建構(gòu)主義教學理論在大學物理教學中的應(yīng)用

夏崢嶸，李榮青 ，童悅

（1.淮南師范學院 物理與電子信息系；2.淮南師范學院 教務(wù)處，安徽 淮南 232038）

建構(gòu)主義教學理論在大學物理教學中的應(yīng)用

夏崢嶸1，李榮青1，童悅2

（1.淮南師范學院 物理與電子信息系；2.淮南師范學院 教務(wù)處，安徽 淮南 232038）

大學物理教學改革的本質(zhì)是以“學生為本”，培養(yǎng)具有良好科學素養(yǎng)的“可發(fā)展”的人。以建構(gòu)主義教學理論為指導(dǎo)，根據(jù)學生的認知規(guī)律和個性，結(jié)合大學物理知識內(nèi)容的特點，從教學環(huán)境和教學方法兩個方面，探討如何在大學物理教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

物理教學；建構(gòu)主義；科學素養(yǎng)；思維

傳統(tǒng)的大學物理教學，過分強調(diào)知識的單項傳授，對獨創(chuàng)性、批判性思維和個性發(fā)展重視不足，其教學模式受到社會創(chuàng)新變革的嚴重挑戰(zhàn)。筆者認為，大學物理的教學應(yīng)堅持以“學生為本”的教學理念，綜合考慮學生的認知規(guī)律和個性，以物理知識為媒介，激發(fā)學生的積極性和潛力，讓學生獲得學習新知識的方法，使學生成為具有良好的自學能力和創(chuàng)新精神的“可發(fā)展”的人。在建構(gòu)主義教學理論的指導(dǎo)下，結(jié)合物理知識感性、邏輯性和多維性等特點，從教學環(huán)境和教學方法兩個方面，探討如何在大學物理教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

1.建構(gòu)主義教學理論下的教學環(huán)境

建構(gòu)主義教學理論下的學習環(huán)境重現(xiàn)物理知識感性特征，有利于激發(fā)學生思維的積極性。建構(gòu)主義認為，知識不是通過教師的傳授獲得的，而是學習者在一定的情境下借助他人的幫助，利用必要的學習資料通過意義的建構(gòu)而獲得的，“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”是學習環(huán)境中的四大要素[4-5]。首先，建構(gòu)主義理論提倡 “情境”化教學，為學生創(chuàng)設(shè)有利于知識意義建構(gòu)的學習環(huán)境。多媒體計算機的發(fā)展使得“情境”創(chuàng)設(shè)成為可能，它集文字、圖形、動畫和聲音等多種媒體功能于一體，通過多媒體計算機的模擬仿真技術(shù)將語言難以描述清楚的物理現(xiàn)象和物理過程真實地再現(xiàn)在學生眼前，給學生提供生動、逼真的感性材料，實現(xiàn)物理現(xiàn)象的真實再現(xiàn)，自然而然地把物理問題引入課堂，讓學生有身臨其境的感覺。其次，建構(gòu)主義學習環(huán)境中的“協(xié)作”和“會話”是學習過程的重要環(huán)節(jié)，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)課程教學平臺，建立該課程的相關(guān)資料、自我檢測體系、設(shè)置交流平臺，學生課后通過網(wǎng)絡(luò)和課程教學平臺自主實現(xiàn)資料的收集，同時還可將課程內(nèi)容的學習體會在課程平臺上和同學之間進行協(xié)作學習，實現(xiàn)相互之間的交流，從而加深對問題的感性認識，從根本上理解和領(lǐng)會物理問題的深刻內(nèi)涵，在不斷地分析和總結(jié)中最終完成對知識的“意義的建構(gòu)”。

在建構(gòu)主義教學理論下的學習環(huán)境中，學生通過資料的收集和相互之間的協(xié)作交流，進行積極的思考，從被動接受信息變?yōu)橹鲃犹骄恐R，在本質(zhì)上加深了對知識的理解，靈活地運用所學的理論知識分析和解決生活中的實際問題，從而加強了對知識的感性認識，激發(fā)了學生思維的積極性。

2.建構(gòu)主義教學理論下的教學方法

建構(gòu)主義教學理論下的教學方法順應(yīng)物理知識的邏輯性和多維性特征，有利于培養(yǎng)學生良好的自學能力和創(chuàng)新精神。建構(gòu)主義理論提出學習不再是知識的單項傳遞，而是學習者通過已有的經(jīng)驗、知識結(jié)構(gòu)對新知識進行主動建構(gòu)而獲得的“圖式擴充”過程，強調(diào)以“學生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學思想[4-5]。也就是說課堂教學不應(yīng)致力于知識的傳承，更加重要的任務(wù)是營造有利于知識建構(gòu)的學習環(huán)境，激發(fā)學生學習的興趣、引導(dǎo)學生積極思考，增強學習的積極主動性，使學生由“被動接受者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃雍脤W者”，使學生獲得學習知識的方法和能力（即學會如何學習）。根據(jù)物理知識較強的邏輯性和多維性的特點，采用建構(gòu)主義理論下的支架式教學和隨機式進入式教學[1-2]等教學法，改變了知識“單向傳輸”的不足，它充分體現(xiàn)了“學生的主體和教師的主導(dǎo)”相結(jié)合的教學思想，從創(chuàng)設(shè)情境到意義建構(gòu)，都給學生留有充分思考的空間，十分有利于自學能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（1）支架式教學順應(yīng)物理知識嚴密的邏輯性特征

物理學是一門具有嚴密邏輯性的嚴謹學科，它由一些基本概念、基本原理通過它們之間的內(nèi)在聯(lián)系建立的知識結(jié)構(gòu)體系，知識的各個節(jié)點之間往往不是單一獨立的，而是縱橫交錯相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，而建構(gòu)主義理論下的支架式教學方式恰好能順應(yīng)物理知識的這一特點，根據(jù)知識的結(jié)構(gòu)體系，在教學中給學生搭建合適的知識框架，配上教師適時地引導(dǎo)和講授，通過一定程度的自學和相互交流，實現(xiàn)對知識的協(xié)作學習，能有效地將學生從一個知識框架遷移到新的知識框架中，在無形中訓練了學生思維的活躍性和批判性，培養(yǎng)了學生的“會學”能力。例如：大學物理的內(nèi)容中將振動和波動及光學部分內(nèi)容作為一個整體模塊，內(nèi)容由振動→波動→光學，形成一個循序漸進的知識結(jié)構(gòu)支架，具體可表示為知識框架圖1：

圖1 知識框架圖

圖1的概念框架中，簡諧波的本質(zhì)是由單個質(zhì)點的簡諧振動在媒質(zhì)中向外傳播形成的，所以形成簡諧波的所有質(zhì)點和波源（作簡諧振動）具有相同的頻率、振幅和初相位，但是在簡諧波的特征量中除了質(zhì)點振動的頻率、振幅和初相位外，質(zhì)點的振動同時在媒質(zhì)中向外傳播，而傳播的快慢用特征量波速來描述；學生在掌握了簡諧振動的特征量的物理意義的基礎(chǔ)上，順著圖中的支架自然地過渡到簡諧波的特征量，在前后聯(lián)系和比較中實現(xiàn)簡諧波的特征量的意義建構(gòu)。從簡諧振動到簡諧波研究對象，從單個質(zhì)點運動變?yōu)槎鄠€質(zhì)點形成的質(zhì)點系運動，在深刻理解簡諧波的特征量的物理意義后，結(jié)合簡諧振動的運動學方程，教師進行適時的啟發(fā)和引導(dǎo)，幫助學生完成簡諧波的波動方程的建構(gòu)，在潛移默化中將學生的思維帶入簡諧波的概念框架中。在對簡諧波的基本概念有了一定的認識和了解后，結(jié)合振動的合成的相關(guān)知識，學生完全有能力在搭建好的知識框架中繼續(xù)前進，自主探究 “波的干涉”這一節(jié)內(nèi)容。因為光是電磁波的一種，它具有波動的特征，在學習掌握了機械波的基本概念和波的干涉等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，順著教師搭建好的知識框架，學生很自然地過渡到光的干涉這一概念框架，通過前后對比和關(guān)聯(lián)，完成對“光的干涉”章節(jié)知識內(nèi)容的意義建構(gòu)。

在支架式教學的課堂中，學生沿著教師搭建好的知識框架，通過對最基本的“知識單元”的組合和建構(gòu)，對新知識不斷地進行探究，在反復(fù)的“協(xié)商”過程中完成知識的意義建構(gòu)。通過探索的過程，從中學到了科學研究的基本策略和方法，感受到了科學研究思想的熏陶，從而培養(yǎng)了學生的自學能力。

（2）隨機進入式教學順應(yīng)物理現(xiàn)象的多維性特點

物理學除了在內(nèi)容上有較強的邏輯性外，物理知識和物理問題還存在著多維性的特點[6]，同一個物理現(xiàn)象，只有從多種不同的視角去探究，從不同的側(cè)面進行知識的意義建構(gòu)，才能使得學生比較深入理解該知識內(nèi)容，獲得完整的知識結(jié)構(gòu)，在大腦中形成正確而合理的 “圖式”，增加習得知識的靈活性，提高分析問題和解決實際問題的能力，靈活地將課堂獲得的知識應(yīng)用到實際生活中，從而能掌握在實際應(yīng)用中物理問題的多重表征的特性[3]。鑒于物理知識和物理問題的這個特征，教師在設(shè)計課堂教學內(nèi)容時，可充分發(fā)揮建構(gòu)主義教學理論下的隨機進入式教學法的優(yōu)勢，同一個“情境”，引導(dǎo)學生多次從不同的層面去探究物理規(guī)律的實質(zhì)，從而實現(xiàn)對知識的深刻而完整的理解，培養(yǎng)學生的發(fā)散式思維。例如：在光滑地面上的兩個人用力推對方（如圖2）。

圖2中的“情境”是個典型多層面的物理問題，例如：（1）力學分析：運用牛頓第三定律來解釋；（2）質(zhì)點的動量分析：運用動量定理來解釋；（3）質(zhì)點系動量分析：運用質(zhì)點系的動量守恒來解釋；（4）能量分析：運用質(zhì)點系的動能定理來解釋。

對同一個物理現(xiàn)象，從不同的角度，不同的方面去思考問題，從而通過多種途徑實現(xiàn)對物理知識的意義建構(gòu)，獲得對物理問題的全面、深刻的理解，同時也培養(yǎng)了學生從多視角考慮問題的習慣，拓展了學生的思維。

3.結(jié)束語

當然，由于一直以來在傳統(tǒng)教學模式下成長起來的學生，完全照搬建構(gòu)主義理論下的教學方法學生很難完全接受，難以達到良好的教學效果，這就對教師提出了挑戰(zhàn)。應(yīng)避免對建構(gòu)主義的狹隘的、極端的理解，既不能完全遵照建構(gòu)主義理論下的教學方法，也不能固守傳統(tǒng)的“灌輸式”的教學模式，我們應(yīng)該深入學生群體，了解學生的個性，根據(jù)他們的實際情況，在建構(gòu)主義理論下的教學模式的基礎(chǔ)上，對其進行創(chuàng)造性的發(fā)展和應(yīng)用，在潛移默化中將學習的主動權(quán)轉(zhuǎn)交給學生，發(fā)揮他們的潛力，使其成為具有良好科學素養(yǎng)的“可發(fā)展”的人。

[1]何克抗.建構(gòu)主義——革新傳統(tǒng)教學的理論基礎(chǔ)[J].學科教育，1998，（3）：29-31

[2]張桂春.建構(gòu)主義教學思想的再構(gòu)[J].教育科學，2004，20（6）：25-27

[3]梁樹森，王文蓮，張曉靈.多重表征——建構(gòu)主義物理教學的新思路[J].物理通報，2008，（2）：19-21

G642

A

1009-9530（2011）05-0104-02

2011-03-17

淮南師范學院教學研究基金資助項目（NoHSJY200917）

夏崢嶸（1980-），女，江蘇連云港人，淮南師范學院物理與電子信息系實驗師，研究方向：理論物理。