浅谈建构主义学习理论在理论力学教学中的应用

论文关键词：建构主义 理论力学 教学模式

论文摘要：建构主义教学模式对大学生学习方式有重要影响。文章从学习材料的预备性、学习活动互动的有效性两个方面对如何运用建构主义学习理论来指导理论力学教学进行了阐述。

建构主义学习理论强调学生是学习的主体，是意义的主动建构者，教师是学生完成意义建构的帮助者。当今的建构主义者对学习和教学做了新的解释，这是学习和教学理论在杜威、维果斯基、皮亚杰和布鲁纳等的思想基础上的又一次大综合和大发展，是为改革传统教学而进行的又一次大胆尝试学生是自己知识的建构者，学生的主体性是他们作为学习者天然具有的，只有认识了学习的建构性才能真正认识到学生的主体性所在。

1 学习材料的预备性

1．1建构主义的知识观

建构主义者一般强调，知识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释、一种假设，它并不是问题的最终答案，相反，它会随着人类的进步而不断地被“革命”掉，并随之出现新的假设，而且，知识并不能精确地概括世界的法则，在具体问题中，我们并不是拿来便用，而是需要针对具体情境进行再创造，另外，建构主义认为，知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外，尽管我们通过语言符号赋予了知识一定的外在形式，甚至这些命题还得到了较普遍的认可，但这并不意味着学习者会对这些命题有同样的理解，因为这些理解只能由个体学习者基于自己的经验背景而建构起来，这取决于特定情境下的学习历程。

学生的建构过程不是从一无所有开始的，而总是以一个已有的知识结构作为基础的。所以要求教师在引导学生作课前复习时，既要复习上节课的重点、难点和讲评学生作业中出现的问题，又要联系到与这节课有关的内容，做一个铺垫。否则不利于学生形成系统的知识结构，致使迁移性较差。

普物力学的主要内容就是牛顿体系力学，包括质点运动学、质点动力学、刚体力学。理论力学则分为牛顿体系力学和分析力学。其中牛顿体系力学似乎是重复的，但不是简单的重复，在理论力学中，学生不但要对宏观机械运动的基本概念和基本规律有比较系统的进一步理解，而且要掌握处理力学问题的一般方法，发展解决一般物理问题所必需的抽象思维能力，善于把实际问题抽象成力学模型，进而建立反映问题本质的数学方程，对实际问题给出定量的结果和定性的说明。

在理论力学的学习中，学生面对拉格朗日力学、哈密顿动力学等等抽象的数学处理，而物理直观图像相对较少时，心理上有跳跃感。任何一门科学只有使用了数学，才称其为一门科学，否则就是不完善与不成熟的，物理学当然更不能例外。在普物教学中多例举一些用微积分方法处理的现实生活中的问题，如用微积分研究飞机降落的曲线问题，用微积分研究单摆的运动问题等，这些都有利于从普物力学到理论力学的过渡，有利于学生形成系统的知识结构。 从普物力学到理论力学是一个螺旋式前进的过程，两门课的衔接突出地体现在这个基本点上。所以，教师应多注意帮助学生在新的学习活动中获得必要的、有效的经验和预备知识，教学前先不急于学习新知识，而是先使学生初步了解新知识在整体知识结构中的地位。"

2 学习活动互动的有效性与实践的自主性

2．1建构主义者眼中的学习活动

建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，学习者不是被动的信息吸收者，相反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替，在这一点上，不同倾向的建构主义是基本一致的。学习是个体建构自己的知识的过程，这意味着学习是主动的，学习者不是被动的刺激接受者，而要对外部信息做主动的选择和加工，因而不是行为主义所描述的S—R过程。而且，知识或意义也不是简单由外部信息决定的，外部信息本身没有意义，其意义是学习者通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程而建构成的。其中，每个学习者都在以自己原有的经验系统为基础对新的信息进行编码，建构自己的理解，而且，原有知识又因为新经验的进入而发生调整和改变。所以学习并不简单是信息的积累，它同时包含由于新、旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组，学习过程并不简单是信息的输入、存储和提取，而是新旧经验之间的双向的相互作用过程，因此，建构主义又与认知主义的信息加工论有所不同。

当然，不同倾向的建构主义所关注的知识建构的侧面是不同的，它们或者关心个体在与其物理环境打交道的过程中实现的知识建构，或者关心个体与社会环境的相互作用，但它们却都把学习看成是建构过程，都以新旧知识经验的相互作用来解释知识建构的机制。

2．2在理论力学教学中培养学生自主思考、练习和实践的能力

通过普物力学教学应使学生明确经典力学的基本概念和基本规律，掌握处理力学问题的一般方法，为理论力学的学习打下坚实基础。教学过程中，应引导学生充分关注物理学的思维和方法，特别是关注从现象抽象出理论的方法。理论力学的教学则应建立在更加严格的逻辑基础上，用统一的观点对各传统力学分支进行系统和综合的探讨，引导学生关注如何建立新的模型、新的理论，应用新的数学工具发展新的解决问题的方法。两门课程都应把培养学生提出力学问题、分析和解决力学问题的能力放在首位。

普物力学旧知识主要是从物理现象出发，重视物理现象、物理过程，通过分析归纳的方法，由现象寻找规律，强调直观的物理图景，强调对基本物理概念和方法的理解和讨论，强调从感性到理性的认识过程。这些方法对学生将来的科学研究和科学创新都是非常重要的。这种从“现象”到“规律”的风格有些人叫普物风格。素质教育的教学理念中，这种风格应该是受到大家推崇的。理论力学新知识则从物理学的几个逻辑框架出发，通过逻辑演绎的方法，推导出机械运动的性质、规律和图景。研究的特点是强调概念的确切性和数学证明的严谨性，力图用公理体系来演绎力学现象，重点在于培养学生的理性思维能力。

学习应是一个与情境紧密联系的自主的操作活动，在这个过程中，知识、内容不能被训练而只能被建构，要重视学生自行获取知识的实践性。在教学中，教师应尽量组织和创设有利于学生自主思考、练习和实践的学习情境。理论力学教学中可以使用讨论式教学法。例如在讲授动力学普遍定理的综合应用时，首先要求学生在课前自己写好动量定理、动量矩定理、动能定理的区别与联系的总结报告，准备一些用三大定理分别求解或联立求解的问题，然后在课堂上讨论。这样，既可活跃课堂气氛，培养创新精神，又可以锻炼学生对知识的概括总结能力。在这个过程中，教师要积极捕捉和发现学生思维中存在的问题。讨论结束后，教师要根据讨论情况进行归纳总结，同时有针对性地纠正学生在讨论中出现的错误概念和认识，并解答他们的疑难问题。在讨论式教学过程中，教师首先要选好讨论的内容，其次要及时处理在讨论过程中出现的各种具体情况，使讨论顺利进行下去，最后还要准备好总结性的发言，使学生通过讨论学习能进一步理解、深化和拓宽所学内容。

学生普遍认为，理论力学抽象、难学，这就需要教师在教学中充分发挥他们的指导作用，帮助学生实现普物力学到理论力学的过渡；积极创设学习情景，培养学生自主思考、练习和实践的能力；组织引导协作和会话活动，尝试讨论式教学法，激发学生学习的兴趣。相信伴随多媒体和网络技术的发展，以互动性、自主性为特征的建构主义教学模式将会愈来愈发挥其重要作用。