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新课程背景下小学科学教育有效性研究

时间:2023-08-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:建构主义有四个基本概念,即图式、同化、顺应、平衡。建构主义理论的内容很丰富,但其核心用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。(三)建构主义的教学思想建构主义所蕴含的教学思想主要反映在知识观、学习观、学生观、师生角色的定位及其作用、学习环境和教学原则六个方面。

新课程背景下小学科学教育有效性研究

(一)建构主义理论概述

建构主义(Constructivism)也被译作结构主义,其最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰(J.Piaget),他是认知发展领域最有影响的一位心理学家,他所创立的关于儿童认知发展的学派被人们称为日内瓦学派。皮亚杰关于建构主义的基本观点是,儿童是在与周围环境相互作用的过程中,逐步建构起关于外部世界的知识,从而使自身认知结构得到发展的。建构主义有四个基本概念,即图式、同化、顺应、平衡。图式是指个体对世界知觉的理解和思考的方式,是心理活动的框架或组织结构。图式是认知结构的起点和核心,图式的形成和变化是认知发展的实质,认知发展受同化、顺化和平衡的影响。同化是指个体在感受刺激时,把它们纳入头脑中原有的图式之内,使其成为自身的一部分。顺应是指学习者调节自己的内部结构以适应特定刺激情境的过程。当学习者遇到不能用原有图式来同化新的刺激时,便要对原有图式加以修改或重建,以适应环境。平衡是指学习者个体通过教师调节机制使认知发展从一个平衡状态向另一个平衡状态过渡的过程。

建构主义理论的内容很丰富,但其核心用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。

(二)建构主义学习理论

建构主义学习理论的基本内容可从“学习的含义”和“学习的方法”两个方面进行阐述:

1.关于“学习的含义”

建构主义的理论认为,学习者(学生)所收获的知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的学习情境和获取知识的过程中,借助教师和学习伙伴的帮助,利用必要的学习资源(文本的、视频音频的、网络的、人力的、物力的),通过自我和合作搭建的方式而获得。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与人之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或四大属性。

(1)“情境”

“情境”即学生进行学习的环境和氛围,学生所处的学习环境中的情境必须有利于其对所学内容的意义建构。这就要求教师在教学设计时不仅要考虑教学目标分析,还要考虑学情分析(教学资源分析、学习内容分析、学生分析),还要考虑有利于学生建构意义的情境创设问题,并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。

(2)“协作”

“协作”是同学之间师生之间的合作,这种合作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至学生知识、科学过程技能和情感态度价值观结构的搭建均有重要作用。

(3)“会话”

“会话”是学生在学习过程中的交流和沟通,是协作过程中不可或缺的环节。合作的同学之间必须通过会话,商讨如何完成规定的学习任务,在探究学习过程中遇到问题如何处理,对于同学之间的评价、教师的评价如何应对等;此外,协作学习过程也是会话过程,在协作中,个体和群体学习成果通过会话达到相互共享,因此会话成为达到意义建构的重要手段。

(4)“意义建构”

“意义建构”是整个学习过程的最终目标,是学生在知识方面、科学过程技能和方法方面以及情感态度和价值观方面最终要达到的目标。在学习过程中,帮助学生建构的意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较为深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是前面提到的“图式”,也就是关于当前所学内容的认知结构,换一个角度理解就是,学生通过科学学习活动在自身头脑中形成的文字、情境、思维等方面的影像。由以上所述的“学习的含义”可知,学生获得知识和能力的多少,取决于学习者根据自身经验去建构的能力,而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。

2.关于“学习的方法”

建构主义所提倡的是既强调学习者是学习内容信息加工的主体作用,又不忽视教师在学生学习过程中的指导作用,教师是学生知识、能力和技能以及情感、态度价值观方面建构的设计者、组织者、帮助者和促进者,而不是知识的传授者与灌输者,这是一种体现新课程理念的教师角色定位。学生是自身知识、能力和情感、态度价值观结构的主动建构者,而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。因此,要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用。

第一,要用探索法、发现法去建构自身知识、能力和情感、态度价值观结构。

第二,在自身知识、能力和情感、态度价值观建构的过程中,要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料,对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证。

第三,要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系,并对这种联系加以认真地思考。“联系”与“思考”是自身知识、能力和情感、态度价值观结构建构的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程结合起来,则学生建构自身知识、能力和情感、态度价值观结构的效率会更高、质量会更好。协商有“自教师协商”(即指自己和自己争辩什么是正确的)与“相互协商”(即指学习小组内部相互之间的讨论与辩论)。

教师要成为学生建构自身知识、能力和情感、态度价值观结构的帮助者,就要求教师在教学过程中从以下几个方面发挥指导作用。

第一,激发学生的学习兴趣,帮助学生形成正确的学习动机

第二,通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识、能力和情感、态度价值观结构之间联系的线索,帮助学生建构当前所学习内容的结构。

第三,为了使学生自身知识、能力和情感、态度价值观结构的建构更有效,教师应在可能的条件下组织讨论与交流,并对协作学习过程进行引导,使之朝有利于学生自身知识、能力和情感、态度价值观结构的建构方向发展。

引导的方法包括:提出适当的问题以引起学生的思考和讨论;在讨论中设法把问题一步步引向深处以加深学生对所学内容的理解;要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识。

(三)建构主义的教学思想

建构主义所蕴含的教学思想主要反映在知识观、学习观、学生观、师生角色的定位及其作用、学习环境和教学原则六个方面。

1.建构主义的知识观

知识不是对客观现实的纯粹反映,任何一种再现知识的符号系统也不是对客观事实绝对真实的表征,它只不过是人们根据自身的理解对客观世界的一种解释、假设或假说,也不是问题的最终答案,人们认识客观事物是随着手段和方式的进步而不断发展的,因而,人们对事物客观反映必将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华和改写,出现新的解释和假设,这也是科学不断发展,对一些客观事物的描述在不断变化的原因。

知识并不能绝对准确概括客观物质世界的本来面目,也不能提供对任何活动或问题解决都实用的方法。在解决具体问题中,是需要知识的使用者针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造。

知识不可能以实体的形式存在于个体之外,知识不可能像人们看到和可以触摸到的一些客观事物一样实实在在,不富于变化。例如,在你面前的汽车,虽然可以被开动,但它仍然是不变的汽车。尽管人们通过语言赋予了知识一定的外在形式和表现力,并且获得了较为普遍的认同,但是不同的人对同样的知识可以有不同程度的理解。真正地理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的,取决于特定情况下的学习活动过程。否则,就不叫理解,而叫死记硬背或生吞活剥,是被动的复制式的学习。

2.建构主义的学习观

学习不是由教师把知识、科学过程技能和情感态度价值观简单地传递给学生,而是由学生自己在一定的学习情境中重新建构的具有自身特征的一个过程。学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构自身知识、能力和情感、态度价值观的结构,这种建构是无法由他人代替的。

学习应该是根据自己的生活经验和知识、能力背景,对外部信息进行主动地选择、加工和处理,从而更加丰富和完善自身知识、能力和情感、态度价值观结构的过程和结果。外部信息如果没有通过学习者自身内部起变化,对学习者来说是没有什么意义的,外部信息存在的意义就在于,学习者通过新旧知识、经验、技能和情感间反复的、双向的相互作用过程而建构成的学习者新的结构。

学习意义的获得,是每个学习者以自己原有的知识、经验技能和情感为基础,对新信息重新认识和编码,建构自己的理解。在这一过程中,学习者原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变。

同化和顺应,是学习者认知结构发生变化的两种途径或方式。同化是认知结构的量变,而顺应则是认知结构的质变,同化过程是学习者认知结构中各相关元素量的积累过程,顺应则是学习者的认知结构中相关元素发生质的变化的过程。同化—顺应—同化—顺应循环往复,平衡—不平衡—平衡—不平衡,相互交替,人的认知水平的发展,就是这样的一个过程。

3.建构主义的学生观(www.xing528.com)

建构主义认为,学习者对所有的学习内容都有一些原始的认知,学生进入学习状态时并不是大脑空空进入学习情境的。学生的原有认知可能是正面的,也可能是反面的,可能是中立的。学生之所以面对一些新的学习内容面面相觑、无所适从,就是因为这些原有认知没有被有效挖掘。他们已经在日常生活和以往的学习中形成了有关的知识经验,对任何事情都有自己的看法。即使有些问题从来没有接触过,没有现成的经验可以借鉴,但当问题出现时,他们还是会基于以往的经验,依靠他们的认知能力,形成对问题的解释,提出假设。

教师在教学过程中不能对学习者的已有知识、技能、情感和经验熟视无睹,更不能简单强硬地采用由外向内的“填灌”,而应当把学习者原认知结构中的各元素作为起点,引导学习者生成新的认知结构。教师在教学中要倾听学生的观点,思考这些观点的源头,并以此为据,引导学生丰富或调整自己的解释。

教师与学生、学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。由于经验背景差异的不可避免,学习者对问题的看法和理解千差万别,对于学生所处的学习集体来说,这些差异是一种宝贵的现象资源。学习个体在学习中主要是通过自身起作用的,但是教师的影响作用也不可低估。

4.师生角色的定位及其作用

在新课程的理念下,教师在学生学习中的角色定位应该是学生建构新的知识、能力和情感体系的设计者、引领者、合作者和伙伴,是学生建构知识、能力和情感大厦的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题,而不是假问题,引导学生主动开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题有多种答案,激励学生对问题解决提出多种方式方法。教师给学生提供的应该是有结构的材料,而不是作用不大或者是不相干的材料。教师必须和学生合作共同创设一种良好的学习环境,学生在这种环境中,可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。

教师要在学生建构自己的认知结构时激发其学习兴趣,引发和保持学生的学习动机。为使学生的建构更为有效,教师应组织协作学习,展开讨论和交流,并对协作学习过程进行引导,使之朝有利于意义建构的方向发展。

学生的角色是教学活动的主体和学习内容的积极建构者。当学生面对复杂的、真实的认知情境时,需要采取一种新的学习风格、新的认识加工策略,并且确立自身是知识和能力建构主体的健康心态。学生在自我建构过程中要承担更多管理自己学习的机会;教师应当注意使机会永远处于维果斯基提出的“学生最近发展区”,并为学生提供一定的辅导。教师要引导学生善于把当前学习内容与自身已有知识经验联系起来,并对这种联系加以认真思考。建构主义认为将联系、思考和协商过程相结合是意义建构的关键和最好结果。

5.建构主义的学习环境

建构主义认为,学习者的知识、能力和情感价值观结构是在一定情境下,借助于他人的帮助,如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等,通过自主探究和与人合作建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。

(1)情境

学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。在教学设计中,创设有利于学习者意义建构的情境是最重要的环节或方面。

(2)协作

在一定意义上具有协商的意识,是协商下的合作,应该贯穿于整个学习活动过程中。教师与学生之间、学生与学生之间的协作,对学习资料的收集与分析、假设的提出与验证、学习进程的自教师反馈和学习结果的评价以及意义的最终建构都有十分重要的作用。

(3)交流

是协作过程中最基本的方式或环节,协作学习的过程就是交流的过程,在这个过程中,每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学习者的学习进程是至关重要的手段。

(4)意义建构

是教学过程的最终目标,教师在学习过程中帮助学生深入建构就是要帮助学生对当前学习内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解,在原认知的基础上再进一步深化和完善自身的认知。

(四)建构主义教育思想在小学科学教育中的应用

1.建构式小学科学教育的学习原则

在建构主义看来,在教学过程中,科学素养(很重要一部分是科学知识、科学思想、科学方法和科学价值观)永远只是主体建构活动的结果,它是不能传递给被动的接受者的。科学素养必须由每一个认知者主动建构。根据建构主义理论,可以得出小学科学教育的学习原则。

(1)提出与学生相关的问题

这里所说的提出与学生相关的问题,不是指学生可以随心所欲想学什么就学什么,而是指教师备课和教学所涉及的问题必须是学生所关注的、引起他们兴趣的。例如,可以采用一个使学生感到惊奇的演示、一次有趣的活动或一个好问题。建构主义者对好问题的标准是:①要求学生做出一个可检验的预测;②利用不很昂贵的设备或器材;③有一定的复杂性,可以使学生提出多种解决问题的途径;④适合于小组活动。

(2)围绕基本概念组织学习活动

建构主义强调完整地学习科学的基本概念。在这一点上,建构主义者与后现代主义课程理论家多尔一样,主张课程的内容必须是“少而精”的。“少”强调的是最基本的科学概念、理论、模式等,类似于布鲁纳的学科结构概念,而与布鲁纳观点不同的是,建构主义主张在情境中进行教学,而不是学习抽象的、理论化的、脱离情境的知识。“精”则是要求学得深、学得透,使学生掌握思想、过程和方法,理解科学的本质,能够举一反三,因而终身受益。这也正是小学科学新课程中提出的科学教育内容要“一英寸宽,一英里深”这一观点。

(3)引出并重视学生的观点

这是体现建构主义教学思想最重要的策略。教学虽然可以促进知识、科学过程技能和情感态度价值观的建构,但知识、科学过程技能和情感态度价值观的建构不是直接教学的结果。在教学过程中,学生能否理解知识、获得科学过程技能和情感态度价值观的体验,关键在于通过教师的引导和启发,学生能否主动地建构。而在这种建构过程中,学生已有的思想和观点揭示了许多其当前的观念和思维过程。为了了解学生的想法,教师必须倾听学生述说对所要研究问题的观点,这不仅是为了确定对与错,更重要的是为了懂得学生正在思考什么,怎样思考的,其假设是什么,并有针对性地教学。

(4)在教的情境中评价学生的学习

评价的真正目的在于使教师确定学生是否掌握了所学习的内容,即使掌握了还要摸清掌握到什么程度,这应该是一个连续的过程。因此,在上课时,教师就要监测学生是否理解和掌握了学习内容。如果教师感到学生并没有理解和掌握,就要确定学生缺乏理解和掌握的原因,并调整教学方案,针对他们的问题进行教学。

2.建构主义应用于小学科学教育教学中,对学生认知能力的影响

据美国《科学教育》杂志2005年9月报道,某大学就建构主义在小学科学课程教学中的长期应用,对学生的认知结构和信息加工策略的影响进行了为期5个月的研究。

研究通过对实验组(69位小学5年级学生)和对照组进行了分析比较研究。并把对照组分为高成就组和低成就组。得出以下结论:①接受建构主义教学的学生取得了明显的学习成就,并能够将所学知识有效地整合到自己的认知结构、元认知管理以及信息加工策略中;②实验组中的高成就和低成就的学生都能够在不同程度上从建构主义教学中获益;③高成就的学生在对信息加工策略的使用上,优于对照组;④实验组学生在认知结构的获得、元认知的丰富、认知结构的整合以及认知结构的改善等方面,优于对照组。

3.将建构主义教学方法引入小学科学教学的实例

建构主义者认为,每位学习者必须用对自己有意义的方式去学习,这是唯一可以与个体已经拥有的知识、经历或概念相联系的学习途径。小学科学的学习不是对环境观察的复制,而是自己思考和处理的结果。用建构主义的教学方法来进行小学科学的教学时,教师的基本工作是让学生们能够自己发现并做出相关联结,从而形成有效的、内化了的、适合于自教师的意义。

小学科学教学不同于语文、数学和外语这些课程,学生完全可以自己去构建自己的科学世界,教师只是一个指导者、合作者和环境的提供者。另外,由于学生现在的学习任务很重,他们往往把科学课当作放松自我的课程,利用科学课本身的探索性和学生的好奇心以及他们放松的心理,最容易帮助学生形成学习和自我发展的构建能力。

利用建构主义来进行小学科学教学时,没必要按正常的教学严格进行,应以实验、分组、讨论,甚至是“玩”的形式,让学生较随意地参加探究活动、发表看法、动手实验、提出异议等。因此,上课的形式是自由的,没有固定的模式,这样才能调动学生的积极性,令其思维活跃,并且提出新问题,进而自己去想办法解决。例如,小学三年级科学课的《磁铁》《轮子》《溶解》等课程,完全可以让学生通过游戏、比赛、讨论、分组合作等形式学习。

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