建构主义在初中物理教学中的应用研究
建构主义学习理论简介
建构主义是60年代到70年代盛行的一种思潮，其最早的提出者是瑞士 著名的心家皮亚杰(J.Piaget)。建构主义学习理论认为，学生是在与周围环 境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得 到。由于个体的认知发展与学习过程密切相关，因此利用建构主义可以比较好地说明人类学习过程的认知，即能较好地说明学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成，以及理想的学习环境应包含哪些主要因素等等。总之，在建构主义思想指导下可以形成一套新的比较有效的认知学习理论，并在此基础上实现较理想的建构主义学习环境。 建构主义学习理论的基本内容包括“学习的含义”（即关于“什么是学习”）与“学习的方法”（即关于“如何进行学习”）这两个方面。
1.1关于学习的含义
建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。所要建构的意义是指：事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。
1.2关于学习的方法
建构主义提倡在教师指导下的、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，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用： （1）要用探索法、发现法去建构知识的意义； （2）在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证； （3）要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。 教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥指导作用： （1）激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机； （2）通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义； （3）为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识。
2.建构主义的教学思想
2.1建构主义的学习观
学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。
学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解。在这一过程中，学习者原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变。
2.2建构主义的学生观
建构主义强调，学习者并不是空着脑袋进入学习情境中的。在日常生活和以往各种形式的学习中，他们已经形成了有关的知识经验，他们对任何事情都有自己的看法。即使是有些问题他们从来没有接触过，没有现成的经验可以借鉴，但是当问题呈现在他们面前时，他们还是会基于以往的经验，依靠他们的认知能力，形成对问题的解释，提出他们的假设。
教学不能无视学习者的已有知识经验，简单强硬的从外部对学习者实施知识的“填灌”，而是应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。教学不是知识的传递，而是知识的处理和转换。教师不单是知识的呈现者，不是知识权威的象征，而应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们时下的看法，思考他们这些想法的由来，并以此为据，引导学生丰富或调整自己的解释。
教师与学生，学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索，并在探索的过程中相互交流和质疑，了解彼此的想法。由于经验背景的差异的不可避免，学习者对问题的看法和理解经常是千差万别的。其实，在学生的共同体中，这些差异本身就是一种宝贵的现象资源。建构主义虽然非常重视个体的自我发展，但是也不否认外部引导，亦即教师的影响作用。
2.3师生角色的定位
教师的角色是学生建构知识的忠实支持者。教师的作用从传统的传递知识的权威转变为学生学习的辅导者，成为学生学习的高级伙伴或合作者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。教师必须创设一种良好的学习环境，学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。教师必须保证学习活动和学习内容保持平衡。教学是逐步减少外部控制、增加学生自我控制学习的过程。
教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应当激发学生的学习兴趣，引发和保持学生的学习动机。
学生的角色是教学活动的积极参与者和知识的积极建构者。学生要用探索法和发现法去建构知识的意义。
3建构主义学习理论在中学物理教学中的应用
具体教学工作中怎样依据建构主义学习理论帮助学生将零乱的物理概念、规律、观念、方法有机组构起来，形成完整、有序的认知结构，并使之活化呢？
3.1要帮助学生打造好物理认知结构的基石
要帮助学生建构完整、有序的物理认知结构，先要使学生理解物理概念、规律、观念、方法。
怎样使学生理解物理概念、规律、观念、方法呢？这项工作必须通过实验或现象分析、数学推理，揭示物理现象、物理量之间定性或定量的关系。并通过分析、概括、推理等思维活动归纳出物理概念、规律。这一过程可以培养学生的观察、实验能力和思维能力，体会和认识物理学的研究方法和思维方法。
例如：密度概念对初中学生来说较抽象，用传授式的方法是行不通的，教师要通过以学生动手、体验为主，师生互动为辅的策略来进行教学。先让学生按小组通过实验测出不同体积的铜、铁的质量，并将数据记录在如下表格中。
铁 铜
序号
体积（立方厘米）
质 量
（克） １立方厘米的质量（克）
序号
体积（立方厘米）
质 量（克） １立方厘米的质量（克）
１ ４
２ ２ ２ ５ ５ ５
３ ６
然后通过设问“体积相同的铜块与铁块质量是否相同？体积不同的铜块（或铁块），它们的质量是否相同？” 引导学生分析数据，初步感知质量不但跟体积有关，还和物质种类有关。进一步设问：“对铜块（或铁块）来说，它的质量跟体积有什么关系，质量与体积之比又有什么特点？铜、铁的质量与体积之比是否相同，它表明了什么？”通过学生对表格中数据的进一步分析讨论，认识到同种物质的质量与它的体积成正比；对同种物质来说，质量/体积的值不变，与质量、体积无关，而不同的物质，质量/体积的值一般不同；说明质量/体积的值反映了物质的一种特性，为了表示物质的这种特性，物中引进了密度这一物理量。
通过这种师生互动、学生主动参与、积极体验的过程使学生在一开始就物理概念、有了较好的理解或掌握，对物理概念、规律形成过程中的思想、方法（如控制变量法、从特殊到一般的研究方法等）也有较深的领悟。
3.2要帮助学生建构完整的物理认知结构
3.2.1让学生弄清并画出每一单元概念、规律间的逻辑体系
每一单元内容学习完后，要让学生根据自己的理解画出头脑中这一单元的概念、规律间的逻辑体系图，学生画出的图丰富多彩，各具特色，对他们加以引导，学生有能力使自己画出的图更接近客观的逻辑体系图。
下面是某同学归纳的光学概念、规律间的逻辑体系图：
光速
光的直线传播
光源
光的反射→平面镜成像
光
凸透镜→凸透镜成像规律
光的折射
凹透镜
3.2.2帮助学生将物理观念、方法和上述逻辑体系有机组合
在弄清并画出概念、规律间的逻辑体系的基础上，让学生将该逻辑体系与物理观念、方法有机联系起来，去了解完整的物理知识结构，使学生的物理学习跃上较高的层次。同样，通过引导，学生能画出较完整的某单元或几个单元有机联系的认知结构图。
例：学生将密度、压强、浮力几个单元的概念、规律间的逻辑体系图分别画出后，引导学生将物理观念、方法有机融合到这几个体系中去，使学生找到这些体系之间的有机联系。比如，用控制变量法可将密度、压强、液体压强等概念联系起来，因为这些概念的形成过程都用到了这一探究方法；用演绎推理的思维方法可将压力和浮力概念，密度、液体压强、阿基米德原理有机联系起来。如下图：
总之，要鼓励学生多角度寻找同一或不同体系中概念、规律间的联系，进行合理的建构，这样，学生头脑中的物理认知结构会逐渐变得纵横交错、变得稳固起来，逐渐变得灵动起来，也就逐渐建构起学生自己的具有个性化的认知结构。3.2.3构建物理情景和物理模型
物理是一门以实验为基础的学科，物理与我们的实际生活紧密相联系，因此，我们在教学过程中要注意情景的引入、实验课的教学、以及物理模型的讲解，让学生在学习过程中把一些物理情景、物理实验以及一些物理模型深深地印在自己的大脑里面，这样比死记一些概念、规律效果应该好得多，而且学生这样学习知识掌握得更加牢固，也许终身都不会忘记。下面我们一起来分析一下几个例子：（1）在学习人教课标版八年级物理（上）光现象的时候就要让学生把P40的图2.2-5和2.2-6深深地印在大脑里，这样光的反射规律就记得很牢固，而且也很容易理解反射规律的内涵；（2）在学习人教课标版八年级物理（上）物态变化时，就要明确告诉学生一定要把当时做实验的过程深深印在自己的大脑里面，这样就很容易理解各种物态变化的真正含义，比如，我们在 观察水的沸腾的实验，在水沸腾前和沸腾时，我们始终在对水进行加热，反过来说明液体沸腾前和沸腾时都要吸收热量，沸腾又是我们汽化的一种方式，也就说明汽化要吸热；而液化是汽化的逆过程，所以液化就要放热。当然，要让学生学得有兴趣，需要老师们多加引导，逐步培养学生自动建构物理情景和物理模型。
结论
本文主要依据建构主义学习理论，探究建构主义理论在初中物理教学中的应用。要培养学生的建构物理认知结构的能力并非一朝一夕，需要师生们长期的共同努力、协作方能见效。
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