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物理教材改革研究的論文
建構主義是當代西方流行的教育理念.它已成為國際科學(xué)教育改革的主流理論.20世紀90年代以來(lái)，它對世界范圍內的課程與教學(xué)改革產(chǎn)生了重要影響.對我國在20世紀末啟動(dòng)的基礎教育課程改革，有重要的指導意義.有20年教材改革和研究的《物理通報》不失時(shí)機地投入了這場(chǎng)基礎課程教育改革，積極參與了初、高中教材的編寫(xiě)工作.我們有幸應邀參加了由《物理通報》主持的這一編寫(xiě)任務(wù).在近兩年的編寫(xiě)實(shí)踐中，感到如能對建構主義理論有一定的認識，會(huì )有助于我們對《物理課程標準》的理解，更好地在教材的編寫(xiě)中貫徹《物理課程標準》的精神，把教材的編寫(xiě)工作做得更好，下面說(shuō)一下我們的體會(huì ).
1建構主義強調學(xué)習的自主性
建構主義認為，學(xué)生獲得知識應當有一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程猶如他的機體吸收營(yíng)養，只有他自己才能完成，別人是不可能替代的.別的學(xué)生能幫他做習題、寫(xiě)作文，但他本人不會(huì )因此而獲得知識；教師可以講解、答疑和指導，但也必須通過(guò)學(xué)生有意義的自我活動(dòng)，才能完成獲得知識過(guò)程.
建構主義的這個(gè)觀(guān)點(diǎn)確定了學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的地位，學(xué)生是主體.教師在教學(xué)中只能起指導和組織作用.教學(xué)的過(guò)程不應當是學(xué)生跟著(zhù)老師轉，而應當是教師如何在教學(xué)上調動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，創(chuàng )造條件做好服務(wù)工作.教育從本質(zhì)上講是認知個(gè)體在一定環(huán)境中的自我發(fā)展，真正意義上的教育是“自我”教育，是最終只決定一個(gè)自變量的函數.
普通高中《物理課程標準》的課程基本理念中就明確提出：“應促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習，讓學(xué)生積極參與、樂(lè )于探究、勇于實(shí)驗、勤于思考”，“幫助學(xué)生學(xué)習物理知識與技能”.這里的“促進(jìn)自主學(xué)習”，表明了學(xué)生是學(xué)習的主體，教材、教師等只能對“主體”起到“促進(jìn)”的作用，只有主體能“積極”、“樂(lè )于”、“勇于”和“勤于”進(jìn)行有意義的活動(dòng)，才能獲得“知識與技能”.
《物理通報》編寫(xiě)的物理教材中，精心設計了觀(guān)察、思考、推理、猜想、測量、計算、制作、上網(wǎng)和社會(huì )調查等多種學(xué)生的自主性活動(dòng)，從教材的結構就促使學(xué)生處于自主學(xué)習的地位而成為學(xué)習的主體.在初中教材中，就有“我的設計”、“我的制作”、“自我評價(jià)”等多種自主性活動(dòng)；在高中教材的第一個(gè)模塊的第一章中就有學(xué)生要參與的各種活動(dòng)30多個(gè).
2建構主義認為主體的認知過(guò)程是一個(gè)新知識結構的構建過(guò)程
建構主義認為，在基礎教育中，認知主體在獲得新知識前，已有的經(jīng)驗和知識就構成了學(xué)生自己原有的認知結構，這是他能獲得新知識的基礎.當他遇到新的情況時(shí)，會(huì )用這個(gè)認知結構與新情況發(fā)生聯(lián)系，用這個(gè)結構去認同（應順、適應、平衡）新的知識，逐步建構新的認知結構.這是建構主義確認的主體的認知過(guò)程，這就是所謂的“建構”.
按照這種觀(guān)點(diǎn)，學(xué)生原有的認知結構對于他學(xué)習新東西是非常重要的，影響學(xué)生學(xué)習最重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么.每個(gè)人的知識，都是在自己原有的知識、經(jīng)驗的基礎上慢慢地構建起來(lái)的，無(wú)論是正確的還是錯誤的，都只有這樣一個(gè)途徑.
因此，學(xué)生具備一個(gè)好的認知結構對于他獲得新知識是非常重要的.一個(gè)良好的認知結構應當具備三個(gè)條件：存儲的信息量大；有序化程度高；開(kāi)放性好.一個(gè)學(xué)生在學(xué)習某一物理教材之前，他腦子里原有的物理知識內容及其組合，就構成了關(guān)于物理的認知結構，是學(xué)習這本新教材的起點(diǎn)，也是他個(gè)人認知結構的一部分.
中學(xué)物理普遍反映難學(xué)，一方面可能是學(xué)科本身的原因，它不會(huì )像小說(shuō)、電影那樣直接對人的情感和感官產(chǎn)生共鳴或沖擊，很快把人吸引住.因為物理學(xué)的魅力和美麗要通過(guò)學(xué)習者的努力（對有些人可能是煩惱）才能看到.另一方面是教材的原因，傳統的教材普遍缺乏學(xué)生的活動(dòng).老師講，學(xué)生記，單一的教學(xué)方法，扼殺了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性.還有一個(gè)重要原因是教師在教學(xué)活動(dòng)中忽視了對學(xué)生原有的物理認知結構的研究，未把這個(gè)結構作為教學(xué)的起點(diǎn)，而這個(gè)結構恰恰是決定學(xué)生學(xué)習效率最直接和最重要的因素.
《物理課程標準》的基本理念第二條中就指出“應重視全體學(xué)生的共同基礎，同時(shí)應針對學(xué)生的興趣、發(fā)展潛能和今后的職業(yè)需求，設計供學(xué)生選擇的物理課程模塊，以滿(mǎn)足不同學(xué)生的學(xué)習需求，促進(jìn)學(xué)生自覺(jué)地、富有個(gè)性地學(xué)習.”這條基本理念首先就注意到了全體學(xué)生的共同的認知結構；其次是考慮到不同類(lèi)型的學(xué)生由于各種不同原因而形成的不同認知結構，可以選擇不同的物理模塊進(jìn)行學(xué)習.在內容的選擇上，提出了“要精選學(xué)生終身學(xué)習必備的基礎知識與技能”，就是為了給學(xué)生構建一個(gè)良好的物理認知結構.
《物理通報》編寫(xiě)的物理教材中，非常重視學(xué)生原有的物理認知結構，強調初、高中物理知識的銜接.差不多在每節教材的開(kāi)始，精心設計了各種情景，這些情景通過(guò)一些現象和提問(wèn)，來(lái)激活學(xué)生已經(jīng)具備的知識和經(jīng)歷，引起學(xué)生的好奇心和求知欲，并把它與即將要學(xué)的新知識聯(lián)系起來(lái).
在教材編寫(xiě)中，為滿(mǎn)足不同學(xué)生的學(xué)習要求，除了考慮各模塊應有的不同特點(diǎn)外，在同一模塊中，還設有“小資料”、“課外閱覽”、“物理在線(xiàn)”、“發(fā)展空間”等學(xué)生活動(dòng)欄目，充分滿(mǎn)足具有不同認知結構的各類(lèi)學(xué)生富有個(gè)性的學(xué)習.
3建構主義認為學(xué)習是主體主動(dòng)的探究過(guò)程
建構主義認為，學(xué)生的學(xué)習不應當是單純的輸入和接收，而應當是從他原有的認知結構出發(fā)，先是對新知識發(fā)生質(zhì)疑，進(jìn)而產(chǎn)生猜測、思考、觀(guān)察、測量、分析等一系列有意義的活動(dòng)，然后到理解和認同.這個(gè)過(guò)程是對原有認知結構的調整和改變，是新、舊知識之間雙向互動(dòng)的相互作用的過(guò)程.
這個(gè)過(guò)程不僅使學(xué)生獲得了知識，而且能使學(xué)生獲得能力和方法.這對于學(xué)生走進(jìn)現代社會(huì )、對于學(xué)生的今后發(fā)展將是非常重要的.因為學(xué)生有了這種能力和方法，就可以按照自己的需要，有了繼續擴充知識的本領(lǐng)，并有可能進(jìn)行各種創(chuàng )造性的活動(dòng).所以建構主義認為，探究問(wèn)題的過(guò)程，要比知道問(wèn)題的答案重要得多.
一個(gè)學(xué)生在學(xué)校里應當掌握多少知識？一個(gè)教師應當教給學(xué)生多少知識？這是一個(gè)很難確定的數量.科技的發(fā)展和進(jìn)步讓我們越來(lái)越看到，某些知識會(huì )過(guò)時(shí)，某些知識有局限性，有的專(zhuān)業(yè)知識在面世后的頭三年，一半都變了樣.現代科技知識的更新更快，計算機的書(shū)籍二三年就更新?lián)Q代了.經(jīng)驗表明，任何一個(gè)人不可能記住他在學(xué)校學(xué)過(guò)的全部概念、定理、公式等知識.因此，建構主義認為對于飛速變化著(zhù)的現代社會(huì )來(lái)說(shuō)，人的能力往往比他存儲的知識重要得多.
學(xué)生在經(jīng)歷獲得知識的過(guò)程中，新、舊知識之間的相互作用的強度會(huì )決定認知主體獲得知識的質(zhì)量.我們可以舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題.比如，先在一個(gè)盒子里裝上東西，不告訴學(xué)生裝的是什么，而是讓學(xué)生通過(guò)掂量、晃動(dòng)、聽(tīng)聲、測量等各種方法，經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，再說(shuō)出盒子里可能裝的是什么東西，并說(shuō)明他猜測的理由.這個(gè)過(guò)程對學(xué)生會(huì )有深刻印象，他對盒子里究竟裝著(zhù)什么，會(huì )念念不忘，總要想方設法把這個(gè)結論找出來(lái).但如把盒子里裝了什么直接告訴學(xué)生，學(xué)生會(huì )覺(jué)得意思不大，不會(huì )引起他多大的興趣，他的好奇心、探索精神、探究的能力都一概被扼殺了.主體的主動(dòng)性沒(méi)有了，他不能體驗和了解真實(shí)世界的豐富與刺激，他不可能進(jìn)入知識探索者的角色，不能體驗到獲得成功的愉悅.他很快就會(huì )忘記盒子里裝的是什么.如把盒子里裝的“東西”當作是“知識”，由于上述兩種情況相互作用過(guò)程的強度不同，學(xué)生獲取知識的質(zhì)量顯然有很大的差異.我們也一定會(huì )有這樣的經(jīng)驗：對于某件事情的認識，聽(tīng)到的不如看到的，而看到的總不如親身經(jīng)歷的.傳統的教育觀(guān)念，主張記憶和背誦，注重的是知識的量.而建構主義教育理念，主張學(xué)生經(jīng)歷過(guò)程來(lái)獲得知識，重視的是知識的質(zhì).學(xué)生在學(xué)校學(xué)習的有限時(shí)間里，不是記住的知識越多越好，而是獲得能從教材上、從老師那兒通過(guò)自己的努力，獲得屬于自己的能帶得走的知識.
《物理課程標準》在教科書(shū)編寫(xiě)建議中就明確提出：“高中階段的物理課程要給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機會(huì )，讓學(xué)生通過(guò)自己的思維、動(dòng)手實(shí)驗、查閱文獻等，體驗探究過(guò)程的曲折和樂(lè )趣，發(fā)展科學(xué)探究能力，增強對科學(xué)探究的理解.”并提出了“在知識技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三個(gè)維度上……來(lái)構思教學(xué)內容和教學(xué)活動(dòng)的安排”.在教材的編寫(xiě)上又指出“在內容選擇、呈現方式等方面為科學(xué)探究活動(dòng)的實(shí)施創(chuàng )造機會(huì )和條件.”
《物理通報》編寫(xiě)的物理教材，以《物理課程標準》提出的三維教學(xué)目標為基礎，確定教材基本結構和內容，重視過(guò)程與方法，突出了實(shí)驗探究這個(gè)欄目，它包括“提出問(wèn)題、對問(wèn)題進(jìn)行猜想、設計實(shí)驗方案、選定實(shí)驗器材、進(jìn)行實(shí)驗、立表作圖、寫(xiě)出實(shí)驗結論、對實(shí)驗結論進(jìn)行分析”等完整的探索過(guò)程.這種探究幾乎每章都有，具有探究性質(zhì)的各式活動(dòng)，幾乎每節都有.
4建構主義強調學(xué)生之間的合作、交流，調整個(gè)人的認識偏差
建構主義認為，雖然建構知識是由認知個(gè)體來(lái)完成的，但由于認知的經(jīng)驗和對外部世界理解的不同，原有的認知結構會(huì )因人而異，所以必須在建構知識的同時(shí)，要與別人討論、協(xié)商、合作、競爭，進(jìn)行多方面的接觸，從而使自己的認識更為準確，更加全面.因此在進(jìn)行教學(xué)設計時(shí)要采取多種形式的學(xué)習方式，使學(xué)生之間發(fā)生認知上的接觸和碰撞.在老師的引導下，在對某一問(wèn)題的探究中，相互交流、討論，促進(jìn)學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與老師之間的合作互動(dòng).這樣做，能超越一個(gè)學(xué)生自我的認識，獲得更準確的理解.這種互助交流的學(xué)習，比學(xué)生封閉學(xué)習，然后進(jìn)行單一的書(shū)面考試重要得多.
在《物理課程標準》教學(xué)建議中，就提出“根據內容選擇恰當的形式，進(jìn)行交流”，并提出“教學(xué)中要提供學(xué)生當眾交流的機會(huì )”，在教學(xué)案例的分析中，提倡“集體智慧是學(xué)習的共同財富”，而不提倡“學(xué)生封閉式地學(xué)習”.
《物理通報》編寫(xiě)的物理教材中，對許多教學(xué)內容設置了討論交流的學(xué)生活動(dòng)，在教材的“實(shí)驗探究”中，差不多都有“討論交流”這一活動(dòng)項目.在教材的“活動(dòng)”欄目中，也大都有學(xué)生的“討論交流”.這本教材的使用中，必然會(huì )使學(xué)生與學(xué)生之間以及學(xué)生與老師之間出現多種形式的交流活動(dòng)，從而提高每個(gè)學(xué)生獲得知識的質(zhì)量.
現在世界上不少?lài)叶荚谡{整基礎教育的目標，改變人才的培養模式，改變學(xué)校教學(xué)的方法，企求培養出的新一代的國民，能適應21世紀的社會(huì )、科技和經(jīng)濟發(fā)展所必須具備的素質(zhì)，使學(xué)生在未來(lái)的社會(huì )中具有更強的競爭力.我國當然也不能落后，而教材的改革是基礎教育改革中非常重要的一個(gè)方面.相信根據《普通高中物理課程標準(實(shí)驗)》編寫(xiě)的教科書(shū)一定能在我國的基礎教育改革中發(fā)揮作用，做出貢獻。
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