建构主义学习理论在物理化学实验教学的应用

伍水生，谭年元，兰东辉，王焕龙

理化学实验目的是使学生掌握物理化学理论知识及相应的操作技能，培养学生分析问题、解决问题和理论应用实践的能力[1-2]。在以往的教学过程中，教师习惯先将实验目的、具体操作方法等告知学生，学生只需参照教师的讲解去做实验即可，不需要太过动脑，就可以完成实验操作和实验报告撰写。但是面临设计性或综合性实验，难度较常规实验稍大时，学生们就会陷入“迷茫”，不知所措。在此情况下，学生很难提高工程意识，更谈不上创新能力的培养。许多院校为不断提高物理化学实验教学效果已做出了大量的探索，分别提出了“四合一教学法[3]”、“七步连环教学法[4]”、“三层一线实验教学体系[5]”等多种教学方法，均取得了良好的教学效果。在物理化学实验教学中教师和学生角色的转换，通过改变学生在教学中的地位，丰富学生的理论知识，可以显著增强实际操作能力。

构建主义所倡导的是新型的“主体+主导”的双主教学方式[6]。所谓的主体，就是学生在整个教学环境中担任主体角色；所谓主导，就是教师在教学中承担主导作用，对课堂适时地加以引导，提高课堂效率。整个过程中，学生们有着自由的思维，自主的探索问题，在认知过程中可产生更加丰富的体验，此时，配合灵活的学习策略，可以加深对知识的理解，对课堂内容的学习会更加顺利。也会学到很多教师可能不会直接教授的知识，进而实现最佳的学习效果[7]。有利于学生思维的开发及自主学习能力的培养，学生可以找到最适合自己的认知构建方式。

1 建构主义下物理化学实验的学习策略

1.1 小组式教学

为了让学生在学习中可以互相帮助，并培养浓厚的集体感，教师可以将班级学生分成若干小组。小组组建过程中，教师需要对两方面因素加以调查：其一，学生的知识掌握水平；其二，学生的个体特征。教师应当综合考虑学生的个体差异性以及共性，以此作为合理分组的依据。集体荣誉感可以对学生的学习和能力起到一定的促进作用，教师要充分利用好这点，采用小组划分的形式培养学生的交流、配合能力，让他们在集体中成长，获得快乐。

1.2 完善小组构成，拟定学习规则

学习小组的正常运行，需要内部组织的维持，配置一名小组长，可以对小组起到管理及带头作用。小组式学习能都取得成功，及取得的成就大小，在很大程度上依赖于小组长的组织和管理作用。因此，小组长除了要具备一定的组织协调能力，还得具有奉献精神。小组式教学是一种集体活动，必须制定相应的约束规则，方可保障小组活动顺利进行。例如基于QQ的小组学习，采用QQ作为学习平台，可以实现实时交流，保障了沟通的及时性，另外，QQ在图片、文件、音频等发送方面具有很大的优势，不仅便捷，而且形式多样，这正是学生所喜欢的交流方式。目前每个学生都配备了手机，配置了电脑，为QQ小组学习创造了条件。

1.3 学生试讲实验课

物理化学实验课，主要是培养学生在物理化学实验方面的实际操作能力，为以后成为专业技术人员奠定基础。实际教学中，教师在上课之前一般会将课堂涉及的实验目的、原理以及具体操作方法等事先告知每一位学生，通过理论授课形式对其详细讲解。基于以往的理论基础，大部分学生可以掌握实验原理，并会基本的实验操作。教师在完成学生分组工作后，可以根据自己的教学规划，让小组学生在自己组内展开实验讲稿的试讲工作，在这个学生试讲过程中，其他学生做好记录，如有不理解之处可以当场请教，同时，对其他学生给予错误指正，试讲学生要及时做好笔录，明确错误所在。后续实验课中，学生要将自己转变为专业的“工程师”，向其他人讲解清楚本次实验所涉及的基本知识，如实验目的、实验装置、操作步骤以及注意事项等，在此基础上，还要向其他同学展示自己的数据处理方法，课程最后发表心得及体会。整个过程中，教师作为观察者，应当及时对学生的试讲做好记录，对难度较大的知识点加以解释，并做好评分工作。

1.4 学生批改实验报告

班级的实验报告，由所有小组轮流批改，考虑到公平性，可将报告遮盖姓名。鉴于学生不懂得如何批阅，可在学生首次批阅时，教师将有关的评分标准加以告知。学生的批改可能会出现很大偏差，教师需要进行复核，下次课堂进行之前，由负责批改的小组成员做批改总结。通过报告批改，学生可以发现出现概率较大的错误问题，在脑海中形成深刻的印象，此后报告撰写过程中就不会犯这种错误了。物理化学实验涉及的知识多且复杂，包括各种各样的作图及计算，在学生批改报告的过程中，若想对其作出正确判断，必须自己先对其进行了解，无形间使学生学会了更多的知识，而且印象十分深刻。有了批改报告的经历，学生对实验课所涉及的问题及知识就会熟练掌握，后续的实验报告撰写，也不会出现所批报告中出现的同样错误。对于实验报告撰写优秀的学生，教师要对其加以表扬鼓励，并将其作为优秀示范样本供其他学生参考学习。

1.5 学生评价其他小组实验

学习小组设立的初衷，是加强学生之间的交流及配合，小组活动需要每一位成员的配合及贡献，每个成员都有自己的任务所在，在所有人齐心配合之下，才能顺利完成集体项目，在这个过程中，小组成员的基本技能及方法被充分发挥，在群体中发挥着自己的重要作用。在齐心配合，共同解决问题过程中，成员之间的信任会不断形成并强化，彼此的了解也得以加深。在自主学习探索中，可以提高合作能力，这对学生职业能力的提高具有重要作用。同时，需重视评价体系的构建，只有科学合理的评价，才能发挥最大的促进和引导作用，评价内容，要涵盖活动参加人数和次数、项目完成进度、以及团队配合情况等。如果评价体系存在弊端和不足，所做的评价甚至会起到反作用。

1.6 制定小组学习计划

为了让小组学习具有更加明确目标，提高学习质量，可以提前制定有关的学习计划，包括完成日期、学习目标以及课题方案等。每一个小组，可以根据自身的特点制定自己的学习计划，并根据实际情况不断调整，让每个成员都有表现的机会。在小组活动中，要对活动记录详细记载，成员之间要做好成功共享及学习互助，在明确的分工体系下，完成属于自己的任务，保障小组活动顺利开展。基于构建主义学习理论，可将小组活动以灵活多样的形式开展。

2 教学改革与实践的成果

2.1 学生思维能力强化、解决问题能力提升

物理化学实验课程的教学改革，改变了以往学生学习的被动地位，学生的主体地位被树立，促进了学生主动思考，帮助学生养成了独立探索习惯。参与试讲的学生表示：“试讲压力很大，需准备2-3天准备，如果自己都不明白，又如何给别人讲明白呢？”另外，很多同学也表示，如果试讲不好，或者被同学们问题难倒，会很“丢脸”，留下不好的印象，所以在这种压力下必须努力做好准备工作，准备的同时，问题也就研究明白了，而且记得格外深刻。由此可以看出，试讲对于学生的学习也具有一定的督导作用，另外，借助试讲，学生也可以将自己的个性展示给其他人。这种身份的改变，所带来的教学效果，是传统教学所不具备的，学生们的语言组织及表达能力也被强化，而且大家在问题表述方面也变得更加积极了。

2.2 物理化学实验课学风好转

物理化学实验在小组划分上一般是参照是7-8人一组的原则进行的。以往教学中，一个实验，可能仅需3-4人就可完成操作、记录工作，也就是说，也有些学生没有明确的任务，进而无所事事，有些学生还出现了课上玩手机现象。伴随实验教学改革与实践的深入，几乎不存在这些不利现象了，学生们都有自己明确的任务，如果自己无法及时完成任务，可能会影响小组活动的继续开展，基于这种压力，每位学生都认真的参与到实验课程中。由于每个小组成员都要以“教师”身份试讲，所以都会提前做好预习及准备工作，对实验内容也有充分了解，因此，课堂上提出的问题一般都是难度较大的重点，有利于课堂效率的提高。此次改革之后，形成了良好的实验课学风。

2.3 实验报告整体有了很大提高

在以往的实验课学习中，学生们存在思维误区，对实验整体性了解不多，在他们看来，实验只是摆设，实际作用不大，彼此抄袭现象极为普遍，至于教师要求的数据计算，学生也不够重视，只是将别人的数据稍加“改变”，就挪为己用了，在这种情形下，可以想象实验课程教学的质量到底如何。课改之后，学生们的身份发生了巨大改变，主体地位被突出，对实验也有了更多更深的整体认识，明确了实验的最终目的。在这种目的支配下，学生们开始独立思考，从实验报告来看，学生们在逻辑表达、结论总结等方面有着很大进步，说明他们开始在思考中尝试改进自己的不足了。

2.4 培养了学生的创新思维

物理化学实验涉及的内容比较复杂，逻辑性较强，所以有利于学生创新思维的培养。在实验环节中，很多现象是学生们从未见过的，这无疑会激发学生的好奇心理及探索欲望，借助实验细节的回忆，探索现象背后隐藏的本质，这是一个逻辑性十分强的反思过程，在此之中，学生们会带着问题及时的查阅文献，咨询教师，或者与同学通通讨论，在多途径探索问题答案过程中，以及反复验证，会极大的促进学生创新思维能力的增强。

针对传统物理化学实验课程教学中的诸多弊端及不足，展开了探索新应用尝试，学生身份的改变，也就是主体地位的树立，不仅有利于学生主动学习习惯的养成，也对学生的思维开发及综合能力养成有着很大帮助。另外，建构主义教学策略在物理化学实验课中的应用，可以有效的激发学生的学习兴趣和探索欲望，有助于学生创新能力的培养，以及学习成绩的提高。