建构主义理论常用的四种教学模式

建构主义理论常用的四种教学模式【说明】本文节选自苏州大学项永芳的硕士论文《建构主义视野下教学情境的设计与实践之研究——以高等数学为例》，较为系统的介绍了基于建构主义理论提出的四种教学模式，尤其是文中不但有四种模式的理论依据，还有四种模式运用的步骤，对教学实践具有很强指导意义。

【正文】根据情境认知与其他的理论，学者们开发出了多种教学模式。

这里我们重点介绍以下四种教学模式：观念转变教学模式、支架式教学模式、随机进入教学模式和抛锚式教学模式。

1 观念转变教学模式(Conceptual Change Learning Model)学生在学习知识之前，头脑中已经存在了一些来自于生活经验的对知识的直觉认知。

其中，有些理解与知识概念基本一致，但是有些理解与知识概念相违背，它们被称为“错误概念(mis-conception)”或“相异概念(alternative concept)”。

观念转变指个体由于受到和个体原有某种知识经验不一致的新经验的影响而发生的重大改变。

对观念转变的研究始于20 世纪70 年代，从80 年代起，研究成果开始涌现。

1982 年，康奈尔大学的Posner、Strike、Hewson、Gertzog 四位教授提出了观念转变模型(conceptual change model，简称CCM)，大大推动了观念转变的研究与教学。

“观念转变学习”教学模式是西方科学教学研究者们在观念转变学习理论的基础上所提出的一种教学模式。

（1）观念转变教学模式的理论基础——观念转变学习理论建构主义认为，学习是学习主体根据已有的知识经验主动建构新知识的过程。

在学生接受新知识和经验之前，他们头脑中就对一些数学问题和现象有自己的看法和理解，并在不知不觉中养成了他们独特的思维方式。

这种思维定势就造成了学生一些教学前错误概念的形成，学者们认为这些概念包括替代概念(Alternative Conception)和前概念(Pre-conception)。

替代概念是指学生在先前的正式教学中形成的错误理解；前概念是指源于日常生活中非正式经验的那些概念。

这些前概念有些是对客观世界的朴素的反映，但更多的则完全与科学概念相悖，学生认知结构中的这些错误概念，不但会妨碍新知识的理解，而且会导致学生产生新的错误概念。

这是因为，学生不仅会对这种错误概念深信不疑，而且还会试图将这些错误概念迁移到对新环境、新现象的解释中去。

观念转变学习理论告诉我们，概念的转变主要通过以下两个途径来完成，一是充实(Enrichment)，二是重建(Restructuring)。

充实是指在增加或删除现存的概念结构，包括对现存概念结构的区分、合并以及增加层级组织。

这一途径是对原有概念结构的量的扩展，是一条“进化”的、连续的途径。

这种转变发生在学生的原有概念和科学概念一致的情况下；重建就意味着创造新结构，新结构的建构是基于解释旧信息或说明新信息，这种转变的特点是基于学生已有的概念与科学概念完全不同的情况下，这是一条“革命性”的、不连续的途径，它发生在学生的概念与知识概念不一致或完全冲突的情况下，认知冲突策略在不连续的情况下起关键作用。

也就是说，一旦引发了学生的认知上的不平衡，就能激起学生的求知欲和探索欲，促进学生知识的转变。

为了促使学生进行观念转变，1982 年波斯纳(Posener et al.)等人在皮亚杰认知建构理论和库恩(T.S.Kuhn)“范式更替观”的基础上，进一步提出了观念转变学习的条件理论。

为了促使学生进行观念转变，他们认为必须提供以下4个条件：第一，对现有概念知识的不满；第二，新概念知识要有可理解性；第三，新概念知识要有合理性；第四，新概念知识要有有效性。

根据波斯纳的观点，一旦满足了上述观念转变学习的四个条件，学生所持有的错误概念知识就会被科学概念知识所替代或改变。

当然知识学习是一个复杂的过程，除了需要上述的学习条件外，课堂动机因素、情绪因素、学生的认知因素程度等都影响学生观念转变。

因此，教师在教学中应积极创设条件，促使学生的数学观念转变学习。

（2）观念转变教学模式的教学步骤德赖弗(R.Driver，1989)以观念转变学习理论为基础设计建构主义教学，提出了观念转变学习的建构主义教学模式。

这一模式的一般步骤是：①定向。

教师创设特定的探究性问题情境，为学生的自主探究学习明确方向；②概念知识引出。

引导学生用自己的不充分的思想（错误概念）尝试解释问题；③概念知识重建。

这一环节可以通过实验、讨论、澄清和变换概念知识，揭示和解决冲突情境，建构新概念知识，并作出恰当评价；④概念应用。

学生应用新概念知识解决新情境问题；⑤反思概念知识变化。

通过将新概念与自己先前已有概念进行比较，反思观念转变学习的过程。

在德赖弗模式的基础上，1992 年斯考特(Scott)提出了另一观念转变学习的教学模式。

这一模式的步骤是：①定向和引出学生的概念知识；②导入科学理论的性质和通过模拟与讨论建构理论；③学生建构自己的理论；④引导学生对自己的理论进行回顾、反思、讨论和评价，帮助学生趋向可接受的科学理论；⑥提供可接受理论的应用环境。

在斯考特的教学模式中，学生拥有获得自己经验和建构意义的机会。

同时，在这个模式中，建构主义方法的另一个关键特性即关注科学理论的性质、范围和建构也非常明显。

此外，学生在此模式中，还不得不提供证据以验证自己的假说。

在此模式中，充分体现了建构主义的四个中心属性。

2 支架式教学模式（Scaffolding Instruction Model）建构主义理论认为，学生的认知不同于教师的认知，知识也不是简单机械地从一个人迁移到另一个人，而是基于个人对经验的操作、交流，通过反思来主动建构的。

因此，教师在进行教学时，就要充分考虑到学生的思维模式和认知特点，帮助学生通过自己的活动对人类的数学知识构建起自己的正确理解。

在这个意义上，建构主义者借用了建筑行业的”脚手架”概念,形象地提出了支架式教学这一教学模式：教师先为学生的学习搭建支架(指教师对教学过程的管理、调控)、通过支架,帮助学习者理解特定知识，建构知识意义的教学模式。

借助该知识框架，学习者能够独立探索并解决问题，然后逐步撇去支架，让学生独立探索学习，独立建构意义。

根据欧共体“远距离教育与训练项目”(DGXⅢ)的有关文件，支架式教学被定义为：“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种观念框架(conceptual framework)。

这种框架中的观念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。

为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便把学习者的理解逐步引向深入。

”这里的观念可以是学习新的知识所必备的数学概念，也可以是学习新知识时所涉及的思想和方法。

这种教学模式应用在高等数学概念知识的教学中，有利于把较为复杂的概念知识分解为相对简单一些的概念，然后借助于教师提供的适当的“脚手架”，学生能更容易地自行进行新概念知识的建构与概念网络的组织。

提供了一条针对较为复杂的概念知识的教学有效的可行之路。

（1）支架式教学模式的理论基础支架式教学模式的理论基础之一就是维果茨基“最近发展区”理论。

维果茨基认为，儿童在独立解决问题时的实际发展水平和在教师指导下解决问题时的潜在发展水平之间是存在差异的，而这两个发展状态的差异性是由教学决定的，也就是说，教学能创造最近发展区，因此，教学不能只是被动地适应儿童的现有智力发展水平，而是既要考虑到学生的现有发展水平又要充分考虑到他可能达到的较高的水平，即最近发展区。

教学要走在发展的前面，向学生提出更高的发展要求。

在这一区域内学生虽然自己很难完成学习的任务，但在教师的指导或与更优秀的同伴交互作用的合作中，外部活动所传递的知识经验就会内化为学生自身的认知结构，从而完成学习任务。

据此为学生搭设支架，它可以使学生减少或避免认知过程中的弯路。

（2）支架式教学模式的教学步骤支架式教学模式由以下几个步骤组成：①搭建脚手架：围绕当前学习主题，按“最近发展区”的要求建立“概念框架”(即先行组织者)。

②进入情境：将学生引入一定的问题情境(概念框架中的某个层次或某个节点)。

③独立探索：让学生独立探索。

探索的内容包括：确定与当前给定概念、知识有关的各种属性，并将各种属性按一定的顺序排列。

探索开始时教师要给予必要的启发引导(如演示或介绍理解类似概念的过程)，然后让学生自行分析探索，沿教师提供的脚手架逐步攀升，起先教师可能要给予适时的引导或提示，最后做到无需教师的引导，学生就能独立地建构自己的概念、知识框架。

④协作学习：教师组织学生进行小组讨论、分析，带领学生对当前所学的知识进行反思分析，使原来几种意见相互矛盾或不完全一致的局面逐渐变得一致，最后达到统一。

在此共享集体思维成果的基础上，达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解，最终完成对所学知识的意义建构。

⑤效果评价：组织学生进行自我评价或小组对个人的评价，评价主要应涉及以下几个方面：学生的自主学习能力的体现、在小组协作学习中所做出的贡献、是否达到对所学概念知识的意义建构等。

支架式教学模式的关键在于如何搭好“脚手架”以形成知识的框架，将学生引领进入问题情境，进而引导学生在知识的框架内自行建构意义。

因此，教学过程中的主题应是“脚手架”，而问题情境是“脚手架的节点”，学生们的合作交流与自主学习则是沿“脚手架”攀升的过程即建构的过程。

3 随机进入教学模式(Random Access Instruction Model)1991 年，斯皮罗（Spiro）等人把人类学习分为初级学习和高级学习。

初级学习是学习的初级阶段，在这个阶段中学生只需掌握一些概念和事实，并能够从相同或相似情境中再现这些概念和事实；高级学习则要求学生掌握复杂得多的概念，而且在面对具体的情境能够广泛而灵活地应用，本文中对导数概念和定积分概念知识的学习就属于高级学习。

传统的教学混淆了初级学习与高级学习之间的界限，将初级学习不合理地应用到高级学习中。

建构主义寻求一种适合于高级学习的教学模式，即学习者可以随意通过不同途径、不同方式进入同样的教学内容的学习，对同一教学内容或问题进行多方面的探索和理解，获得多种意义的建构。

这就是源于认知弹性理论(Cognitive flexibility theory)的随机进入教学模式。

这种教学模式为数学概念知识中复杂概念知识的教学开辟了一条新途径。

（1）随机进入教学模式的理论基础——认知弹性理论随机进入教学模式的基本思想源自建构主义学习理论的一个新分支——“认知弹性理论(Cognitive Flexibility Theory)”。

这种理论是斯皮罗(Spiro)等人于1990 年提出的一种心理学理论流派。

他们指出：“所谓认知弹性，是指以多种方式同时重构自己的知识，以便对发生根本变化的情境领域做出适宜的反应。