皮亞杰理論引入我國物理教學的思想歷程與啟示*

童大振 胡揚洋

(1.首都師范大學教師教育學院，北京 100048； 2.天津師范大學教師教育學院，天津 300387)

0 引 言

皮亞杰(Jean Piaget，1896—1980年)是瑞士心理學家和哲學家．皮亞杰根據(jù)50多年來對兒童的調(diào)查研究，形成了體系完備的皮亞杰理論．我國教育學、心理學界較早引介了皮亞杰理論，并對教育學術(shù)、教育實踐以及教育工作者的知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了普遍而深刻的影響．然而，長期未被關注與厘清的是皮亞杰理論對我國物理教學思想影響的一條線索．這一線索之所以重要，不僅在于皮亞杰理論對我國物理教學實際影響的深入與密切，還在于皮亞杰理論內(nèi)涵本身與科學教育的密切關系．皮亞杰理論對國際科學教育的影響是持續(xù)的．在這一背景下，梳理皮亞杰理論引入我國物理教學思想的脈絡與成就，進而開拓新的發(fā)展境界，就成為一個必要的課題．

1 改革開放后皮亞杰理論引入我國物理教學的歷程

20世紀六七十年代，國內(nèi)外的物理教育工作者已不滿足于只對物理教學規(guī)律的探討與掌握，而要求進一步探究這些教學規(guī)律的微觀機理，這就必然要涉及到心理學領域．“因為教學中的很多問題，不從學習者的學習心理上進行探究，問題的本質(zhì)和癥結(jié)就很難抓住，研究工作就很難深入[1]”，當時，皮亞杰理論在國外的教育研究中已取得顯著成效，這對我國物理教學有較大的啟發(fā)作用．

1.1 皮亞杰理論在我國物理教學領域的初步引入

1981年謝賢群[2]在論述中學物理教學中如何培養(yǎng)學生的思維能力時指出：“要把握住思維發(fā)展的階段和特點”“根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展階段論，人的思維發(fā)展是由具體到抽象，由形象思維過渡到抽象思維．”1982年7月，時任人民教育出版社物理室主任、副總編輯雷樹人[3]提出：“要根據(jù)學生的智力發(fā)展水平來考慮教學內(nèi)容的深廣度．國外比較推崇皮亞杰的‘兒童智力發(fā)展的階段’理論，并且具體地把這個理論用到各學科的教學工作中，取得了一些成果．我們在這方面開展的研究工作不多，實際問題往往還是靠經(jīng)驗摸索著去解決．我希望有經(jīng)驗的教師和各級教研人員能大力開展對學生智力發(fā)展情況的深入細致地研究，并希望我們的教育學家、心理學家能在這上面給我們更多的指導和幫助．”這些聲音都為皮亞杰理論引入我國物理教學做出了有力的倡導．

1990年由張晉梗[4]編寫的《皮亞杰理論與物理教學》是第一部系統(tǒng)地將皮亞杰理論引介到我國物理教學的著作．本書從理論和實踐2個方面將皮亞杰理論及其在理科教育中的應用引介到我國物理教學．這為皮亞杰理論在中國物理教學領域生根發(fā)芽播下了種子，對提升我國物理教學質(zhì)量具有重要啟發(fā)意義．

第一梳理了皮亞杰理論的發(fā)展脈絡．皮亞杰最開始了解兒童用的方法是“診斷法”，由于這種方法不能進行大規(guī)模測試，存在先天不足．1965年出現(xiàn)了“集體筆試”測學生運算模式的方法．1978年，美國著名理科教育家安東·勞森借鑒前人的方法：給學生發(fā)一套較完整的、能測各種運算模式的測試題，并且給學生口頭念測試題并演示必要的有關現(xiàn)象．他快速、可靠地測試出大量學生的運算模式，效果與診斷法所得結(jié)果一致．接著，書中介紹了美國著名理科教育家卡普斯、勞森、沃爾曼等人對運算模式進行的分類;進而介紹了美國理科教學和思維發(fā)展討論會對學生運算模式進行鑒別的實例．最后，為了使皮亞杰理論能夠深入融入物理課程，需要對物理概念和物理教科書的內(nèi)容有科學標準來評價和鑒別，作者把物理概念分為具體概念和形式概念．具體概念如導體等物理概念，可以使用具體運算模式，從直接經(jīng)驗中引伸出來．形式概念如壓強、勢能等物理概念，需要形式運算模式．此外，又把物理教科書中的內(nèi)容分為具體知識內(nèi)容和形式知識內(nèi)容．

第二系統(tǒng)介紹了美國加利福尼亞大學的羅伯特·卡普勒斯教授根據(jù)皮亞杰的心理功能模式制定的“學習循環(huán)”教學模式及其應用實例與建議．該模式的中心概念是運算模式的變換或轉(zhuǎn)化．“學習循環(huán)”教學模式包括3個階段：探究、概念引入、概念應用，各階段與皮亞杰心理功能模型有對應的關系．

1.2 發(fā)展基于皮亞杰理論的物理教學模式

以皮亞杰理論為基礎的物理教學模式被引介到我國物理教學后，我國物理教育工作者在吸收的基礎上也取得了一些新成果，對改進我國物理教學方法起到了重要促進作用．蘇剛和張晉梗[5]以“阿基米德定律”為課題做了“學習循環(huán)”教學實驗，對學生進行測試并取得了較好的教學效果．張金泉[6-8]在應用“學習循環(huán)”教學模式上也做了一定的研究．在物理概念教學方面，應用“學習循環(huán)”的3個階段探究了“比熱容”概念；在物理實驗教學方面，借助“學習循環(huán)”教學模式，設計了“杠桿”“電磁感應現(xiàn)象”2節(jié)實驗課；在物理測試方面，分別選取1道具體圖式運算的測試題和1道形式圖式運算的測試題進行了分析．

在吸收與應用“學習循環(huán)”教學模式之外，我國老一輩物理教育工作者也在嘗試探索自己的教學方法或教學模式．“物理教學中的引導式探索方式”就是一個嘗試[9]．其是在教師引導下，以學生自覺、主動進行探索研究為主，輔以其他教學方法(如懸念法、實踐法和講授法等)，通過多種教學形式(如觀察、實驗、閱讀和討論等)使學生在獲取知識的同時著重學習探索知識的方法、發(fā)展智力、培養(yǎng)橫向逆程探索知識的能力及獨立進取的意志品格的一種綜合教學方式．這種嘗試是進步的，但研究者在陳述“引導探索式”教學的理論根據(jù)時，卻只根據(jù)學生的日歷年齡確定學生所處的心理發(fā)展階段．當發(fā)現(xiàn)16～19歲的高中生沒有對應的發(fā)展階段時，將其稱之為“超形式運算階段”，從而推測高中生已具有相當程度的假設、推理和設計實驗等能力．

張晉梗[4]提出的認知“內(nèi)化”是對皮亞杰理論應用于物理教學的又一嘗試．文中把皮亞杰的認知“內(nèi)化”分為：認知自發(fā)“內(nèi)化”和認知自覺“內(nèi)化”．認知自發(fā)“內(nèi)化”是學生在日常生活中，在正式學習新知之前，對接觸到的有關現(xiàn)象產(chǎn)生的感覺、印象．然而，這些感覺、印象是不準確、不全面甚至是錯誤的．認知的自覺“內(nèi)化”是學生在高度自覺的狀態(tài)下，高效地感知客觀世界，形成的感覺、表象和概念．這些感覺、表象和概念大多是正確的、全面的．為了突破“自發(fā)內(nèi)化”產(chǎn)生的“錯誤觀念”，文章用“特殊自我調(diào)節(jié)法”，在學習物理新知之前“破除錯誤觀念”，并在一次破除學生“阿基米德定律”錯誤觀念實驗中取得了很好效果．關于認知自覺“內(nèi)化”，文中則通過對比教學實驗證實了它的正確性、全面性．通過實驗，得出既要注意學生的認知自覺“內(nèi)化”，也要注意學生的自覺“外化”(解決問題)，才能最大程度地提高教學效果．

1.3 皮亞杰理論與我國物理教學的進一步融合

通過老一輩物理教育工作者的不斷探索，皮亞杰理論融入我國物理教學的程度日益加深．兩者的緊密聯(lián)系對促進教學、提高教學質(zhì)量起到了舉足輕重的作用．在這期間，首都師范大學的邢紅軍教授在“中學生物理認知水平的模糊判別”“建立物理概念、形成物理規(guī)律的認知過程”等多方面的研究中取得了重大成就．這些成就對促進皮亞杰理論與我國物理教學的深度融合具有深遠意義．

20世紀90年代，邢紅軍[10]根據(jù)皮亞杰的認知水平發(fā)展理論和新皮亞杰學派的研究成果進行命題，對參加第七屆全國中學生物理知識競賽(江西賽區(qū))的49名參賽選手認知水平進行測試．通過“模糊判別法”對測試分數(shù)進行處理．進入21世紀后，邢紅軍指導4名碩士研究生應用皮亞杰理論進行物理認知水平的研究，并形成一定的研究體系．對學生認知水平的研究結(jié)果表明[11-12]，無論是初三年級，還是高二年級，學生的認知水平大多仍處于具體運算階段．這對教師科學地認識學生的認知水平具有指導意義．有研究分別對初高中教學大綱(課程標準)中規(guī)定的教學內(nèi)容對應的認知水平分析，得知初中物理教學內(nèi)容對應的認知水平大多為具體運算水平，高中物理教學內(nèi)容對應的認知水平基本為形式運算水平[13-14]．對比統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國中學生的物理認知水平普遍低于教學內(nèi)容要求的認知水平．

邢紅軍研究團隊對中學物理認知水平(學生認知水平、教學內(nèi)容認知水平)的研究[10-14]，為教師的因材施教提供了科學依據(jù)．教師依據(jù)學生認知水平和教學內(nèi)容認知水平，合理選取教學內(nèi)容，確定教學目標，選擇適當教學方法和教學媒體，使教師科學有效地落實“因材施教”原則，從而更好地促進學生認知發(fā)展．

2 “新課程改革”中引入皮亞杰理論的爭議與反思

改革開放后，皮亞杰理論引介到我國物理教學領域的過程中，誠然取得了多方面的成就．然而在2001年開始的“新課程改革”中，則引入了皮亞杰理論的一些新面相，亦產(chǎn)生了一些困惑和爭議．

2.1 “新課程改革”中關于皮亞杰“建構(gòu)主義”的爭議與反思

進入21世紀，一些新課程理念大力推崇“建構(gòu)主義”，皮亞杰也被視為一個“建構(gòu)主義者”．“新課程改革”中的一些理念提倡“知識必須由學生自主建構(gòu)”，進而要求重建知識、學習、課堂文化等概念．這些觀念無疑對我國物理教學的實際產(chǎn)生了巨大沖擊，也引起了一些商榷與討論．“‘新課程理念’與教學認識論分歧的焦點在于：以書本知識為形式的間接經(jīng)驗和理論知識能不能由教師向?qū)W生傳授，學生到底是如何獲得知識的，學生在學校中獲得的知識主要是來自教師傳授還是來自學生的自主建構(gòu)[15]”.一些激進的“建構(gòu)主義”試圖拋棄或極力弱化教師的講授，這對于我國傳統(tǒng)物理教學和實際而言顯然是困難的．皮亞杰理論在20世紀八九十年代為我國物理教學帶來了滋養(yǎng)，而21世紀后，“建構(gòu)主義”的皮亞杰卻帶來了如此殘酷的沖擊，這一對比不得不引起物理教育者的深思．

事實上，新課程理念對皮亞杰“建構(gòu)主義”的理解是有偏差的．新課程理念沒有認識到“建構(gòu)”只是認識反映現(xiàn)實的一種方式、一個內(nèi)在環(huán)節(jié)，混淆了認識的心理機制與認識過程本身，從而進一步導致對教學認識與智能發(fā)展的混淆．此外，新課程理念對“建構(gòu)”一詞的理解也是欠準確的．皮亞杰理論中的“建構(gòu)”是“造結(jié)構(gòu)”的意思，用來說明“結(jié)構(gòu)”是通過認識主體建造而成的．主體建造的“結(jié)構(gòu)”，實際上指的是主體的智力或智慧．而新課程理念將其理解為知識、經(jīng)驗和技能則違背了皮亞杰建構(gòu)主義的原意．把皮亞杰“建構(gòu)主義”的面相引入課改時，如果不能將皮亞杰理論進行準確定位，而對其肆意解讀，就必然給基礎教育改革帶來危害．在深化教育改革的過程中，發(fā)展學生的智力是大方向，知識與技能的學習是發(fā)展智力的基礎，繼承性的發(fā)展才會少走彎路．

2.2 皮亞杰理論與“教育重演論”的反思

在“新課程改革”中，皮亞杰理論還被蒙上了另一重迷霧并對教學實際產(chǎn)生了影響，這一“迷霧”就是“教育重演論”．事實上，皮亞杰本人還有一部與物理教育極為相關的著作，其中的確闡述了一種“重演論”．皮亞杰和物理學家加西亞在20世紀70年代合著了《心理發(fā)生和科學史》[16]一書，揭示了個體的認知過程與整個人類文明發(fā)展過程中的演化階段是一致的．如兒童關于“運動的傳遞”給出的解釋(這些解釋是根據(jù)兒童思維的運算產(chǎn)生的)類似于許多思想家(從亞里士多德到比里當和貝內(nèi)德蒂)對動量做出的解釋．如何評估這一“皮亞杰理論”對物理教學可能的影響.

“新課程改革”中，“教育重演論”“建構(gòu)主義”等理念與“科學探究”這一來自西方的科學教育范疇在主動與被動間耦合起來，在一些實踐中要求學生對科學概念、規(guī)律的發(fā)生過程進行“科學探究”式的重演．這類傾向自然遇到了一些阻力．在歷史上，西方早期的教育重演論出現(xiàn)在19世紀末20世紀初，但是到20世紀30年代就銷聲匿跡了．原因主要在于早期教育重演論者機械、簡單地把歷史、社會文化編入課堂教學．而我國上一輪課改中，一些“凡課必探究”“探究必重演”等現(xiàn)象也帶有這種機械性和簡單性．

皮亞杰和加西亞[16]研究的目的“不是在歷史方面的連續(xù)性和心理發(fā)生分析揭示的連續(xù)性之間建立對應關系和強調(diào)內(nèi)容，而是證明從一個歷史時期到下一個歷史時期的轉(zhuǎn)變機制類似于從一個心理發(fā)生階段到下一個心理發(fā)生階段的轉(zhuǎn)變機制．”“它只是解決了‘是什么’的問題，并沒有解決教育學所關心的‘怎么辦’的問題[17]．”教育重演論者把皮亞杰和加西亞這一發(fā)現(xiàn)生吞活剝式地用于解決我國學生自主性差、動手能力弱等教育問題，不免存在片面和機械．在教學論意義上，正如郭華[18]指出，教學要經(jīng)歷“倒過去”和“轉(zhuǎn)回來”的“2次倒轉(zhuǎn)”過程．“第1次倒轉(zhuǎn)”把人類認識的終點作為學生認識的起點，確認學生個體認識與人類歷史總認識相區(qū)別的特殊性；“第2次倒轉(zhuǎn)”學生用自己的大腦去發(fā)現(xiàn)、體會，解決當自己面臨與人類認識成果有著極大差距時，他們?nèi)绾文軌虺蔀檎J識主體并最終將人類認識成果轉(zhuǎn)化為自身的力量．片面持有“教育重演論”，實際上僅是強調(diào)“第2次倒轉(zhuǎn)”，而沒有“第1次倒轉(zhuǎn)”．由此“第2次倒轉(zhuǎn)”也成了無本之木．

3 皮亞杰理論引入我國物理教學需要繼往開來的探索

回顧皮亞杰理論引入我國物理教學的2個階段，在欣喜于豐富成就的同時也有大量的誤讀需要澄清．嚴格地說，皮亞杰理論屬于發(fā)展心理學和發(fā)生認識論范疇，將皮亞杰理論引入到教育學的是洞察了該理論教育價值的教育工作者．在引入的過程中，難免會產(chǎn)生一些誤解甚至曲解，及時認識并糾正這些不足對發(fā)揮皮亞杰理論的教育價值具有深遠意義．

首先，從大方向上應該明確“建構(gòu)主義不是課程理論，也不是教學理論，它只是一種具有導向性的理論框架．從這個理論框架簡單地引申出任何的教學理念、教學理論以及教學模式都是危險的……”[19].其次，應盡量避免由皮亞杰理論簡單衍生出一些“教育理念”．這些“理念”很容易遮蔽皮亞杰理論的豐富內(nèi)涵．例如“重演論”指導下的“科學探究”，應褪去理論的帽子，回歸科學教育的本真追求．最后，在理解皮亞杰理論中圖式、認知水平、同化和順應等關鍵詞時，應力求全面準確．如在物理教學中引入皮亞杰理論初期，我國老一輩物理教育工作者對待“前概念(或前科學概念)”采取的是“破除”態(tài)度，力圖拋棄錯誤圖式，為物理教學清理障礙．又如在考查16～19歲的高中學生心理認知水平時，主觀地提出“超形式運算階段”．殊不知，皮亞杰理論中，圖式是不能拋棄的，只能改造和轉(zhuǎn)換；認知水平的劃分并非嚴格按照日歷年齡，運算圖式才是衡量的標準．總之，只有真正掌握了皮亞杰理論的精神實質(zhì)和應用方法，才能對教育中的實際問題給出合理的解釋，才能提出科學的心理設計方案．

皮亞杰理論引入我國物理教學至今，已有30余載．在此期間，有謝賢群、雷樹人等學者的大力倡導，有《皮亞杰理論與物理教學》的全面引介以及國人的自主探索……凡此種種都給我國的物理課堂注入了新活力．不可否認，我們在引入的過程中也走過一些彎路，存在不少爭議．然而皮亞杰理論本身并沒有“好壞”之分，關鍵在于如何將其應用于物理教學．在“核心素養(yǎng)”時代，皮亞杰理論不應該被冷落，而應在前人的基礎上更加努力探索其教育價值．相信在教育工作者的共同努力下，皮亞杰理論定能為進一步提升我國物理教學水平提供新的養(yǎng)料．