船过河时间最短问题时，我的方法合理吗？
[反思内容3]如果水流的速度在河中央更快，是否影响小船过河的最短时间？
[反思内容4]运动的合成和分解遵循什么规律？与以前学习的力的合成和分解是否有相同的规律？其间是否存在更深刻、更本质的原因？这一规律有无新的应用？
[反思内容5]在研究“运动的合成和分解”中，正交分解法还有效吗？
[反思内容6]力的分解要根据力所产生的实际效果，“运动的合成和分解”是否也要看它所产生的实际效果？例如：小船在绳子牵引下运动时，v[，船]与v[，绳]之间关系是怎样的？……
教学经验表明，恰当的反例对于学生自行纠正理解上的错误有一定的益处，因为恰当的反例也是一种“组织者”，它可以帮助学生反思“上当”或“陷入困境”的原因，因而构成了促进学生反思调控、进而优化学生原有认知结构的重要方面。
六、提供情境变式、帮助学生迁移，在拓展中发展学生的学习策略
皮亚杰指出：在整个认知发展过程中，人们面临新事物时获取新知识和解决新问题的方式只有两种——同化与顺应。在促进智慧技能学习的迁移方面，最好是为学生提供各种各样的“新任务”，在不同的情境中呈现“变式”，为增加提取线索提供精加工的练习。因此，除课本后所附的问题外，还可以适当增补一些有针对性的材料以丰富学习情境、拓展学习主题，通过知识的广泛应用纠正学生原有的错误认识和片面理解，在新问题的解决过程中优化学生的认知结构，发展学生的学习策略。
[变式情境1]学习主题4拓展：当v[，船]＜v[，水]时，小船船头沿着什么方向小船过河位移最短？
[变式情境2]小船在绳子牵引下的运动，问题：当绳子与水面成θ角时，v[，船]与v[，绳]之间的关系怎样？
[变式情境3]自动扶梯问题：某自动扶梯上行，人沿扶梯上行数得扶梯台阶数为N[，1]，人沿扶梯下行数得扶梯台阶数为N[，2]。当扶梯静止时，扶梯的台阶数为多少？
[变式情境4]旋转圆台上的射击问题：半径为R的旋转圆台绕中心轴以角速度w匀速转动，其边缘有一人持抢射击，子弹离开枪筒的速度为v，欲使子弹射中转轴上某物体，枪口应沿着什么方向？物理量R、w、v之间应满足什么关系？
[变式情境5]旋转圆筒中的物体下落问题：半径为R的圆筒绕中心轴以角速度w匀速转动，其粗糙内壁上有一小物体一边随筒转动，一边沿筒壁母线从静止开始相对于筒壁竖直下落。若母线长l，当物体从上端滑到下端时，圆筒正好转了n圈。求物体与筒壁间的动摩擦因数……
[4]瞿葆奎编.教育学文集·教学（上册）.北京：人民教育出版社，1988，778
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