运用建构主义理论,优化物理课堂教学

1、运用建构主义理论，优化物理课堂教学江苏省前黄高级中学（213172） 顾国富建构主义学习理论是瑞士著名的心理学家皮亚杰通过长期对儿童智力发展的研究提出的著名认知发展理论，近年来随着多媒体技术及因特网的广泛应用，建构主义学习理论逐渐引起人们的注意，并且在世界范围内广泛传播。随着我国教育理论的发展和课堂教学改革的不断深入，建构主义学习理论日益受到我国教育工作者的重视，但是怎样使理论指导实践，把建构主义学习理论运用到课堂教学中去，进而改革课堂教学模式，提高课堂教学效率，是一个值得探讨的问题。本文在简单介绍这一理论的基础上，结合本人的教学实践探索这一理论在课堂教学中的应用。一建构主义学习理论的几个要点

2、传统的教学比较注重教材的知识结构和逻辑结构，侧重与如何教，主要精力放在吃透教材上，而很少注意知识在学生头脑中的标征和组织。而建构主义理论的核心即认为知识不是被动接受的，而是认知主体积极构建的。建构主义理论认为，虽然学生学习的知识都是前人已经建造好的，但是对学生来说仍然是全新的、未知的，需要每个人再现类似的创造过程来形成，即用学生自己的活动对人类已有的知识建立起自己正确的理解。由于建构主义理论中的学习活动是以学习者为中心的，而且是真实的，因而学习者就更具有兴趣和动力。建构主义学习理论可以简要分为以下几点：1强调认知主体对学习的能动作用，提出学习者只是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者。2强调

3、学习不是外部刺激的结果，而是外部环境和认知主体内部心理相互作用的结果，是人主动的认知心理变化过程，知识是通过学习者与外部环境之间相互活动而获得的，在这一交互活动中存在着“同化顺应”的认知过程和“平衡不平衡新的平衡”的认识发展过程。3倡导在教师指导下的以学习者为中心的学习，把真实情境创设看着是达成意义建构的必要条件。4强调学习环境对形成意义建构的作用，认为学习是在一定环境下，借助他人的帮助，如人与人之间的协作、交流，利用必要的信息等，实现的意义建构的过程，提出“情景、协作、会话、意义建构”是建构主义学习环境的四大要素。二建构主义学习理论指导下的课堂教学模式由于建构主义学习观的本质是以变更知识为本

4、的教育观念，树立以认知主体的发展为目标的教育思想，因而其教学模式以学生为中心，在整个教学过程中教师仅起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情景、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神，最终达到学生对当前所学知识的意义建构的目的。 在传统课堂教学模式中学生是外界刺激的被动接受者，是知识灌输的对象，在建构主义理论指导下构建的课堂教学模式中学生是认识活动的主体，是知识意义的主动建构者。教师是学生学习活动的组织者，知识意义建构的帮助者、促进者、而不是主动施教的灌输者。教学内容所提供的知识是学生主动建构意义的对象，而不是教师向学生灌输的内容。教学媒体是用于创设学习环境，并作

5、为学生主动学习、协作、探索，完成知识意义建构的认知工具，而不是教师向学生灌输所使用的手段和方法。 三在课堂教学中的应用 课堂教学是学生学习知识掌握知识最主要的环节，学生认知结构的构建是通过每节课的教学来完成的，在课堂中学生通过每节课的教学内容的学习和掌握达到构建认知结构的目的。 1优化改进学生的认知结构建构主义认为任何一个新知识的学习活动都是在学生已有的认知结构的基础上的主动建构过程，学生原有的知识和认知结构是学生进行意义建构化的必要条件。这就要求教师要充分利用学生已经掌握的知识，设计好每节课的引入，这个导入就要对原有的知识进行恢复，在一定程度上帮助学生对其进行进一步的结构化和系统化，同时在新

6、的高度上或角度发现新的问题，也即发现新的知识增长点。导入过程也是帮助学生优化认知结构的过程。例如在开始学习机械振动内容的时候，可以让学生先回忆物体在受到各种外力的作用下物体所对应的各种运动形式，然后整理成一张表格，如下表所示。然后提出物体在受到大小改变、方向改变的外力作用下物体将做怎样的运动呢？这就是我们今天所要学习的内容机械振动。受到的作用力运动状态举例不受任何外力作用匀速运动或静止受到平衡力作用匀速运动或静止受大小、方向均不变的外力作用匀变速运动自由落体运动、平抛运动受大小不变、方向改变的外力作用匀速圆周运动受大小改变、方向改变的外力作用？ 可见导入过程也是帮助学生优化认知结构的过程，通过

7、优化认知结构，在新旧知识之间和认识起点和认识目标之间建立了足够的联系，使学生获得同化新知识的认识框架，为后续学习做好了准备。因此优化和改进认知结构是学生进行同化学习的重要条件。 2引发学生的认知冲突建构主义学习理论认为，学生的学习实际上是与周围环境的相互作用过程中，通过同化和顺应逐步建构起关于外部世界知识的，从而使自身的认知结构得以发展的过程。在这一过程中，如果在新知识与原有的认知结构之间产生无法包容的矛盾，即存在认知冲突，将会引起学生认知结构上的不平衡，从而激起学生强烈的探索愿望和学习兴趣，促使他们自觉地解决认知冲突，促使他们的认知结构进行新的同化和顺应，以达到新的平衡。因此在教学中注意激发

8、学生的认知冲突，有利于激发学生的认知需要，使学生的学习内驱力达到高峰，促进学生主动思维，注意力高度集中，提高学习效率。如在进行自感教学时，我让学生做这样一个实验，,取一个由两节干电池组成的电动势为3伏的电源和一只镇流器连接成如图所示的电路，先让学生用双手捏住电路中的两根引线的裸露部分，开关先闭合然后再断开。在断开的瞬间，学生产生了两只手好象被什么打击了一下的感觉，出现了酸麻，甚至这种感觉好象延伸到肩膀，这就是电击的感觉。在实验中电源的电动势只有3伏，根本不可能产生电击的感觉，那么为什么会产生强烈的电击感觉呢？产生电击感觉的高电压是怎样产生的呢？这种强烈的自身感觉促发了学生的认知冲突，造成学生产

9、生了一种跃跃欲试，欲罢不能的强烈求知欲望。可以说，引发认知冲突是学生学习新知识，构建新的认知结构的一个重要环节。3建构新的认知结构按照建构主义理论，在课堂教学中，围绕教学重点，在学生原有认知结构的基础上，依靠学生掌握的知识，学习重点、难点内容，教师进行点拨和辅导。在解决学习难点的过程中，学生需要运用很多原有的知识，是培养学生求知欲和解决问题能力的最佳时机，此时教师不能讲得太多，而要精讲，对学生进行适当的扶持，作好引导工作，同时让学生主动参与，积极解决自己学习过程中的难点，掌握学习重点。在点拨的过程中，学习者接受的新知识与处于激活状态的旧知识相互作用，最后新知识以一定的方式与原有的知识进行联系，

10、这就意味着新知识通过同化顺应已经进入原有的认知结构，并促进了学生认知结构的重新转换与构建。如电功和电热的公式学生在初中已经初步学过，在高中学习电功和电热的关系时，我首先在课堂上布置学生做了如下的一道题目：有一台标有“220V50W”的电风扇，其线圈电阻为0.4，如果把它接入220V的电路中，电风扇每秒钟发热多少？学生做好后，我把学生中出现的几种典型错误做法在实物投影展示台展示出来，有50J的，有12100J的，有0.21J的, 似乎每一种答案都有理由。答案如此明显的差别，很好地激发了学生的认知冲突，学生都急于想知道正确的解答及其理由。这个时候是学生接受新知识的最佳时机，然后我加以适当的点拨，阐

11、述了电热和电功的区别，在黑板上板演了正确的解法，学生听完以后，恍然大悟，然后我又让学生做了一道有关电热和电功的问题，结果学生都能正确求出结果。4创设与学习内容相关的、尽可能真实的情境学习环境是学习者在追求学习目标和问题解决的活动中可以使用的多种媒体工具和信息资源并相互合作和支持的场所。建构主义教学理论特别强调学习环境的设计，建构主义认为，学习总是与一定的情境相联系的，在实际情境下或通过多种媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的形象有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化和顺应当前学习到的新知识，赋予新知识

12、以某种意义；在传统的课堂讲授中，由于教师不重视学习环境的创设，不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，不能激发联想，难以提取长时记忆中的有关内容，因而将使学习者对知识的意义建构发生困难。美国华盛顿儿童博物馆上有一句醒目的格言：“我听到了就忘记了，我看见了就记住了，我做过了就理解了”，这充分说明了创设学习环境对掌握和理解知识的重要性。因此在教学过程中教师要尽可能给学生创造一个丰富的学习环境，让学生在教师的指导下，通过亲身体验，学习物理知识，发展探究认知能力。例如在学习“超重和失重”这一节内容时，在讲完了基本概念和基本规律后，请两位同学上台做演示实验，其他同学则观察实验现象并作出解释，如图所示，找

13、一个用过的易拉罐，在靠近底部的的侧面打一个洞，用手按住洞，在易拉罐里装上水，移开手指，水就从洞口喷射出来。如果放开手，让易拉罐自由下落，水还会不会从洞口射出来呢？这样通过创设课堂实践情景，学生的学习热情进一步高涨，巩固并加深了所学的知识。随着现代教育技术的发展，计算机辅助教学日益普及，为教学环境的创设提供了良好的条件。多媒体计算机集声音、画面、文字、 影音文件于一体，能展示微观世界，微缩宏观世界，模拟实验现象，使难以演示的实验或无法通过实验来观察的物理现象，物理过程，运动状态生动地展现在课堂中，打破了学生认识中的时空限制，使学生能够运用各种感官来感知信息，有利于学生的主动参与，激发学习兴趣，更加符合学生的思维习惯。如通过动态画面来模拟太阳系九大行星的运动、微观世界中的基本粒子的运动状态、卢瑟福原子模型中的粒子的偏转、铀核裂变时的链式反应等。这些现象都是中学物理演示实验不能做到的，但用多媒体计算机通过软件以动画形成