基于建构主义的探究式物理教学初探

　　基于建构主义的探究式物理教学初探

　　周胜群

　　(孝昌县第一高级中学 湖北省 孝昌432900)

　　[摘要]时下进行的我国第八次课程改革，下处在由点到面的关键时期。课程改革的关键在于教师转变观念，积极进行教学模式的探索与实践。基于建构主义理论，本文就探究式物理教学模式进行探讨。

　　[关键词]课程改革 建构主义 探究 教学模式

　　基础课程改革的目标之一是，“改变课程实施过程中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学 生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

　　课程改革的实效性从根本上取决于课程实施环节，故要想将这些要求真正落实到基础教育教学实践中，使之成为教师的自觉行为，教师除了要掌握先进的教育教学理论，以理论指导实践之外，还应在先进的理论指导下积极探索教学模式的改变。

　　从《纲要》中我们会体会到，中学物理教学应突出两大基本特征：建构性和探究性。本文基于建构主义理论与基础课课程改革要旨契合处，讨论基于建构主义的探究式物理教学的理论构建、实施策略及实践过程中的问题进行探讨论。

　　建构主义与基础课程改革的契合

　　1.1建构主义的基本理论

　　建构主义的学习观认为：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.学习不是信息简单地由外到内的单向输入，而是通过新信息与学习者原有的知识、经验双向的相互作用而实现的，也就是学习者与学习环境之间互动的过程。“情境”、“协作”、“会话”和 “意义建构”是学习过程中的四大要素或四大属性。其中“意义建构”是学习过程的最终目标。这里的 “意义”是指事物的性质、规律以及事物间的内在联系。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。

　　建构主义的学习方法：提倡在教师的指导下，以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。其学习条件是：第一，学习要以学生为中心，注意主体的作用； 第二，学习情况要与实际相结合，因为实际情境领域具有生动性和丰富性，能使学生掌握高级的知识：第三，注意协作学习，强调学生与学生的讨论和相互学习：第四，注重教学环境的设计，为受教育者提供丰富的资源。

　　1.2课程改革的基本理念

　　基础课程改革的理念是：倡导全面、和谐发展的教育；重建新的课程结构；体现课程的现代化倡导建构的学习；促进课程的民主化与适应性等。因此现代课程不再是静态的内容，而是学生发展的动态过程，课程一旦发生就是一个动态的过程。生动、活泼的课程形态是由理解、沟通、主体参与、互动这四大因素构成，它们既是形成课程机制不可缺少的因素，又是课程形态的基本内容；同时，它们也是对现代课程的一个总体描述。

　　现代课程强调每个课程主体的自主性 、能动性刨造性，任何一个学生的游离都不利于互动的形成。其次，由于学生身体、心理、精神的高度投入，他们会一种生命的体验。在体验中，实现主、客二体的自然合，物我两忘。

　　1.3建构主义与基础课程改革的契合点，

　　（1）学习过程是主动建构意义的过程

　　（2）学习过程是通过高级思维活动来解决问题的过程

　　（3）学习过程是一个交流与合作的互动的过程

　　从以上的分析中不难看出，建构主义与基础课程改革有着密切的内在联系。它提出来的一系列新的设想对基础教学改革，特别是对探究式物理教学模式具有深刻的启示。有鉴于此，可作为新课程改革中教学模式的构建提供理论基础。

　　2 探究式物理教学模式的理论构想

　　2．1 建构主义教学思想应贯穿于整个物理教学过程

　　物理教师改变传统的物理教学思想，构建“建构主义教学思想、方法”，这本身就是一种意义建构过程。只有让物理教师感悟到建构主义教学思想的科学性、实用性、合理性、先进性，才能真正接受并实施建构性教学。

　　2．1．1 建构主义教学思想对教学系统要素的理解

　　(1)教师的工作应该围绕学生的学习而展开，教师是学生学习活动的发起者、组织者、支持者、调控者和评价者。

　　(2)学生既是教学服务的对象又是教学活动的主体。只有建立在学生原有知识、经验基础上，并促使学生主动参与、深层次理解的学习(即有意义学习)，才能使学生的认知结构、元认知水平以及非认知结构(情感、态度、价值观等)获得发展。

　　(3)教学内容主题化、动态化。教学内容的载体不仅仅是教材，还包括教学参考书、文献、生活经验、社会事实、教师、同学、家长、互联网等等，我们常常统称为教学资源。时代的发展、社会的变革、自然环境的演变、学习者所处时空的差异，都有可能使学习者在同一学习内容上获得不同的结论。

　　(4)教学条件包括教学所用的媒体、手段以及教学赖以发展的软、硬环境等。建构主义提倡营造一种和谐的、民主的、充满学术味的教学气氛，学校的设施应尽可能满足师生教学中的各种需要，教学媒体和手段不应只由教师去设计、展示，还应由学生去评价、去创造。

　　2．1．2 建构主义教学思想对教学系统运作的理解

　　建构主义教学强调让学生置身于某种特定的教学情境之中，这种情境是由教师来创设并展示的(教师可以充当情境中的一个角色，也可以置身于情境之外)，使学生一旦关注并感知情境，就会发现问题并产生求知的欲望。这时，学生就能够不知不觉地在这种情境问题的创设与交融中领悟到所要学习的知识。在此基础上便是学生围绕问题所进行的一系列学习活动，如建构假设、制定研究方案、查阅资料、设计实验、做实验、整理数据、归纳事实、推理论证、讨论交流、总结概括、拓展应用等等。通过学习，如果没有达到预期的目标，则可能的归因有：(1)教学内容本身难度超出了学生的“最近发展区”；(2)情境的展示没能让学生把握问题的关键；(3)教师对学生的指导和支持缺乏层次性、鼓励性、全面性、深刻性；(4)教学条件不能满足学生建构意义的需要；(5)给学生提供自我建构的时间和机会不够。显然，教学是基于各教学要素的相互结合、相互作用而逐步逼近目标的。教学中任何一个要素或环节出现了问题，都有可能影响学习的效果，进而影响学生的发展。

　　在教学的师生互动中，各要素就是通过学生的 “感知一想象一实践一反思一讨论一结论一再实践”等活动中理解什么是“物理”，学会“以物究理”。

　　建构主义教学思想正是提倡营造一种既体现开放性，又强调协作与整合的教学系统，这就要求教师引导学生理解当今社会“合作与竞争”、“分享与独创”相并存的辩证关系，在学习上大胆质疑、想象和尝试，并不惜将自己的思想、观念与同学、教师、亲友等交流、分享，取长补短，共同进步。这种学习方式实质是由师生共同创造了一种“快乐物理”、“用脑子学物理”的教学系统，在很大程度上克服了传统物理教学中学生学习心理上“痛苦”以及思维上“机械、懒惰”的本质。

　　2．1．3 建构主义教学思想中的教学测量与评价观

　　在传统物理教学中，我们常用的教学测量手段是测验(考试)，所涉及的题 目千变万化，但万变不离其宗——双基和能力，这实质上考察学生灵活应用知识的能力。然而，建构主义教学并不看重这些“题海”式测量。它的测量更为直接，更为开放，如概念图、学习日记、知识论坛、专题探究、综述等等。其中，概念图、学习日记、知识论坛等能有效地测量学生认识结构 、超认识(元认知)结构以及观念变化的情况，基于这几类测量的评价实质上是一种诊断性评价，它不仅帮助教师了解学生学习的心理状态，而且还提示了学生观念变化的规律和条件，从而使教师的教学更有针对性，在一定程度上克服了传统形成性测量与评价难以析因、“舍本逐末”的本质。

　　2．2 以科学探究的方式组织物理学习，突显物理学科的“本色”，贴近学生心理

　　以科学探究的方式组织物理学习，可以使学生切身感悟物理科学奇妙莫测、广泛实用的“本色”，满足了他们好奇、好动、好思的学习心理需求，从而引发他们主动建构物理知识，主动获取物理信息，主动参与物理科学实践。

　　科学探究并不神秘，也不抽象，它要求学生学会：提出问题；提出猜想与假设；制定探究计划；设计实验；进行实验；收集证据；解释并得出结论；反思并评价；表达和交流。绝大部分物理教师完全有能力理解并把握其基本内涵和实施策略，但要普遍实现这种教学组织方式，关键在于教师对之所持的态度和看法。

　　2．3 “建构”与“探究”的整合，使物理教学既富于人本性又具有可操作性

　　建构主义教学观在一定程度上体现了“人本主义”思想，它所建构的教学系统模型实际上是从人的生存和发展需要出发的，它所发展的科学教学方法也体现了一种“学习是基于社会协商的知识建构”的学习隐喻，如通过意想不到的事件引发认知的不和谐；探究式教学(如基于实验结合讨论与反思的学习)；科学一技术一社会专题教学；类比；图画组织，如概念图；电脑与多媒体；小组讨论和辩论；联系科学史与科学哲学等。由此可见，基于建构主义的教学方法是多种多样的，它也包含了探究式科学教学方法。但是，对于我们物理教师而言，建构主义教学是一种思想还是一种方法或是两者都具备呢?很多人难以理解，难以找到易于实施的操作方法。因此，“建构”和“探究”的整合，提出“基于建构主义探究式”物理教学，是一种“以建构主义思想为指导，突出探究式教学过程”的教学模式，它可从3个层面来理解：

　　(1)并不是所有的知识都适合于以探究方式来组织学习，但必须遵循建构性教学原则。如元素符号的学习等等。

　　(2)探究式建构，即“为建构事物的科学意义而探究”或“通过探究活动而建构意义”。

　　(3)建构性探究，即“在主题探究的某些环节中体现建构性”。

　　以上第(1)为两者的分立，第(2)、第(3)为两者的融合。

　　3 实施策略

　　3．1 教学设计阶段

　　教学设计的主要任务是课堂教学设计，即教师的日常备课。基于建构主义探究式物理教学设计应该是一种系统性、细微性、理智性和开放性相统一的备课过程，其主要环节包括以下10大步骤：

　　(1)知识类型分析。包括物理用语、物理基本概念原理等若干种知识分类，每一种类型都在其相应的教学策略。

　　(2)知识结构分析。构建知识结构图，明确所学知识的横向、纵向联系及其在整个物理学习中的地位和作用。

　　(3)课程标准分析。明确课程标准提倡的教学理念，理解相应教学内容的基本要求和教学建议。

　　(4)学情分析。分析学生学习物理的兴趣、动机、情绪现状 ，诊断学生原有的知识、能力结构，考虑学生处于不同班、组、个人之间的差异性。

　　(5)教学目标分析与设计。基本教学内容的地位和作用 、课程标准的基本要求以及学生的实际情况，确立具体的、可测量的教学目标。

　　(6)教学重点、难点、疑点分析。从知识特点、学生水平、教学 目标等因素确定教学重点、难点和可能引起学生产生疑惑的问题(疑点)，并设法如何在教学中落实、解决。

　　(7)教学方法分析。当然是基于建构主义探究式物理教学方法，其操作性可体现于教学过程设计的基本环节中。

　　(8)教学媒体、资源设计。教学媒体、资源应围绕学生的“学”而设计，即助“学”而非助“教”。我们在学习与实践中得出了一些经验：① “电脑课件 +投影屏幕”不能完全取代“粉笔 +黑板”，两者结合使用效果最佳；②课件内容应该是探究活动内容的提纲、情境体现的媒体、微观世界的模拟、真实现象和事实的再现(而不是模拟)、思考题的载体、互联网的展示等；③ 教学资源主要是为学生设计和操作实验、搜集证据提供实验用品、文献资料等，可由学生和教师共同完成；④ 教学资源的给出方式、时机应尽量避免对学生创造性思维的限制。

　　(9)教学时间安排。包括课堂教学时数、课外活动时间的估算等。在这方面，不应急于求成，有些探究内容耗时可能达到 10天、半个月甚至更长，要注意统筹安排，合理利用教学时间。

　　(10)教学过程设计。改变过程教案编写中惯用的以教师的“教”为中心的模式。

　　物理教师备课可能存在如下不足之处：①把教材内容等同于教学内容；② 缺乏系统分析，急于设计操作部分——教学过程，备课之后回答不出“为什么要这样设计?”等问题；③ 把大量的时间放在做题、选题上；④ 缺乏教学设计完成后的“润泽”步骤，即很少考虑到如何才能更加吸引学生。⑤ 沉溺于过往的经验、成就，保守、固执、不交流、不改进，过于以自我为中心。

　　3．2 课堂教学阶段

　　物理教师组织基于建构主义探究式物理课堂教学时应注意如下问题：

　　(1)教师的角色的重新定位和教学语言

　　① 教师的形象应该是“学者 +长者 +合作者”的统一体。即以物理家的姿态进入课堂，以类似于物理学家研究物理科学的过程组织学生进行学习；对学生的行为、表现应及时发现，及时予以评价、反馈，体现一位长者、师者的鼓励和帮助；以平等、和蔼的姿态参与学生的学习活动，成为学生探究、建构的合作者。 对以前行为主义教学观下的传统教师角色不利于探究式物理教学模式的执行。

　　② 教学语言要讲究启发性、科学性、简洁性、简明性。教师在教学过程中的语言主要包括教学情境展示语、总结精讲语、组织调控语、启迪思维语，所有用语都必须体现教师的主导而非主体性。引导学生形成良好的探究、建构知识的习惯。

　　(2)组织和调控策略

　　① 引导学生主体参与，诊断学生是否发生“真实智力活动”，及时做出反馈调控。真实智力活动有 3个标准，即知识建构、学问探究(包括运用先前的知识基础、深层次的理解和精心准备的交流等)、校外的价值(实用的、美学的或个人的价值) 。只有主体参与，才能发生真实智力活动。

　　② 承认并鼓励课堂教学中“问题”的存在和发生，不必刻意追求所谓的“顺畅”。我们认为，没有“始料未及”的、有价值的问题出现的基于建构主义探究式物理课堂教学是不成功的。

　　④ 应体现“发散”和“集中”的统一性，探究的过程应紧紧围绕教学目标(主线)和教学重、难点(核心)展开。

　　(3)教学 目标检测问题

　　① 检测的方法、途径、手段应多样化，如观察、提问、习题等等。

　　② 要注重隐性 目标的估测和发展性检测。以分数量化来测量评价的目标为显性 目标，如知识、技能目标等；而隐性目标则指难以在某一节课突显出来的且比较难以量化的目标，如能力、情感、态度、价值观 目标等。隐性目标具有模糊性、不稳定性，它的实现需要一定的时间，需要以学生亲身体验、亲自参与为前提，它的维持和发展需要教师的教学风格保持相对稳定性和具备开创性。

　　(4)结课

　　① 坚持每一节课都有结束语，引导学生总结探究、建构的结论，并对学生在学习活动过程中的行为表现

　　进行综合评价，以鼓励为主，提高其积极性。

　　② 引导学生明确课堂中没有完全得到解决或不能解决的问题，让其在课外进一步探讨。

　　3．3 课外活动阶段

　　在教学实践中，大多数学校物理课外活动的内容就是做应考习题，而以“主题探究”形式出现的作业几乎没有。究其根本原因，还是“应试教育”观念所致。随着物理课程改革的深入，课外的主题探究式作业将是教学任务得以完成的一个必要环节。在教师组织下的调查、观察、实验等等活动，是课堂教学任务真正完成的将使学生从沉重、枯燥的“家庭作业”中解放出来。

　　3．4 反思总结阶段

　　基于建构主义探究式物理教学的有效实施并具备推广应用的可能性，必须建立在经常的反思和总结基础上，循序渐进，逐步完善。物理教师应努力使自己成为名符其实的学者型教师，经常反思总结教学实施过程与最初设计存在的差距，组织学生进行认知反省，通过概念图、日记、调查、观察、访谈等渠道诊断学生观念、情感、态度、能力的变化情况，使教学更具有针对性。此外，还应经常整理记录，从理论层次上分析、综合，撰写成文章，这种教学科研成果的价值远远超过仅仅靠思辩或经验写出的“应急”性论文。基层教师对建构理念与探究过程的掌握的深化将促使物理课程改革目标的真正实现。

　　4 问题与讨论

　　本课题研究需不断进行，我们组织了一些课例教学研究，发现存在如下问题：

　　（1）绝大多数教师持观望态度：唯恐这样的教学组织方式会给学生今后的应试带来负面影响。毕竟现在的最终评价是高考制度，虽然自主招生的力度在加大，但社会、学校、家长与学生更看重的高考的成绩。担心教学时间有限，但想“讲”、想“强调”的东西却很多，教学任务难以完成；担心出现难难点和可能引起学生产生疑惑的问题(疑点)，无法在有限的教学时间中落实、解决。

　　(2)教师在教学设计中对教学中出现的状况估计不足，导致处理、应对能力不强。

　　(3)教师不知不觉地偏入了传统的引导一讲授教学方式。

　　(3)提供的学习资源有限且使学生思维受制、行为失控。如实验器材预先摆放在学生面前，使学生产生思维定势、提前做实验、乱做实验等。

　　(4)我们的学生习惯于接受学习，不积极思考、参与讨论不发言等等。

　　因此，无论是教师还是学生，都需要接受恰当的培训，而且要从小学开始(这一点已体现于新的科学课程和物理课程中)。我们能够进行的工作是进学习建构主义理论的新发展、案例，构建基于建构主义探究式物理教学技能训练、评价体系，建立基于建构主义探究式物理教学资源库等。

　　[l]教育部“基础教育课程改革纲要”(试行)(转引中国教育和科研计算机网)

　　[2]宋乃庆．更新课程观念．积极投入课改[M]．2003年贵州省中学校长论坛资料．

　　[3] 何克抗．建构主义--革新传统教学的理论基础

　　[4]王 升．课程实施的核心是主体参与．中国教育报． 2002-05·04(4)．

　　[5] 高峡.“当前 日本义务教育的课程改革及其特点”[D]．《课程教材教法》，1999(6)

　　[6] 周加仙.“真实智力活动和真实教学的标准”.全球教育展望，2002-3（51）

　　[7]宋晓梦．“教育部有关部门负责人谈实验课程改革热点问题”．[N]．《光明日报》，2002-1-10．