物理教學(xué)是科學(xué)過程在教學(xué)上的一種特殊形式，如何在建構(gòu)物理知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的探究能力，改變傳統(tǒng)物理課重理論、輕實(shí)踐，重動(dòng)腦、輕動(dòng)手，重知識(shí)、輕能力的教學(xué)局面，是當(dāng)前物理教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。本文試圖以建構(gòu)主義教學(xué)觀為指導(dǎo)，來探討物理知識(shí)建構(gòu)的一些理論與實(shí)際問題。
一、建構(gòu)主義教學(xué)觀
當(dāng)代建構(gòu)主義是在充分吸收認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于信息加工研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。辯證的建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者自己建構(gòu)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過程，是通過新信息與學(xué)習(xí)者原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的雙向的相互作用而實(shí)現(xiàn)的。學(xué)習(xí)應(yīng)該通過學(xué)習(xí)者自己積極的高水平的思維活動(dòng)（如綜合、概括、解釋、假設(shè)和推論等）而達(dá)成的。教學(xué)不僅要求信息被適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)，而且關(guān)鍵在于如何激發(fā)學(xué)生的相關(guān)原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用，使新知識(shí)在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上“生長”起來。
概括地說，建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)包含主體、建構(gòu)環(huán)境、建構(gòu)素材、知識(shí)生長點(diǎn)、建構(gòu)方式等五個(gè)方面。主體是指先前已具有一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和慣用的認(rèn)知圖式（一種處理信息的方式）的學(xué)習(xí)者。建構(gòu)環(huán)境包括學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)所處的內(nèi)外環(huán)境，內(nèi)環(huán)境主要指學(xué)習(xí)者的心態(tài)，建構(gòu)主義特別強(qiáng)調(diào)積極的心態(tài)；外環(huán)境為物理環(huán)境、人際環(huán)境以及它們內(nèi)部和相互間的作用，教材等媒體屬于物理環(huán)境，教師和同學(xué)屬于人際環(huán)境。建構(gòu)素材主要有：直接信息，能夠直接感覺刺激的現(xiàn)實(shí)信息，如實(shí)驗(yàn)或活動(dòng)中器具；間接信息，如教師語言或教材描述喚起的表象，及多媒體課件展現(xiàn)的綜合信息；符號(hào)或概念信息，是指構(gòu)建某一學(xué)科的符號(hào)或它們的關(guān)系式。知識(shí)生長點(diǎn)指學(xué)習(xí)者原有的表象和知識(shí)基礎(chǔ)。建構(gòu)方式，包括學(xué)習(xí)者感知、注意的方式，信息加工方式，問題解決方式等，有些對(duì)于新知識(shí)的學(xué)習(xí)起促進(jìn)作用，如已經(jīng)學(xué)會(huì)的思維方式，有些可能起阻礙作用，如思維成見或錯(cuò)誤的前科學(xué)概念。針對(duì)建構(gòu)素材的來源不同，有人將學(xué)習(xí)分為活動(dòng)性學(xué)習(xí)、觀察性學(xué)習(xí)和符號(hào)性學(xué)習(xí)。在實(shí)際的教學(xué)中，應(yīng)將多種信息融合起來，讓學(xué)生來建構(gòu)對(duì)當(dāng)前知識(shí)的理解。
二、建構(gòu)主義的知識(shí)建構(gòu)方式
建構(gòu)主義鼻祖皮亞杰的理論體系中一個(gè)核心概念是圖式，圖式是指個(gè)體對(duì)世界的知覺、理解和思考的方式，圖式的形成和變化是認(rèn)知發(fā)展的實(shí)質(zhì)。皮亞杰認(rèn)為，認(rèn)知發(fā)展是受三個(gè)基本過程的影響的：同化、順應(yīng)和平衡。
（一） 同化
在認(rèn)知發(fā)展理論中，同化是指個(gè)體對(duì)刺激輸入的過濾或改變的過程。同化有三種形式：（1）再現(xiàn)性同化，是指當(dāng)前的刺激離開眼前時(shí)，進(jìn)行相似性的思維提煉過程；（2）再認(rèn)性同化，是指當(dāng)刺激再次來到眼前時(shí)，對(duì)照刺激進(jìn)行相似性的思維提煉過程；（3）概括性同化，是指把對(duì)過去曾經(jīng)感知過的刺激的相同特征，遷移到新刺激的認(rèn)知上的過程。個(gè)體對(duì)知識(shí)的同化建構(gòu)具有累積效應(yīng)、邏輯生長效應(yīng)、自我整合效應(yīng)。
（二） 順應(yīng)
順應(yīng)是指有機(jī)體調(diào)節(jié)自己內(nèi)部結(jié)構(gòu)以適應(yīng)特定刺激情境的過程。當(dāng)個(gè)體遇到不能用原有圖式來同化新的刺激時(shí)，便要對(duì)原有圖式加以修改或重建，以適應(yīng)環(huán)境，這就是順應(yīng)的過程。同化和順應(yīng)相伴而行，沒有同化就不會(huì)有順應(yīng)；沒有順應(yīng)形成的新的同化結(jié)構(gòu)，就不會(huì)有更高級(jí)的同化產(chǎn)生。個(gè)體對(duì)知識(shí)的順應(yīng)建構(gòu)起趨勢作用、引導(dǎo)作用。
（三） 平衡
平衡是指個(gè)體通過自我調(diào)節(jié)機(jī)制使認(rèn)知發(fā)展從一個(gè)平衡狀態(tài)向另一個(gè)較高平衡狀態(tài)過渡的過程。皮亞杰認(rèn)為，個(gè)體認(rèn)知圖式是通過同化和順應(yīng)而不斷發(fā)展，以適應(yīng)新的環(huán)境的。就一般而言，個(gè)體每當(dāng)遇到新的刺激，總是試圖用原有圖式去同化，若獲得成功，便得到暫時(shí)的平衡。如果用原有圖式無法同化環(huán)境刺激，個(gè)體便會(huì)作出順應(yīng)，即調(diào)節(jié)原有圖式或重建新圖式，直至達(dá)到認(rèn)識(shí)上的新平衡。平衡不是絕對(duì)停止不動(dòng)，一種較低水平的平衡狀態(tài)，通過個(gè)體與環(huán)境的相互作用，就會(huì)過渡到一種較高水平的平衡。
三、物理知識(shí)建構(gòu)的基本方式
總體上講，物理教學(xué)過程屬于科學(xué)探究過程。從活動(dòng)過程來看，科學(xué)探究包含觀察或調(diào)查，提出問題，查閱書刊及其他信息源以了解別人所做工作情況，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或調(diào)研方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況來檢驗(yàn)、修正方案，或者運(yùn)用各種手段搜集、分析和解讀數(shù)據(jù)，提出答案、解釋和預(yù)測，進(jìn)行交流，共享研究結(jié)果等等。按照特征類型，這些活動(dòng)可分解為操作性建構(gòu)、觀察性建構(gòu)、言語性建構(gòu)和研討性建構(gòu)四種基本形式。1、操作性建構(gòu)，是指以操作實(shí)驗(yàn)來獲得新知識(shí)的過程，表現(xiàn)為操作技能的發(fā)展與動(dòng)作圖式的形成，可以是個(gè)人自主進(jìn)行，或者小組合作進(jìn)行。2、觀察性建構(gòu)，是指通過觀察別人的操作來實(shí)現(xiàn)自己對(duì)知識(shí)建構(gòu)的過程，主要表現(xiàn)為表象圖式的形成，例如課堂上觀察老師演示實(shí)驗(yàn)、觀看錄象、課件、動(dòng)畫等。3、言語性建構(gòu)，是指以語言或文字學(xué)習(xí)進(jìn)行的知識(shí)建構(gòu)，表現(xiàn)為為邏輯延展或意義同化與順應(yīng)，思維技能和認(rèn)知圖式的發(fā)展，如聽老師講課，自己閱讀教材，認(rèn)識(shí)物理量的表示和意義，進(jìn)行數(shù)學(xué)推演，甚至解題等。4、研討性建構(gòu)，也稱為社會(huì)性建構(gòu)，是指通過師生之間或同學(xué)之間的某種溝通方式等社會(huì)性活動(dòng)獲得知識(shí)的過程，表現(xiàn)為別人對(duì)自己認(rèn)知的暗示與激勵(lì)，暗示包括肯定與否定。例如討論、交流、辯論等。
在實(shí)際物理教學(xué)中，上述的基本形式可以單獨(dú)進(jìn)行，也可組合起來，形成課堂教學(xué)過程，來建構(gòu)物理知識(shí)，發(fā)展科學(xué)探究能力和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。