基于建構(gòu)主義的《激光全息防偽》設(shè)計性物理實驗教學(xué)

李密丹 劉冬梅

（北京印刷學(xué)院基礎(chǔ)部，中國 北京102600）

0 引言

建構(gòu)主義(constructivism)，最早是由認知發(fā)展領(lǐng)域最有影響的一位心理學(xué)家皮亞杰提出(J.Piaget)的。對于“什么是學(xué)習”，建構(gòu)主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。由于學(xué)習是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協(xié)作活動而實現(xiàn)的意義建構(gòu)過程，因此建構(gòu)主義學(xué)習理論認為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習環(huán)境中的四大要素。對于“如何進行學(xué)習”，建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習者為中心的學(xué)習，也就是說，既強調(diào)學(xué)習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用，教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆?/p>

為了建立一套能與建構(gòu)主義學(xué)習理論相適應(yīng)的全新的教學(xué)設(shè)計理論與方法體系，國內(nèi)外教育領(lǐng)域的學(xué)者進行了大量的研究與探索。近年來，我國越來越多的教育者開始將建構(gòu)主義學(xué)習理論應(yīng)用于教學(xué)實踐，并取得了一些教育成果。本文在借鑒前人經(jīng)驗基礎(chǔ)上，以《全息激光防偽》實驗為例，將建構(gòu)主義學(xué)習理論應(yīng)用于設(shè)計性物理實驗教學(xué)，探索了與建構(gòu)主義學(xué)習環(huán)境相適應(yīng)的教學(xué)方法。

1 拋錨式教學(xué)法

在建構(gòu)主義的教學(xué)模式下，已開發(fā)出的、比較成熟的教學(xué)方法主要有拋錨式教學(xué)法、支架式教學(xué)法和隨機訪問教學(xué)法。

對于拋錨式教學(xué)法，建構(gòu)主義認為，學(xué)習者要想完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，即達到對該知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗(即通過獲取直接經(jīng)驗來學(xué)習)，而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關(guān)于這種經(jīng)驗的介紹和講解。拋錨式教學(xué)法就是建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎(chǔ)上。這類真實事件或問題被形象地比喻為“拋錨”。由于拋錨式教學(xué)要以真實事例或問題為基礎(chǔ)(作為“錨”)，所以有時也被稱為“實例式教學(xué)”或“基于問題的教學(xué)”或“情境性教學(xué)”。拋錨式教學(xué)法主要由這樣幾個環(huán)節(jié)組成：（1）創(chuàng)設(shè)情境：使學(xué)習能在和現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。（2）確定問題：在上述情境下，選擇出與當前學(xué)習主題密切相關(guān)的真實性事件或問題作為學(xué)習的中心內(nèi)容。選出的事件或問題就是“錨”，這一環(huán)節(jié)的作用就是“拋錨”。（3）自主學(xué)習：不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，并特別注意發(fā)展學(xué)生的“自主學(xué)習”能力。（4）協(xié)作學(xué)習：討論、交流，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學(xué)生對當前問題的理解。（5）效果評價：由于拋錨式教學(xué)的學(xué)習過程就是解決問題的過程，由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習效果。因此對這種教學(xué)效果的評價不需要進行獨立于教學(xué)過程的專門測驗，只需在學(xué)習過程中隨時觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可。

2 《激光全息防偽技術(shù)》設(shè)計性物理實驗教學(xué)

在《激光全息防偽技術(shù)》設(shè)計性物理實驗教學(xué)中嘗試引進拋錨式教學(xué)法，具體作法如下：

2.1 創(chuàng)設(shè)情境

根據(jù)建構(gòu)主義理論，在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)創(chuàng)設(shè)情境。我校是一所行業(yè)特點非常鮮明的應(yīng)用型大學(xué)，學(xué)生專業(yè)大多與印刷有直接或間接的關(guān)系。所以在情境設(shè)置上，盡量結(jié)合我校學(xué)生的專業(yè)背景，以《激光全息防偽技術(shù)》設(shè)計性實驗項目為例，防偽印刷是印刷行業(yè)中的一種特種印刷技術(shù)，而激光全息防偽又是二十世紀后期繼激光器問世后發(fā)展起來的一種新型防偽技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于防偽印刷領(lǐng)域。創(chuàng)設(shè)全息防偽技術(shù)這一緊密結(jié)合學(xué)生專業(yè)、又與實際生活密切相關(guān)的真實情境，有利于提高學(xué)生學(xué)習興趣，激發(fā)學(xué)生主動探求的積極性。

2.2 確定問題

在學(xué)生較為深入地理解全息防偽相關(guān)理論后，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣選擇全息防偽實現(xiàn)過程中某個具體問題作為研究對象。選題的確定最好由學(xué)生自己完成，學(xué)生自己選題，往往是學(xué)生自己感興趣的，并充分考慮到自己已有知識基礎(chǔ)，選題更貼近最近發(fā)展區(qū)，所以更容易實現(xiàn)意義建構(gòu)，這符合建構(gòu)主義的在最近發(fā)展區(qū)實現(xiàn)意義建構(gòu)的學(xué)習觀。確定問題的過程就是“拋錨”。

2.3 自主學(xué)習

問題確定后，要求學(xué)生自己查閱資料，自己設(shè)計方案，自己實施，自己解釋實驗結(jié)果。這里需要指出的是，建構(gòu)主義強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習，但學(xué)生的自主程度（反過來說，也就是教師的指導(dǎo)程度）要依學(xué)生自身實際水平而定。結(jié)合我校學(xué)生具體情況，在長期灌輸式教學(xué)習慣下，突然帶給學(xué)生一個完全自主的躍變式教學(xué)模式，會讓學(xué)生無所適從、無法適應(yīng)，可能會有一部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)思想，教學(xué)改革可能會產(chǎn)生負面影響，反而對學(xué)生不利。在《激光全息防偽技術(shù)》設(shè)計性物理實驗教學(xué)設(shè)計中，考慮到我校學(xué)生光學(xué)內(nèi)容課時少，理論知識學(xué)習不深入的特點，在創(chuàng)設(shè)情境和確定問題環(huán)節(jié)，激光全息防偽最基本的原理采用講解式，關(guān)于激光全息防偽實現(xiàn)方法采用引導(dǎo)式自主學(xué)習。

另外，教師的指導(dǎo)程度也與設(shè)計性題目的難易有關(guān)，對于難度稍大的題目，教師可以在關(guān)鍵點給予較為深入的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生解決實驗中遇到的關(guān)鍵性問題，幫助學(xué)生完成知識點的意義建構(gòu)。

2.4 協(xié)作學(xué)習

設(shè)計性物理實驗教學(xué)采用小組協(xié)作方式進行。每組2名學(xué)生，3-4組學(xué)生同時針對同一個選題進行研究。在學(xué)習過程中，組內(nèi)同學(xué)從問題確定、方案設(shè)計、方案實施到實驗結(jié)果討論，進行的是全方位協(xié)作交流；在實驗研究中的關(guān)鍵問題節(jié)點上，教師實時地組織幾組學(xué)生進行組間討論，相互啟發(fā)，共同找到解決問題的方案，再分頭進行研究；實驗完成后，教師再次組織學(xué)生進行組間討論，總結(jié)學(xué)習成果，有效地完成意義建構(gòu)。

2.5 效果評價

設(shè)計性實驗教學(xué)效果評價不應(yīng)只看實驗結(jié)果成功與否，即使學(xué)生最終沒能成功地解決問題，只要在自主學(xué)習過程中，積極主動，有創(chuàng)新想法，或?qū)Σ焕硐氲膶嶒灲Y(jié)果能夠給予較為深入透徹的分析，同樣都可以給予很高的評價。

3 總結(jié)

運用建構(gòu)主義理論指導(dǎo)設(shè)計性物理實驗教學(xué)，在各教學(xué)環(huán)節(jié)有了更明晰的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則，規(guī)范了教學(xué)設(shè)計，形成了脈絡(luò)完整的全新教學(xué)模式。在具體教學(xué)過程，強調(diào)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，貼合學(xué)生專業(yè)背景，強調(diào)教師適度指導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習，靈活運用建構(gòu)主義理論，取得了很好的教學(xué)效果。

［1］高文，徐斌艷，吳剛.建構(gòu)主義教育研究[M].教育科學(xué)出版社，2008.

［2］石崗.在實驗教學(xué)中應(yīng)用建構(gòu)主義理論的思考[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013，10.

［3］劉英，黃建軍，封玲.隨機進入教學(xué)在設(shè)計性物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)物理實驗，2011，8.

［4］王陸瑤，張研研，張新位.基于建構(gòu)主義的有機化學(xué)實驗教學(xué)方法研究[J].首都師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，12.