基于建构主义的《激光全息防伪》设计性物理实验教学

李密丹 刘冬梅

（北京印刷学院基础部，中国 北京102600）

0 引言

建构主义(constructivism)，最早是由认知发展领域最有影响的一位心理学家皮亚杰提出(J.Piaget)的。对于“什么是学习”，建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。对于“如何进行学习”，建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。

为了建立一套能与建构主义学习理论相适应的全新的教学设计理论与方法体系，国内外教育领域的学者进行了大量的研究与探索。近年来，我国越来越多的教育者开始将建构主义学习理论应用于教学实践，并取得了一些教育成果。本文在借鉴前人经验基础上，以《全息激光防伪》实验为例，将建构主义学习理论应用于设计性物理实验教学，探索了与建构主义学习环境相适应的教学方法。

1 抛锚式教学法

在建构主义的教学模式下，已开发出的、比较成熟的教学方法主要有抛锚式教学法、支架式教学法和随机访问教学法。

对于抛锚式教学法，建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习)，而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。抛锚式教学法就是建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础(作为“锚”)，所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”或“情境性教学”。抛锚式教学法主要由这样几个环节组成：（1）创设情境：使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。（2）确定问题：在上述情境下，选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容。选出的事件或问题就是“锚”，这一环节的作用就是“抛锚”。（3）自主学习：不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，并特别注意发展学生的“自主学习”能力。（4）协作学习：讨论、交流，通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。（5）效果评价：由于抛锚式教学的学习过程就是解决问题的过程，由该过程可以直接反映出学生的学习效果。因此对这种教学效果的评价不需要进行独立于教学过程的专门测验，只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。

2 《激光全息防伪技术》设计性物理实验教学

在《激光全息防伪技术》设计性物理实验教学中尝试引进抛锚式教学法，具体作法如下：

2.1 创设情境

根据建构主义理论，在学生最近发展区创设情境。我校是一所行业特点非常鲜明的应用型大学，学生专业大多与印刷有直接或间接的关系。所以在情境设置上，尽量结合我校学生的专业背景，以《激光全息防伪技术》设计性实验项目为例，防伪印刷是印刷行业中的一种特种印刷技术，而激光全息防伪又是二十世纪后期继激光器问世后发展起来的一种新型防伪技术，现已广泛应用于防伪印刷领域。创设全息防伪技术这一紧密结合学生专业、又与实际生活密切相关的真实情境，有利于提高学生学习兴趣，激发学生主动探求的积极性。

2.2 确定问题

在学生较为深入地理解全息防伪相关理论后，学生可根据自己的兴趣选择全息防伪实现过程中某个具体问题作为研究对象。选题的确定最好由学生自己完成，学生自己选题，往往是学生自己感兴趣的，并充分考虑到自己已有知识基础，选题更贴近最近发展区，所以更容易实现意义建构，这符合建构主义的在最近发展区实现意义建构的学习观。确定问题的过程就是“抛锚”。

2.3 自主学习

问题确定后，要求学生自己查阅资料，自己设计方案，自己实施，自己解释实验结果。这里需要指出的是，建构主义强调学生自主学习，但学生的自主程度（反过来说，也就是教师的指导程度）要依学生自身实际水平而定。结合我校学生具体情况，在长期灌输式教学习惯下，突然带给学生一个完全自主的跃变式教学模式，会让学生无所适从、无法适应，可能会有一部分学生产生厌学思想，教学改革可能会产生负面影响，反而对学生不利。在《激光全息防伪技术》设计性物理实验教学设计中，考虑到我校学生光学内容课时少，理论知识学习不深入的特点，在创设情境和确定问题环节，激光全息防伪最基本的原理采用讲解式，关于激光全息防伪实现方法采用引导式自主学习。

另外，教师的指导程度也与设计性题目的难易有关，对于难度稍大的题目，教师可以在关键点给予较为深入的指导，引导学生解决实验中遇到的关键性问题，帮助学生完成知识点的意义建构。

2.4 协作学习

设计性物理实验教学采用小组协作方式进行。每组2名学生，3-4组学生同时针对同一个选题进行研究。在学习过程中，组内同学从问题确定、方案设计、方案实施到实验结果讨论，进行的是全方位协作交流；在实验研究中的关键问题节点上，教师实时地组织几组学生进行组间讨论，相互启发，共同找到解决问题的方案，再分头进行研究；实验完成后，教师再次组织学生进行组间讨论，总结学习成果，有效地完成意义建构。

2.5 效果评价

设计性实验教学效果评价不应只看实验结果成功与否，即使学生最终没能成功地解决问题，只要在自主学习过程中，积极主动，有创新想法，或对不理想的实验结果能够给予较为深入透彻的分析，同样都可以给予很高的评价。

3 总结

运用建构主义理论指导设计性物理实验教学，在各教学环节有了更明晰的指导思想和教学原则，规范了教学设计，形成了脉络完整的全新教学模式。在具体教学过程，强调学生最近发展区，贴合学生专业背景，强调教师适度指导下的学生自主学习，灵活运用建构主义理论，取得了很好的教学效果。

［1］高文，徐斌艳，吴刚.建构主义教育研究[M].教育科学出版社，2008.

［2］石岗.在实验教学中应用建构主义理论的思考[J].实验科学与技术，2013，10.

［3］刘英，黄建军，封玲.随机进入教学在设计性物理实验教学中的应用[J].大学物理实验，2011，8.

［4］王陆瑶，张研研，张新位.基于建构主义的有机化学实验教学方法研究[J].首都师范大学学报：自然科学版，2009，12.