物理教材改革研究论文

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建构主义是当代西方流行的教育理念.它已成为国际科学教育改革的主流理论.20世纪90年代以来，它对世界范围内的课程与教学改革产生了重要影响.对我国在20世纪末启动的基础教育课程改革，有重要的指导意义.有20年教材改革和研究的《物理通报》不失时机地投入了这场基础课程教育改革，积极参与了初、高中教材的编写工作.我们有幸应邀参加了由《物理通报》主持的这一编写任务.在近两年的编写实践中，感到如能对建构主义理论有一定的认识，会有助于我们对《物理课程标准》的理解，更好地在教材的编写中贯彻《物理课程标准》的精神，把教材的编写工作做得更好，下面说一下我们的体会.

1建构主义强调学习的自主性

建构主义认为，学生获得知识应当有一个过程，这个过程犹如他的机体吸收营养，只有他自己才能完成，别人是不可能替代的.别的学生能帮他做习题、写作文，但他本人不会因此而获得知识；教师可以讲解、答疑和指导，但也必须通过学生有意义的自我活动，才能完成获得知识过程.

建构主义的这个观点确定了学生在教学过程中的地位，学生是主体.教师在教学中只能起指导和组织作用.教学的过程不应当是学生跟着老师转，而应当是教师如何在教学上调动和发挥学生的主动性，创造条件做好服务工作.教育从本质上讲是认知个体在一定环境中的自我发展，真正意义上的教育是“自我”教育，是最终只决定一个自变量的函数.

普通高中《物理课程标准》的课程基本理念中就明确提出：“应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”，“帮助学生学习物理知识与技能”.这里的“促进自主学习”，表明了学生是学习的主体，教材、教师等只能对“主体”起到“促进”的作用，只有主体能“积极”、“乐于”、“勇于”和“勤于”进行有意义的活动，才能获得“知识与技能”.

《物理通报》编写的物理教材中，精心设计了观察、思考、推理、猜想、测量、计算、制作、上网和社会调查等多种学生的自主性活动，从教材的结构就促使学生处于自主学习的地位而成为学习的主体.在初中教材中，就有“我的设计”、“我的制作”、“自我评价”等多种自主性活动；在高中教材的第一个模块的第一章中就有学生要参与的各种活动30多个.

2建构主义认为主体的认知过程是一个新知识结构的构建过程

建构主义认为，在基础教育中，认知主体在获得新知识前，已有的经验和知识就构成了学生自己原有的认知结构，这是他能获得新知识的基础.当他遇到新的情况时，会用这个认知结构与新情况发生联系，用这个结构去认同（应顺、适应、平衡）新的知识，逐步建构新的认知结构.这是建构主义确认的主体的认知过程，这就是所谓的“建构”.

按照这种观点，学生原有的认知结构对于他学习新东西是非常重要的，影响学生学习最重要的因素就是学生已经知道了什么.每个人的知识，都是在自己原有的知识、经验的基础上慢慢地构建起来的，无论是正确的还是错误的，都只有这样一个途径.

因此，学生具备一个好的认知结构对于他获得新知识是非常重要的.一个良好的认知结构应当具备三个条件：存储的信息量大；有序化程度高；开放性好.一个学生在学习某一物理教材之前，他脑子里原有的物理知识内容及其组合，就构成了关于物理的认知结构，是学习这本新教材的起点，也是他个人认知结构的一部分.

中学物理普遍反映难学，一方面可能是学科本身的原因，它不会像小说、电影那样直接对人的情感和感官产生共鸣或冲击，很快把人吸引住.因为物理学的魅力和美丽要通过学习者的努力（对有些人可能是烦恼）才能看到.另一方面是教材的原因，传统的教材普遍缺乏学生的活动.老师讲，学生记，单一的教学方法，扼杀了学生学习的主动性.还有一个重要原因是教师在教学活动中忽视了对学生原有的物理认知结构的研究，未把这个结构作为教学的起点，而这个结构恰恰是决定学生学习效率最直接和最重要的因素.

《物理课程标准》的基本理念第二条中就指出“应重视全体学生的共同基础，同时应针对学生的兴趣、发展潜能和今后的职业需求，设计供学生选择的物理课程模块，以满足不同学生的学习需求，促进学生自觉地、富有个性地学习.”这条基本理念首先就注意到了全体学生的共同的认知结构；其次是考虑到不同类型的学生由于各种不同原因而形成的不同认知结构，可以选择不同的物理模块进行学习.在内容的选择上，提出了“要精选学生终身学习必备的基础知识与技能”，就是为了给学生构建一个良好的物理认知结构.

《物理通报》编写的物理教材中，非常重视学生原有的物理认知结构，强调初、高中物理知识的衔接.差不多在每节教材的开始，精心设计了各种情景，这些情景通过一些现象和提问，来激活学生已经具备的知识和经历，引起学生的好奇心和求知欲，并把它与即将要学的新知识联系起来.

在教材编写中，为满足不同学生的学习要求，除了考虑各模块应有的不同特点外，在同一模块中，还设有“小资料”、“课外阅览”、“物理在线”、“发展空间”等学生活动栏目，充分满足具有不同认知结构的各类学生富有个性的学习.

3建构主义认为学习是主体主动的探究过程

建构主义认为，学生的学习不应当是单纯的输入和接收，而应当是从他原有的认知结构出发，先是对新知识发生质疑，进而产生猜测、思考、观察、测量、分析等一系列有意义的活动，然后到理解和认同.这个过程是对原有认知结构的调整和改变，是新、旧知识之间双向互动的相互作用的过程.

这个过程不仅使学生获得了知识，而且能使学生获得能力和方法.这对于学生走进现代社会、对于学生的今后发展将是非常重要的.因为学生有了这种能力和方法，就可以按照自己的需要，有了继续扩充知识的本领，并有可能进行各种创造性的活动.所以建构主义认为，探究问题的过程，要比知道问题的答案重要得多.

一个学生在学校里应当掌握多少知识？一个教师应当教给学生多少知识？这是一个很难确定的数量.科技的发展和进步让我们越来越看到，某些知识会过时，某些知识有局限性，有的专业知识在面世后的头三年，一半都变了样.现代科技知识的更新更快，计算机的书籍二三年就更新换代了.经验表明，任何一个人不可能记住他在学校学过的全部概念、定理、公式等知识.因此，建构主义认为对于飞速变化着的现代社会来说，人的能力往往比他存储的知识重要得多.

学生在经历获得知识的过程中，新、旧知识之间的相互作用的强度会决定认知主体获得知识的质量.我们可以举一个例子来说明这个问题.比如，先在一个盒子里装上东西，不告诉学生装的是什么，而是让学生通过掂量、晃动、听声、测量等各种方法，经历一个过程，再说出盒子里可能装的是什么东西，并说明他猜测的理由.这个过程对学生会有深刻印象，他对盒子里究竟装着什么，会念念不忘，总要想方设法把这个结论找出来.但如把盒子里装了什么直接告诉学生，学生会觉得意思不大，不会引起他多大的兴趣，他的好奇心、探索精神、探究的能力都一概被扼杀了.主体的主动性没有了，他不能体验和了解真实世界的丰富与刺激，他不可能进入知识探索者的角色，不能体验到获得成功的愉悦.他很快就会忘记盒子里装的是什么.如把盒子里装的“东西”当作是“知识”，由于上述两种情况相互作用过程的强度不同，学生获取知识的质量显然有很大的差异.我们也一定会有这样的经验：对于某件事情的认识，听到的不如看到的，而看到的总不如亲身经历的.传统的教育观念，主张记忆和背诵，注重的是知识的量.而建构主义教育理念，主张学生经历过程来获得知识，重视的是知识的质.学生在学校学习的有限时间里，不是记住的知识越多越好，而是获得能从教材上、从老师那儿通过自己的努力，获得属于自己的能带得走的知识.

《物理课程标准》在教科书编写建议中就明确提出：“高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会，让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究能力，增强对科学探究的理解.”并提出了“在知识技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上……来构思教学内容和教学活动的安排”.在教材的编写上又指出“在内容选择、呈现方式等方面为科学探究活动的实施创造机会和条件.”

《物理通报》编写的物理教材，以《物理课程标准》提出的三维教学目标为基础，确定教材基本结构和内容，重视过程与方法，突出了实验探究这个栏目，它包括“提出问题、对问题进行猜想、设计实验方案、选定实验器材、进行实验、立表作图、写出实验结论、对实验结论进行分析”等完整的探索过程.这种探究几乎每章都有，具有探究性质的各式活动，几乎每节都有.

4建构主义强调学生之间的合作、交流，调整个人的认识偏差

建构主义认为，虽然建构知识是由认知个体来完成的，但由于认知的经验和对外部世界理解的不同，原有的认知结构会因人而异，所以必须在建构知识的同时，要与别人讨论、协商、合作、竞争，进行多方面的接触，从而使自己的认识更为准确，更加全面.因此在进行教学设计时要采取多种形式的学习方式，使学生之间发生认知上的接触和碰撞.在老师的引导下，在对某一问题的探究中，相互交流、讨论，促进学生与学生之间、学生与老师之间的合作互动.这样做，能超越一个学生自我的认识，获得更准确的理解.这种互助交流的学习，比学生封闭学习，然后进行单一的书面考试重要得多.

在《物理课程标准》教学建议中，就提出“根据内容选择恰当的形式，进行交流”，并提出“教学中要提供学生当众交流的机会”，在教学案例的分析中，提倡“集体智慧是学习的共同财富”，而不提倡“学生封闭式地学习”.

《物理通报》编写的物理教材中，对许多教学内容设置了讨论交流的学生活动，在教材的“实验探究”中，差不多都有“讨论交流”这一活动项目.在教材的“活动”栏目中，也大都有学生的“讨论交流”.这本教材的使用中，必然会使学生与学生之间以及学生与老师之间出现多种形式的交流活动，从而提高每个学生获得知识的质量.

现在世界上不少国家都在调整基础教育的目标，改变人才的培养模式，改变学校教学的方法，企求培养出的新一代的国民，能适应21世纪的社会、科技和经济发展所必须具备的素质，使学生在未来的社会中具有更强的竞争力.我国当然也不能落后，而教材的改革是基础教育改革中非常重要的一个方面.相信根据《普通高中物理课程标准(实验)》编写的教科书一定能在我国的基础教育改革中发挥作用，做出贡献