張淑芳，王增學

（1. 徐州工程學院 數學與物理科學學院，江蘇 徐州 221008；2. 徐州工程學院 人文學院，江蘇 徐州 221008）

高校物理專業(yè)課教學模式創(chuàng)新探索
——以建構主義知識觀為視角

張淑芳1，王增學2

（1. 徐州工程學院 數學與物理科學學院，江蘇 徐州 221008；2. 徐州工程學院 人文學院，江蘇 徐州 221008）

建構主義知識觀指導下的互動式探究型“知識建構式”教學模式，創(chuàng)設了一種類似科學研究的情境和途徑，通過探究物理學中典型的實驗定律的建立過程，使學生感悟前輩物理學家深刻的物理思想、研究方法和科研精神，促使學生真正理解和全面把握物理定律豐富的內涵和外延。課程小論文活動的開展，不僅調動了學生的學習興趣，而且還培養(yǎng)了學生自主學習能力、應用物理知識分析和解決問題的能力，從而達到提高學生科學素質、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的目的。

建構主義；知識觀；物理專業(yè)課；應用能力；創(chuàng)新能力

知識觀是指關于知識的本質、起源、種類、范圍、功能、價值及其獲得的觀點的總和。“知識觀是我們認識教學目標、教學過程以及教學的意義和價值的觀念基礎”[1,p13]，它直接影響著教師的教學策略和教學行為?？陀^主義知識觀認為知識尤其是科學知識，是獨立于認識主體而存在的，是對外界事物客觀規(guī)律的揭示，具有客觀性、穩(wěn)定性和永恒性。因此，知識可由先知者直接傳給未知者。受這種知識觀影響，長期以來，我國高校物理專業(yè)課教學模式，基本上是以“教”為中心的“知識授受式”。而建構主義知識觀則認為，知識是人類創(chuàng)造建構的，知識也并非以實體的形式存在于個體之外，知識并不是對現實的唯一正確表征，它只是一種解釋、一種假設，并不是問題的最終答案，并不是精確概括世界的法則，它將隨著人類認識的不斷深化，發(fā)生變更、發(fā)展。因此“知識是主觀的、不穩(wěn)定的、結構不良的，是與其形成的情景脈絡緊密聯系的，知識難于直接訪取或傳遞給他人?！盵2,p253]知識需要學習者在教師指導下，自己完成知識意義的建構。當我們用建構主義知識觀審視傳統教學模式時，發(fā)現它存在著極大的不合理性，迫切需要建立一種以“學”為中心的“知識建構式”教學模式。

1 客觀主義知識觀視野下物理專業(yè)課教學模式弊端

物理學是自然科學的基礎，是揭示和闡述物質世界基本構成及其運動規(guī)律和相互作用的基本規(guī)律的科學?！拔锢韺W的概念、規(guī)律、理論、體系乃至研究方法和思想觀念，不僅使人們得以認識世界，而且極大地推動了物質生產、技術進步和科學發(fā)展”[3]。而當前物理教育中卻出現了一種反?，F象，一方面物理學在科技與社會發(fā)展中的作用越來越重要，另一方面許多大學生對學習物理學越來越缺乏熱情。傳統物理教學以客觀主義知識觀為基礎，認為物理學理論來源于經驗事實和科學實驗，許多理論又經過實踐檢驗，因此具有絕對的客觀性、真理性、普遍性和永恒性。基于這種知識觀，教學多采用“知識授受式”教學模式，這種教學模式存在以下幾方面弊端。

1.1 教師主宰，主體缺失

在傳統教學模式中，教學活動以教師和教材為中心，其教學方法是全盤講授的“灌輸式”、“知識復制式”，在這種教學模式中，學生只需學習教材，無需獨立獲取資料，無需設計實驗進行驗證，無需獨立思考，逐漸養(yǎng)成依賴教師的習慣，學生很少主動提問，更不敢與教師商榷。這必然導致學生自主學習能力、質疑、問題意識、批判性思維能力的缺失，嚴重影響學生個性發(fā)展。

1.2 教學目標單一，專業(yè)知識難以形成創(chuàng)新能力

傳統的物理專業(yè)教學，以客觀主義知識觀為基礎，把教學目標定位于單一的認知領域，教學的目的是讓學生掌握系統的專業(yè)知識。教學中著重講授物理學定理、定律的結論以及其針對理想模型的應用，而對滲透著前輩物理學家的研究方法、物理思想和科學精神的探索過程重視不夠，這樣學生學到的僅僅是脫離真實情境、抽掉物理思想和研究方法的抽象的、孤立的、具有惰性的知識，難以實現知識的遷移。另外，物理學學科本身的特色沒有充分體現，沒有適時的將物理學原理在當代科學技術中的應用結合起來，使知識變成了一成不變的僵化的教條，這不利于培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題的能力，不利于激發(fā)學生創(chuàng)造性思維能力。再者，隨著科學技術的發(fā)展，物理專業(yè)實驗儀器集成化程度越來越高，實驗結果大都直接呈現在顯示器上，不能很好地體現物理現象、物理過程，失去了通過實驗培養(yǎng)學生動手能力、綜合運用物理知識解決實際問題能力的意義。

1.3 學習成績評價內容片面，方式單一

客觀主義知識觀視野下的物理專業(yè)學習評價，片面的把評價標準定位于單一認知領域。這種內容片面的評價，忽視學生的學習過程、學習方法，忽視學生運用物理知識解決實際問題的能力，忽視學生的探索精神和創(chuàng)新能力。在評價方式上，又以期末筆試為主，甚至以期末筆試成績代替其它形式評價，這種單一的傳統評價模式，在很大程度上鼓勵學生死記硬背，抑制甚至扼殺了學生群體在教學活動中所具有的自主性、主動性和創(chuàng)造性，使學生失去了自我評價、自我調節(jié)、自我反饋、自我控制學習的可能性，嚴重影響了學生主體性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 建構主義知識觀、學習觀的積極意義

2.1 建構主義知識觀

建構主義知識觀認為，科學知識的獲得是科學家根據現有的理論來建構的科學知識，知識并不是對現實的準確表征，它只是一種解釋、一種假設，并不是精確概括世界的法則。建構主義強調科學知識是暫時性的、主觀性的、建構性的，它會不斷地被修正和推翻，并隨之出現新的假說。按照這種觀點，課本知識只是一種關于各種現象的較為可靠的假設，并不完全反映事物的本來面目，科學知識包含真理性，但不是絕對正確的最終答案，它只是對現實的一種更可能正確的解釋。另外，建構主義認為，知識不可能以實體的形式存在于具體個體之外，盡管我們通過語言符號賦予了知識一定的外在形式，甚至這些命題還得到了普遍的認可，但由于不同的人有不同的認知圖式、先前經驗，所以對同一命題也會產生不同建構與理解，這些理解也只能由學習者基于自己的知識經驗、信念背景而建構起來，而且這種建構不可能由他人代替，建構主義的這一觀點將學習者推向了學習活動的中心。

2.2 建構主義學習觀

建構主義學習觀認為，人的認識是以原有知識為基礎，在主客體的相互作用中建構而成的。首先，學習是一個積極主動的建構過程，學習者不是被動地接受外在信息，而是主動地根據先前認知結構有選擇的知覺外在信息，建構當前事物的意義。第二，這種建構過程是雙向性的，一方面學習者對當前知識或信息的理解，是以學習者原有的知識經驗為基礎，這就意味著學習者對知識和信息的理解將超越外部所給的信息本身；另一方面，被利用的先前知識，并不是簡單的提取和套用，而是學習者根據新的知識和信息，相應地對原有經驗本身也作出某種調整和改造，受到重新建構。由于要進行這種雙向建構，學習者必須積極參與學習，必須時刻保持認知的靈活性。第三，學習者的建構是多元化的，由于事物存在多元性，學習情境存在一定的特殊性以及個人的先前經驗存在的獨特性，學習者對事物意義的建構將是不同的[1,p15]。

2.3 建構主義知識觀、學習觀對物理教學的啟發(fā)

2.3.1 摒棄教師中心，樹立學生主體觀

“建構主義的本質是一種知識論，一種探討知識發(fā)生與獲得的理論。而建構理論的最大特點，是把學習過程的核心由知識傳授者轉移到知識學習者本身。”[2,p344]

學習者不再是知識的接受者，也不僅是知識的儲存者，而是知識的創(chuàng)造者。建構主義認為真正有效的學習是學習者主動建構知識的過程，而這個過程不能由他人代替。既然學習過程是建構過程，那么教師所能做的，就是充分利用教學信息資源，設計認知工具，優(yōu)化學習環(huán)境，支撐學生的知識建構，充分發(fā)揮學習者主體能動性，讓學習者能夠與逼真境脈親密接觸，與環(huán)境互動，與同伴交流，積極主動地建構自己的知識意義，讓學習者始終處于中心位置。

2.3.2 訓練思維品質，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

教學的目的不僅僅是使學生掌握系統的專業(yè)知識，更重要的是培養(yǎng)學生的探究與創(chuàng)新能力。培養(yǎng)創(chuàng)新能力，首先應培養(yǎng)學生的批判性思維能力、發(fā)散性思維能力、自主學習能力、協作交流能力和對真實世界問題解決能力的良好思維品質。體現在物理專業(yè)的教學中：第一，給學生提供豐富的學習資源和認知工具，讓學生明白每一個物理概念、物理定理、定律產生的歷史背景、實踐背景，而不僅僅是傳授給他們作為絕對真理的結論；第二，編制知識網絡，以一定的結構性知識，支撐學生對知識的建構；第三，創(chuàng)設結構不良的、開放的、有足夠復雜性、包含許多相聯系部分，而每一部分又很重要的問題情境，鼓勵并引導學生通過解決一系列初始問題、類似問題和拓展性問題，獨立提出自己的問題，與環(huán)境積極互動，探索問題的解決方案，并同時建構知識的個人意義，達到對知識的理解[2,p270]。第四，培養(yǎng)學生的原認知能力，即反思能力，因為學習是建構性的，這就要求學生對自己的知識基礎、學習行為和學習效果有清醒的認識，并能調節(jié)、控制、反省認知行為[4]。

2.4 發(fā)揮評價的發(fā)展性功能，促進學生發(fā)展

現行評價過分強調甄別與選拔功能，忽視對評價結果的反饋和認同。評價難以成為學生認識自我、調控自我、發(fā)展自我、鼓勵自我的一種手段。建構主義倡導基于學生發(fā)展的發(fā)展性評價，評價的目的在于學生的發(fā)展。

2.4.1 發(fā)展性原則

學生評價的發(fā)展性原則是指學生評價要以促進學生發(fā)展為目的，評價關注的不僅是學生的考試成績、現實表現，而且應該重視學生的未來發(fā)展，重視學生在原來已有水平上的提高，是課程教學的一個有機環(huán)節(jié)。長期以來，在教學評價中，多是教師評價學生，學生被排斥在評價主體之外，而建構主義提倡的評價過程是師生、生生互動過程，是評價者與被評價者不斷協商、不斷發(fā)現新問題解決新問題的過程?！敖嬛髁x強調科學教學評價的目的在于更好地根據學習者的需求來設計教學，改進和優(yōu)化教學策略，促進學習者更有效地進行科學探究和知識的自主建構”[5]。

2.4.2 多元化原則

學生評價的多元化原則是指評價內容、方法、主體的多元化，評價的內容主要是學生自主學習能力，對所學知識及其意義建構的能力。評價的方法也具有多樣性，靈活性，除筆試外，還倡導采用課堂行為觀察、作業(yè)分析、答辯、操作實踐、情境模擬等過程性評價方法。其中，要重視學生在評價過程中的主體地位，通過評價引導學生進行積極的自評與他評，實現自我反饋、自我控制、自我調節(jié)，真正體現以“學”為中心。

3 互動式探究型教學模式——以電磁學教學為例

電磁學是物理專業(yè)一門重要的基礎課，電磁學理論廣泛應用于從家電到高科技的許多領域。互動式探究型教學模式是建構主義倡導的教學模式，其基本理念是，在教學過程中，創(chuàng)設一種類似科學研究的情境和途徑，在教師指導下，學生通過對問題的獨立探索，主動實踐，主動思考，在探索和研究過程中，建構知識及其意義。這是一種能充分發(fā)揮學生在學習過程中的主體作用、有效培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的新型教學模式。

3.1 創(chuàng)設互動式探究型教學情境，促進知識意義建構

電磁學理論建立在Coulomb（庫倫）定律、Biot—Savart —LapLace（畢奧—薩伐爾—拉普拉斯）定律、Ampere（安培）定律和Faraday（法拉第）電磁感應定律這幾個實驗定律的基礎上，每一個定律的建立，都經過前輩物理學家的艱苦探索，其中蘊含了前輩大師的物理思想、研究方法和科學精神。結合物理定律的特點，恰當地探討物理定律的建立過程，再現當時的研究情境，可以使學生領悟前輩物理學家的物理思想，更深刻地領會物理定律的意義。

如在電磁感應教學中，我們首先以影像資料介紹法拉第的研究工作，著重介紹他對電磁感應的研究，還介紹了Ampere、Arago（阿喇戈）、Colladon（科拉頓）的研究工作，并對他們的實驗進行了模擬演示，引導學生思考、討論并回答，為什么在長約11年的時間里，人們一直沒有找到電磁感應現象？期間Ampere的過阻尼沖擊電流計、Arago的圓盤實驗、尤其是Colladon的電磁感應實驗，都出現了電磁感應現象，都已經到達了發(fā)現電磁感應現象的邊緣，為什么都與成功擦肩而過？從中可以受到什么啟發(fā)？演示Faraday電磁感應實驗，引導學生思考、討論并回答，Faraday是怎樣發(fā)現電磁感應現象的，突破的關鍵是什么？在眾多的電磁感應現象中產生感應電流的實質是什么? Faraday是如何解釋的？Faraday提出的場的觀點對Maxwell提出渦旋電場假說、位移電流假說并建立電磁場理論有何啟發(fā)？通過以上探索過程，學生對Faraday電磁感應定律

動生電動勢公式

感生電動勢公式

的意義建構更豐富，應用更靈活。最后指導學生分析一些電磁感應現象應用實例，課后再讓學生找出一些應用實例，進一步把理論與實際結合起來。

3.2 開展專題小論文活動，培養(yǎng)研究、創(chuàng)新能力

開展專題小論文活動，能有效的調動學生的學習興趣和自主學習的能力。首先在電磁學緒論課中，我們準備了詳實的資料（文字資料、影像資料），整體上介紹電磁學的發(fā)展過程和在電磁場理論建立中作出杰出貢獻的物理學家法拉第和麥克斯韋，并介紹電磁學的主要內容及其在各領域的應用。然后，向學生推薦一些探索性的小論文題目，并鼓勵學生在學習過程中對自己感興趣的問題選題，要求在一學期內撰寫完成小論文。論文選題包括兩方面的內容：一是理論探索，要求學生就電磁學的實驗基礎及其理論形成與發(fā)展中，自己感興趣的問題進行較深入的探討，并提出自己的見解；二是電磁學理論的實際應用，又包括兩方面內容，其一，電磁學理論的當代應用，如“靜電學的當代應用”“磁學的當代應用”“電磁感應的當代應用”等；其二，自己設計一種應用，或對現有應用進行改進。

在指導學生撰寫論文過程中，教師向學生推薦文獻資料，更多的是讓學生自己查閱學術期刊、科學雜志、網絡資源，并組織學生課堂討論交流，展開全方位的深入學習。對喜歡實驗研究的學生，開放實驗室，讓學生弄清基本原理，并自己動手設計實驗，提出改進方法，制作小實驗裝置。為進一步激發(fā)學生的參與興趣和積極性，適時組織學生交流研究“成果”，進一步培養(yǎng)學生合作、交流、分享的科學研究精神。從學生寫出的小論文看，多數都有自己的感悟和獨到見解，小制作也有自己的創(chuàng)新。通過學生撰寫小論文活動，極大地豐富了學生對電磁學理論的意義建構，培養(yǎng)了學生的知識應用能力和創(chuàng)新能力。

3.3 學生成績評定

3.3.1 閉卷考試成績

主要考察學生對電磁學基本知識的理解和應用能力，設計約10%的提高題，考察學生靈活應用知識的能力，這兩部分的總分占總成績的50%。

3.3.2 平時成績

主要考察學生電磁學知識及意義建構的能力。根據學生在課堂討論中，師生、生生交流的情況，考察學生是否完成對所學知識的意義建構，再加上平時作業(yè)，共占總成績的20%。

3.3.3 專題小論文成績

主要考察學生的電磁學知識的應用能力和創(chuàng)新能力。這部分占總成績的30%，有獨立見解或有創(chuàng)新的另加獎勵分數。

綜上所述，建構主義理論指導下的互動式探究型教學模式，充分體現了學生的主體地位，賦予學生以主動權，他們可以自由探索和自控學習過程。這樣的教學不僅培養(yǎng)了學生的學習興趣和自主學習能力，還進一步培養(yǎng)了學生理論聯系實際的能力和創(chuàng)新思維能力，實踐證明建構主義教學理論指導的教學改革是卓有成效的。建構主義教學理論的應用，并非是對傳統教學模式的全盤否定，而是對它的優(yōu)化和超越，我們應發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，創(chuàng)建更科學更符合中國國情的教學模式。

[1] 肖川.知識觀與教學[J].全球教育展望,2004(11):13-17.

[2] 高文,等.建構主義教育研究[G].北京:教育科學出版社, 2008:253.

[3] 陳秉乾,等.電磁學專題研究[M].北京:高等教育出版社, 2001:75.

[4] 薛國鳳,王亞暉.當代西方建構主義教學理論評析[J].高等教育研究,2003(1):97:95-99.

[5] 袁維新.從授受到建構[J].全球教育展望,2005(2):18-23.

（責任編輯、校對：孫海祥）

Exploration of Constructivist-Based Model for the Teaching of Physics in Universities

ZHANG Shu-fang1, WANG Zeng-xue2

(1. Department of Mathematics and Physical Science Technology, Xuzhou Institue of Technology, Xuzhou 221008, China; 2. Department of Literature, Xuzhou Institue of Technology, Xuzhou 221008, China)

The interactive and exploratory teaching model under the constructivist epistemology creates a congenial environment and explores the establishment of classical empirical laws to help students develop a deeper understanding of physical theories, research methods and research spirit of the prominent physicists. This will facilitate students to gain real and comprehensive insights into physical laws. Furthermore, essay writing can not only arouse students’ enthusiasm for learning, but can also encourage students to study independently and to incorporate physical theories into practices, thus students’ability to carry out scientific research and to adopt innovative methods will be improved.

constructivism; epistemology; physics module; ability to apply theory into practices; ability to develop innovative solutions

G642.0

A

1009-9115(2012)02-0116-04

徐州工程學院2010年度高等教育立項課題（YGJ1016）

2011-12-13

張淑芳（1959-），女，河北邢臺人，副教授，研究方向為物理教育研究。