20世纪80年代兴起的建构主义理论及其在教学发展中的重要性

（一）建构主义理论的内涵

建构主义在20世纪80年代兴起，代表人物有皮亚杰、布鲁纳、维果茨基、科恩伯格等。在建构主义的世界观中，人是万物的尺度，人所掌握的知识并非客观事实的纯粹反映，只是人基于自身对世界做出的解释。在教学中，建构主义理论坚持以学生为中心，强调学生对知识的主动探究，强调对知识意义的主动建构，比起“教”，更重视“学”的过程。

皮亚杰的图式结构是建构主义中最重要的概念。在历史上，建构主义的形成经历了一个非常悠久的过程。皮亚杰主张，儿童在环境中成长时，循序渐进地构建起关于外部世界的知识，从而改变儿童本身的认知结构，以此得到发展^[3]。在学生个体思维发生的过程中，应该通过建构的方式来学习知识。皮亚杰强调了儿童与环境之间的相互影响，并通过相互影响，使学生获得各种各样的经验，从而促进本身的发展^[4]。提供科学的认知方法，主张学生解放自己，与时俱进地接受新的学习方式，从而提升学生的学习动力，为建构主义的发展奠定深邃的理论基础。

将建构主义理论应用于初中物理实验课程中，强调了个体的主体性，论证了认知的能动性，即在学生建构物理知识的动态过程中，可以通过各种渠道搜集相关知识。学生在学习新事物之前，本身就具有一定的认知，并不是全然不知的一种状态。教师以一个引导者的角色在学生学习知识的活动中，帮助学生建构知识，激发学生学习物理实验课程的内在动机，为学生创建新旧知识之间的联系，注重学生对知识的重新建构。将建构主义的一般教学步骤应用在具体的教学过程中，便是：教师立足于生活中的常见现象，建构出与物理知识相关的情境，再引导学生分析物理情境，学生从教师创设的情境中总结出与学习内容相关的问题，最终解决问题。在这一过程中，着重强调了学生在认识新事物时，以自身为主来建构知识的过程，也改变了传统的教学模式，让学生成为物理实验课的焦点。

（二）基于建构主义衍生的教学模式

基于建构主义衍生的教学模式主要有四种，分别是观念转变教学模式、支架式教学模式、随机进入教学模式和抛锚式教学模式。这些教学模式的理念对于物理实验教学的创新设计而言是极具借鉴意义的，这里分别做简单的介绍。

1.观念转变教学模式

观念转变教学认为，学生的学习是纠正相异概念和建立新知识结构的过程。在学生学习新知识之前，脑海中已经存在基于生活经验的基本认知，被称为“相异概念”，而且学生已经养成了独特的思维方式，这些非正式经验在思维定式的作用下会使学生在正式教学的过程中不可避免地产生困惑，甚至产生新的错误概念。因为学生在进行知识迁移的过程中，对前概念（Pre-conception）深信不疑，还会尝试对这些错误概念做出新的解释。为了使概念转变的过程清晰明了，观念转变教学模式提出了更为具体的两个途径，充实（Enrichment）和重建（Restructuring）^[5]。所谓充实，就是对学生原本的概念结构增加层级组织，并进行扩展和删除，前提条件是原有概念与科学概念具有连续性或相似性；重建是创造新的知识结构，这是以原有概念与科学概念完全不同为前提的。(https://www.daowen.com)

2.支架式教学模式

支架式教学以维果茨基的“最近发展区”为理论基础。在维果茨基提出的见解中，学生自主解决问题和在教师指导下解决问题产生的实际效果是不同的，教师的教学能够为学生创造出一个“发展区”，也就是学生潜在能够达到的水平。因此，教学要领先于发展。这就需要教师对学生的认知水平和思维方式有足够的了解。教师给学生提供的“观念框架”既可以是学习所需要的概念，也可以是思想和途径，学生在学习过程中借助教师所提供的“观念框架”，将新的知识以不同层级填充其中，完成自己的新知识构建，这样的新知识框架更加系统化、标准化。

3.随机进入教学模式

随机进入教学模式是指在教学过程中着眼于不同方向，以多种方式呈现同一种学习内容，帮助学生完成对知识的多种意义建构；其基本思想源自2025年斯皮罗等人提出的建构主义理论分支——“认知弹性理论”^[6]。他们认为，知识的表征方式有多个维度，只有以多种方式对知识进行建构，才能让学习者应对变化的环境时能采取适当的策略，提高学习者的理解能力和迁移能力是“认知弹性理论”的宗旨。在斯皮罗等人对学习层次的观点中，学习分为初级学习和高级学习两个阶段。初级学习阶段学习的主要是概念和既定事实；高级学习阶段则是学习如何在不同情境中灵活运用所学的知识。他们反对传统学习中混淆初级学习与高级学习的方式。为了寻找适合于高级学习的学习模式，他们提出了随机进入的教学模式。因此，随机进入教学模式适用于结构不良领域中高级知识的学习，是为了较早地呈现高级知识的某一特征。

4.抛锚式教学模式

抛锚式教学以具有感染力的真实问题作为“锚”，让学生置身于真实的题目背景中产生学习需求，并在与他人互动的过程中达到目标，完成对所学知识的意义建构。建构主义认为，让学生掌握事物之间的深刻联系和事物的真实性质需要让他们到现实世界的真实情境中切身感受和体验，确定这些真实的事件或问题就被形象地称为“抛锚”，教师再根据所确定的问题决定教学的内容和进程走向，有时这样的教学模式也被叫作“实例式教学策略”^[7]。约翰•布朗斯福特作为抛锚式教学的主要代表人物，对该教学模式做出了许多理论指导和探究贡献。

建构主义理论对于学校教学的发展意义重大，影响深远。在美国，相当多数的教师以建构主义作为自身的教育哲学。作为我国当前课程改革的指导理论，物理课程标准研制组更是将其奉为国际科学教育改革的主流理论。在STEM教学模式中，建构主义理论体系的指导是不可或缺的，知识的建构应是一个不断迭代循环的动态过程，具象化的技术和工程可以让学生树立起非线性的学科思维方式，师生、生生之间的积极性交互作用同样是知识建构中的高效因子。因此，建构主义理论已经逐渐以显学的姿态出现在学术界的各个研究领域之中，成为人们创新和改革的指明灯之一。