物理教材改革研究論文

1、物理教材改革研究論文 建構(gòu)主義是當(dāng)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(jì)90年代以來，它對(duì)世界范圍內(nèi)的課程與教學(xué)改革產(chǎn)生了重要影響.對(duì)我國在20世紀(jì)末啟動(dòng)的基礎(chǔ)教育課程改革，有重要的指導(dǎo)意義.有20年教材改革和研究的物理通報(bào)不失時(shí)機(jī)地投入了這場(chǎng)基礎(chǔ)課程教育改革，積極參與了初、高中教材的編寫工作.我們有幸應(yīng)邀參加了由物理通報(bào)主持的這一編寫任務(wù).在近兩年的編寫實(shí)踐中，感到如能對(duì)建構(gòu)主義理論有一定的認(rèn)識(shí)，會(huì)有助于我們對(duì)物理課程標(biāo)準(zhǔn)的理解，更好地在教材的編寫中貫徹物理課程標(biāo)準(zhǔn)的精神，把教材的編寫工作做得更好，下面說一下我們的體會(huì). 1建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自主性 建構(gòu)主義認(rèn)為，

2、學(xué)生獲得知識(shí)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)過程，這個(gè)過程猶如他的機(jī)體吸收營養(yǎng)，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(xí)題、寫作文，但他本人不會(huì)因此而獲得知識(shí)；教師可以講解、答疑和指導(dǎo)，但也必須通過學(xué)生有意義的自我活動(dòng)，才能完成獲得知識(shí)過程. 建構(gòu)主義的這個(gè)觀點(diǎn)確定了學(xué)生在教學(xué)過程中的地位，學(xué)生是主體.教師在教學(xué)中只能起指導(dǎo)和組織作用.教學(xué)的過程不應(yīng)當(dāng)是學(xué)生跟著老師轉(zhuǎn)，而應(yīng)當(dāng)是教師如何在教學(xué)上調(diào)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(rèn)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(shù). 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的課程基本理念中就明確提出：“

3、應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考”，“幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能”.這里的“促進(jìn)自主學(xué)習(xí)”，表明了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教材、教師等只能對(duì)“主體”起到“促進(jìn)”的作用，只有主體能“積極”、“樂于”、“勇于”和“勤于”進(jìn)行有意義的活動(dòng)，才能獲得“知識(shí)與技能”. 物理通報(bào)編寫的物理教材中，精心設(shè)計(jì)了觀察、思考、推理、猜想、測(cè)量、計(jì)算、制作、上網(wǎng)和社會(huì)調(diào)查等多種學(xué)生的自主性活動(dòng)，從教材的結(jié)構(gòu)就促使學(xué)生處于自主學(xué)習(xí)的地位而成為學(xué)習(xí)的主體.在初中教材中，就有“我的設(shè)計(jì)”、“我的制作”、“自我評(píng)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)

4、. 2建構(gòu)主義認(rèn)為主體的認(rèn)知過程是一個(gè)新知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程 建構(gòu)主義認(rèn)為，在基礎(chǔ)教育中，認(rèn)知主體在獲得新知識(shí)前，已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)就構(gòu)成了學(xué)生自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這是他能獲得新知識(shí)的基礎(chǔ).當(dāng)他遇到新的情況時(shí)，會(huì)用這個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新情況發(fā)生聯(lián)系，用這個(gè)結(jié)構(gòu)去認(rèn)同（應(yīng)順、適應(yīng)、平衡）新的知識(shí)，逐步建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu).這是建構(gòu)主義確認(rèn)的主體的認(rèn)知過程，這就是所謂的“建構(gòu)”. 按照這種觀點(diǎn)，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)于他學(xué)習(xí)新東西是非常重要的，影響學(xué)生學(xué)習(xí)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(shí)，都是在自己原有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上慢慢地構(gòu)建起來的，無論是正確的還是錯(cuò)誤的，都只有這樣一個(gè)途徑. 因此，學(xué)生具

5、備一個(gè)好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)于他獲得新知識(shí)是非常重要的.一個(gè)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備三個(gè)條件：存儲(chǔ)的信息量大；有序化程度高；開放性好.一個(gè)學(xué)生在學(xué)一物理教材之前，他腦子里原有的物理知識(shí)內(nèi)容及其組合，就構(gòu)成了關(guān)于物理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，是學(xué)習(xí)這本新教材的起點(diǎn)，也是他個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)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、電影那樣直接對(duì)人的情感和感官產(chǎn)生共鳴或沖擊，很快把人吸引住.因?yàn)槲锢韺W(xué)的魅力和美麗要通過學(xué)習(xí)者的努力（對(duì)有些人可能是煩惱）才能看到.另一方面是教材的原因，傳統(tǒng)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(xí)的主動(dòng)性.還有一個(gè)重要原因是教師在教

6、學(xué)活動(dòng)中忽視了對(duì)學(xué)生原有的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的研究，未把這個(gè)結(jié)構(gòu)作為教學(xué)的起點(diǎn)，而這個(gè)結(jié)構(gòu)恰恰是決定學(xué)生學(xué)習(xí)效率最直接和最重要的因素. 物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念第二條中就指出“應(yīng)重視全體學(xué)生的共同基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)針對(duì)學(xué)生的興趣、發(fā)展?jié)撃芎徒窈蟮穆殬I(yè)需求，設(shè)計(jì)供學(xué)生選擇的物理課程模塊，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生自覺地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí).”這條基本理念首先就注意到了全體學(xué)生的共同的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；其次是考慮到不同類型的學(xué)生由于各種不同原因而形成的不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)，可以選擇不同的物理模塊進(jìn)行學(xué)習(xí).在內(nèi)容的選擇上，提出了“要精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與技能”，就是為了給學(xué)生構(gòu)建一個(gè)良好的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu). 物理通報(bào)編

7、寫的物理教材中，非常重視學(xué)生原有的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)初、高中物理知識(shí)的銜接.差不多在每節(jié)教材的開始，精心設(shè)計(jì)了各種情景，這些情景通過一些現(xiàn)象和提問，來激活學(xué)生已經(jīng)具備的知識(shí)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(shí)聯(lián)系起來. 在教材編寫中，為滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，除了考慮各模塊應(yīng)有的不同特點(diǎn)外，在同一模塊中，還設(shè)有“小資料”、“課外閱覽”、“物理在線”、“發(fā)展空間”等學(xué)生活動(dòng)欄目，充分滿足具有不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各類學(xué)生富有個(gè)性的學(xué)習(xí). 3建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是主體主動(dòng)的探究過程 建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)不應(yīng)當(dāng)是單純的輸入和接收，而應(yīng)當(dāng)是從他原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，先是對(duì)新知識(shí)發(fā)生質(zhì)疑，進(jìn)

8、而產(chǎn)生猜測(cè)、思考、觀察、測(cè)量、分析等一系列有意義的活動(dòng)，然后到理解和認(rèn)同.這個(gè)過程是對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改變，是新、舊知識(shí)之間雙向互動(dòng)的相互作用的過程. 這個(gè)過程不僅使學(xué)生獲得了知識(shí)，而且能使學(xué)生獲得能力和方法.這對(duì)于學(xué)生走進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)、對(duì)于學(xué)生的今后發(fā)展將是非常重要的.因?yàn)閷W(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(xù)擴(kuò)充知識(shí)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(gòu)主義認(rèn)為，探究問題的過程，要比知道問題的答案重要得多. 一個(gè)學(xué)生在學(xué)校里應(yīng)當(dāng)掌握多少知識(shí)？一個(gè)教師應(yīng)當(dāng)教給學(xué)生多少知識(shí)？這是一個(gè)很難確定的數(shù)量.科技的發(fā)展和進(jìn)步讓我們?cè)絹碓娇吹?，某些知識(shí)會(huì)過時(shí)，某些知識(shí)有局限性，有的

9、專業(yè)知識(shí)在面世后的頭三年，一半都變了樣.現(xiàn)代科技知識(shí)的更新更快，計(jì)算機(jī)的書籍二三年就更新?lián)Q代了.經(jīng)驗(yàn)表明，任何一個(gè)人不可能記住他在學(xué)校學(xué)過的全部概念、定理、公式等知識(shí).因此，建構(gòu)主義認(rèn)為對(duì)于飛速變化著的現(xiàn)代社會(huì)來說，人的能力往往比他存儲(chǔ)的知識(shí)重要得多. 學(xué)生在經(jīng)歷獲得知識(shí)的過程中，新、舊知識(shí)之間的相互作用的強(qiáng)度會(huì)決定認(rèn)知主體獲得知識(shí)的質(zhì)量.我們可以舉一個(gè)例子來說明這個(gè)問題.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)生通過掂量、晃動(dòng)、聽聲、測(cè)量等各種方法，經(jīng)歷一個(gè)過程，再說出盒子里可能裝的是什么東西，并說明他猜測(cè)的理由.這個(gè)過程對(duì)學(xué)生會(huì)有深刻印象，他對(duì)盒子里究竟裝著什么，會(huì)念念

10、不忘，總要想方設(shè)法把這個(gè)結(jié)論找出來.但如把盒子里裝了什么直接告訴學(xué)生，學(xué)生會(huì)覺得意思不大，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)性沒有了，他不能體驗(yàn)和了解真實(shí)世界的豐富與刺激，他不可能進(jìn)入知識(shí)探索者的角色，不能體驗(yàn)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(dāng)作是“知識(shí)”，由于上述兩種情況相互作用過程的強(qiáng)度不同，學(xué)生獲取知識(shí)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(yàn)：對(duì)于某件事情的認(rèn)識(shí)，聽到的不如看到的，而看到的總不如親身經(jīng)歷的.傳統(tǒng)的教育觀念，主張記憶和背誦，注重的是知識(shí)的量.而建構(gòu)主義教育理念，主張學(xué)生經(jīng)歷過程來獲

11、得知識(shí)，重視的是知識(shí)的質(zhì).學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的有限時(shí)間里，不是記住的知識(shí)越多越好，而是獲得能從教材上、從老師那兒通過自己的努力，獲得屬于自己的能帶得走的知識(shí). 物理課程標(biāo)準(zhǔn)在教科書編寫建議中就明確提出：“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(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過自己的思維、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、查閱文獻(xiàn)等，體驗(yàn)探究過程的曲折和樂趣，發(fā)展科學(xué)探究能力，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的理解.”并提出了“在知識(shí)技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度上來構(gòu)思教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)的安排”.在教材的編寫上又指出“在內(nèi)容選擇、呈現(xiàn)方式等方面為科學(xué)探究活動(dòng)的實(shí)施創(chuàng)造機(jī)會(huì)和條件.” 物理通報(bào)編寫的物理教材，以物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的三維教學(xué)目標(biāo)

12、為基礎(chǔ)，確定教材基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，重視過程與方法，突出了實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)欄目，它包括“提出問題、對(duì)問題進(jìn)行猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選定實(shí)驗(yàn)器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、立表作圖、寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析”等完整的探索過程.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(jié)都有. 4建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的合作、交流，調(diào)整個(gè)人的認(rèn)識(shí)偏差 建構(gòu)主義認(rèn)為，雖然建構(gòu)知識(shí)是由認(rèn)知個(gè)體來完成的，但由于認(rèn)知的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)外部世界理解的不同，原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)會(huì)因人而異，所以必須在建構(gòu)知識(shí)的同時(shí)，要與別人討論、協(xié)商、合作、競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)行多方面的接觸，從而使自己的認(rèn)識(shí)更為準(zhǔn)確，更加全面.因此在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要采取多種形式的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)

13、生之間發(fā)生認(rèn)知上的接觸和碰撞.在老師的引導(dǎo)下，在對(duì)某一問題的探究中，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(rèn)識(shí)，獲得更準(zhǔn)確的理解.這種互助交流的學(xué)習(xí)，比學(xué)生封閉學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行單一的書面考試重要得多. 在物理課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)建議中，就提出“根據(jù)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)男问?，進(jìn)行交流”，并提出“教學(xué)中要提供學(xué)生當(dāng)眾交流的機(jī)會(huì)”，在教學(xué)案例的分析中，提倡“集體智慧是學(xué)習(xí)的共同財(cái)富”，而不提倡“學(xué)生封閉式地學(xué)習(xí)”. 物理通報(bào)編寫的物理教材中，對(duì)許多教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了討論交流的學(xué)生活動(dòng)，在教材的“實(shí)驗(yàn)探究”中，差不多都有“討論交流”這一活動(dòng)項(xiàng)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(xiàn)多種形式的交流活動(dòng)，從