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摘要：文章分析了建构主义学习理论的起源和发展，阐述了建构主义学习理论的基本观点；尝试将建构主义学习理论的基本观念、教学模式和方法应用于运动生物力学教学，探寻出一些建构主义教学模式下的运动生物力学教学方法；论述了建构主义对运动生物力学教学的启示以及可行性和适用范围。
关键词：建构主义 学习理论 运动生物力学 教学改革
澳大利亚科学教育学者马修斯(M．Matthews)指出：建构主义是当代科学与数学教育中一种主要影响。近年来,关于建构主义与科学教育改革的专著如雨后春笋，如美国冯·格拉塞斯菲尔德(von Glasersfeld)主编的《教育中的建构主义》，杜宾(K．Tobin)主编的《科学教育中的建构主义实践》。这些专著和其他发表于教育期刊上有关建构主义与科学教育的论文，极大地促进了建构主义作为科学教育理论（乃至一般的学习理论）的传播，使其成为面向21世纪科学教育改革的主流理论。
尤其值得关注的是，1996年美國出版的《国家科学教育标准》——美国有史以来第一个全国科学教育的纲领性文件——是以建构主义理论为其指导思想的。此外，以建构主义理论为指导的课程与教学改革、科学教学评价改革以及相应的教师教育改革在许多国家也正在展开。如在德国，基尔大学科学教育研究所杜特(R．Duit)博士倡导用建构主义理论改革科学教育；在新西兰，90年代中小学科学课程即是以建构主义理论为指导编写的；在英国，利兹大学的科学教育研究中心多年来一直在开展把建构主义理论用于教学改革的实践。
90年代末以来，建构主义理论开始引起我国教育理论界的普遍关注，并迅速广泛地渗透到多个学科的教育改革实践和理论研究。然而，至今尚未见到在运动生物力学中引入建构主义进行教学改革的报道。本文旨在将建构主义引入运动生物力学教学，探寻运动生物力学的建构主义教学方法，并探讨在运动生物力学教学中实施建构主义理论的意义及可行性和适用范围。
1从认知主义学习理论到建构主义学习理论的发展脉络
学习理论中的两大派别，联结派和认知派蕴涵了学习理论研究的两大范式：行为主义和认知主义。行为主义的基本主张是：客观主义，认为分析人类行为的关键是对外部事件的考察；环境主义，认为环境是决定人类行为的最重要因素；强化，强调人们行动的结构对后继行为的影响。行为主义的客观主义观反映在教学上，认为学习就是通过强化建立刺激与反应之间的联结；教育者的目标在于传递客观世界的知识，学习者的目标是在这种传递中达到教育者所确定的目标，得到与教育者完全相同的理解。行为主义者根本无视这种传递过程中学生的理解及心理过程。基于本身的局限，20世纪50年代以来行为主义逐渐被认知主义取代。认知主义与行为主义的根本区别在于它强调学习者内部的认知过程，认为教学的目标在于使学生获得事物及其特性，使外界客观事物内化为其内部的知识结构。但认知主义者还是采取客观主义的传统，认为世界应由客观实体、其特征以及客观事物之间的关系所构成,把学习者看成是知识的被动接受者，忽视了学习者原有知识与新知识之间双向的交互作用，忽视了学习者的主动性和能动性。
建构主义正是针对认知主义的不足而发展起来的。因此，它是学习理论中行为主义发展到认知主义后的进一步发展，即向与客观主义更为对立的另一方向发展。当今建构主义者主张，世界是客观存在的，但对世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。他们更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。强调学习的主动性、社会性和情景性，对学习和教学提出了许多新见解。尤其随着计算机多媒体技术和Internet网络教育应用的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示其强大的生命力。目前，它已经成为革新传统教学的理论基础。
2建构主义学习理论的基本观点
2.1建构主义学习理论的知识观
建构主义者在一定程度上对知识的客观性和确定性提出了质疑。他们认为，知识并不是对现实的准确表征，只是一种解释、一种假设，并不是问题的最终答案，在具体问题中，需要针对具体的情景进行再创造。而且知识不可能以实体的形式存在于具体的个体之外，只能由个体学习者基于自己的经验背景而建构起来。因此，学生的学习不仅是对新知识的理解，而且是对新知识的分析、检验和批判；知识在各种情况下的应用也不是简单的套用，具体情景总有自己的特异性。所以学习知识不能满足于教条式的掌握，而需要不断深化，把握它在具体情景中的复杂变化，使学习走向“思维中的具体”。
2.2建构主义学习理论的学习观
建构主义者认为：学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，它不仅包括结构性的知识，而且包括大量的非结构性的经验背景。学习过程同时包含两方面的建构：一方面学习者对当前信息的理解需要以原有的知识经验为基础，超越外部信息本身；另一方面对原有知识经验的运用又不只是简单地提取和套用，个体同时需要依据新经验对原有经验本身做出某种调整和改造，即同化和顺应两方面的统一。学习者以自己的方式建构对事物的理解，因此不同的人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的标准和理解，但通过合作可使理解更加丰富、全面。
2.3建构主义学习论的学生观
建构主义者强调，学习者并不是空着脑袋走进教室的，学生在学习之前就有丰富的经验或者从他们的经验背景出发而推出的合乎逻辑的假设。教学不能无视学生的这些经验，而是要把儿童现有的知识经验作为新知识的生长点，引导儿童从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验，教学不是知识的传递，而是知识的处理和转换。
简言之，建构主义认为学习是在一定的情景即社会文化背景下，借助他人的帮助，即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程。“情景”、“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习。学生是意义的主动建构者；又不忽视教师指导作用，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。
3建构主义教学模式的特点和教学方法
3.1两种教学模式的比较
传统的教学模式是：以教师为中心，教师利用讲解、板书和各种媒体作为教学法的手段和方法向学生传授知识，学生则被动地接受教师传授的知识。而建构主义教学模式则是：以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、帮助者和促进者的作用，利用情境协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
在两种模式中，教师、学生、教材、媒体四个要素有着完全不同的作用。运动生物力学是一门理论性、实验性、实践性，操作性都很强的学科，其教学应该注重认知能力的培养，提倡学生的主动性。教师在教学过程中如何运用新的教学方法，构建新的教学模式，对学生进行科学思维、操作、观察、科学语言等素质的培养，是目前面临的一个重要课题。
3.2建构主义教学模式下运动生物力学的教学方法
3.2.1支架式教学
教师引导着教学进程，使学生掌握建构和内化所学的知识技能，从而使其进行更高水平的认知活动。即教师先为学生的学习搭建支架(教师对教学过程的管理、调控)，通过支架（教师帮助）把管理调控学习的任务逐渐由教师转移给学生自己，然后逐步撤去支架，让学生独立探索学习。它包含预热、探索和独立探索三个环节。
学生独立解决问题时的实际水平与教师指导下解决问题时的潜在发展水平之间的差距称为“最邻近发展区”。围绕当前学习主题，按最邻近发展区的要求建立概念框架，将学生引入一定的问题情境，让学生独立探索，进行小组协商，完成对所学知识的意义构建，并通过效果评价。
如在学习《分析法求人体重心》这一单元时，把实验班学生分为8个小组，每个小组负责开发一种运动项目人体重心变化的多媒体演示。让每一位学生自己选择：愿意开发哪一类动作项目；是愿意收集有关的人体重心资料，还是愿意为资料写出相应的文字说明；或是直接用多媒体工具去制作软件。然后把学生编入不同的学习小组。这样每一类人体重心的变化就成为学生的研究对象，学生都围绕自己的任务努力去搜索材料。如去运动场实地观察各种运动项目重心的变化，并拍摄录像；到图书馆和上网查询有关资料，以获取人体重心变化图片和撰写说明（将学生引入一定的问题情境，使其处于概念框架的某个节点）。教师则对如何去图书馆和上网搜集素材给学生以必要的帮助，指导学生对搜集的素材的重要性大小作分析（帮助学生沿概念框架上升），并指导学生将材料制作成网页。然后组织全实验班的学生在网络课室通过局域网交流和讨论。教师依据学生的已有能力，连续提出问题，用这种支架式教学法使学生对概念的理解跃迁到一个新水平。
3.2.2情景式教学
使学习在与现实情景类似的情景中发生，学习内容应选择真实性任务；教学过程应与现实问题解决过程类似，教师在课堂上展示出与现实中专家解决问题类似的探索过程，提供问题解决的原型，并指导学生探索；不需要独立于教学过程的测验，而是采用融合式测验或进行与学习过程一致的情景化评估。
教学中，要求在与现实情况基本一致或相类似的情境下，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，并确定整个教学单元的内容和进程，让学生在现实世界的真实环境中去感受和体验该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系，通过自主学习和协助学习，来完成对所学知识的意义建构。
例如在学习《人体运动简图的绘制》这一单元时，教师鼓励学生围绕这一教学内容拟定若干题目，如跳远的运动简图，要求学生用多媒体形式直观、形象地把选定的题目表现出来。经过一段时间实际考察及在图书馆和上网查阅资料后，学生们制作了一些自己的软件。教师选取其中适合的软件，向全班播放，播后立即组织讨论，把对有关教学内容的理解逐步引向深入。此课例中，学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，但又离不开教师事先作的教学设计和协作过程中的引导，整个过程充分体现了教师指导作用与学生主体作用的结合。
3.2.3认知灵活性理论和随机通达教学
建构主义者认为，学习可分初级学习和高级学习两类。初级学习只要求学生通过练习和反馈而掌握一些重要的概念和事实；在测验中只要求他们将所学的东西按原样再生出来。高级学习则要求学生把握概念的复杂性，能根据具体情况改造和重组自己的知识经验。传统教学混淆了高级学习与初级学习之间的界限，将初级学习阶段的教学策略不合理地推及高级学习阶段，使教学过程过于简单化。这种偏向是妨碍知识在具体情境中广泛而灵活迁移的主要原因。基于对高级学习的理解，建构主义者提出了“随机通达教学”，这种教学要求学习者随意通过不同途径、不同方式进入同样教学内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解。每次进入都有不同的学习目的和问题侧重点，因此多次进入的结果，绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固，而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。这种教学避免抽象地谈概念的一般运用，而是把概念具体到一定的实例中，并与具体情境联系起来，形成背景性经验。
宾夕法尼亚州立大学在Internet网络环境下开发出具有动画和超文本控制功能的交互式运动生物力学教学系统，所用教学方法主要是随机进入法。该教学系统通过确定主题、创设情境、引导学生独立探索和设计、协作学习环境、设计学习效果评价、设计强化练习等步骤，帮助学生形成学习动机，用于学习运动生物力学的有关内容。通过学习，学生不仅能完成对所学知识的意义建构，还能进行实际验证。
3.2.4自上而下的教学设计及知识结构的网络概念
传统教学常采用自下而上的教学设计，按知识的层次结构，从低级到高级逐渐展开。建构主义者认为这种设计是使教学过于简单化的根源，因而提出了自上而下的教学设计：教师先提出整体性学习任务，让学生自己尝试着将整体任务分解为各个子任务，自己发现完成各级任务所需的相应知识技能，并通过自己的思考或小组探讨，在掌握这些知识技能的基础上，使问题得到解决，完成学习任务。另外认为在教和学习活动中，不必组成严格的直线型层级，因为知识是由围绕着关键概念的网络结构所组成。学习可从网络的任何部分进入或开始，既可从解决实际问题开始教学，也可从任意一个规则入手。
4建构主义对运动生物力学教学的启示
4.1应充分发挥学生学习的自主性
学生是信息加工的主体，他们将所获得的新知识与已有知识经验建立实质性联系，进而完成意义建构，可见充分发挥学生在学习中的主动性和能动性至关重要。为了充分发挥学生学习的自主性，课堂教学不能采用简单的灌输方法，把学生当作接受知识的容器，让学生被动地接受知识。教师应尽量引导学生进行探究发现学习，即主动发现问题，主动搜集、分析有关信息和资料；教师应对协作学习过程进行引导，如提出适当的问题引导学生思考和讨论；在讨论中把问题逐步引向深入，以加深学生对所学内容的理解；启发学生自己去发现规律；让学生自己去纠正错误或片面的认识。这样做不仅能促使学生形成良好的认知结构，而且对开发学生潜能，培养其创新能力和实践能力均有十分重要的作用。
4.2研究认知结构的变量以促进学生主动建构
运动生物力学学习活动是一个以学生已有的知识和经验为基础的主动建构过程。学习者能否主动建构形成良好的认知结构，取决于原有的认知结构里是否具有清晰(可辨别）的、可同化新的知识的观念(固定点、生长点)及这些观念的稳定情况。因为运动生物力学知识前后联系非常紧密，环环相扣。前一知识是后面知识的基础，后面知识又是前面知识的发展，所以教师在钻研教材、设计教法时不仅要从整体上把握教材知识结构，而且要从纵向考虑新旧知识是如何连接延伸的，从横向考虑新旧知识是如何沟通联系的，从而找准新旧知识的连接点、不同点和新知识的生长点。教学时要做到：①抓住新旧知识的连接点，推陈出新，激活旧知，缩短新旧知识的距离，为学习新知作好准备。②启发学生从原有认知结构中找出新知的生长点；利用旧知获取新知，为学生主动建构架桥铺路。③抓住新旧知识的不同点，引发认知冲突，为学习新知创设情境。激发学生的学习兴趣，引发和保持其学习动机；帮助学生建构当前所学知识的意义；逐步培养学生自主学习能力的习惯。④利用认知结构可辨别性，从相同点、相異点上进行比较和变式练习，以获得精确的、可辨别性强的知识。通过及时反馈，纠正错误的或模糊的观念，既能增强原有知识的清晰性，又能强化新知识的固定点。在教学时充分发挥新旧知识连接点、不同点，新知识生长点的作用，不仅有利于学生主动建构形成良好认知结构，同时也能为后继学习打下坚实基础。
4.3注重打好力学基础和注重理解
运动生物力学教学活动是以学生已有的知识经验为基础的主动建构过程，因为高级学习是以初级学习为前提的，所以打好力学基础对进一步的运动生物力学学习具有重要意义，同时还应强调对力学概念的理解，因为概念是学生意义建构的必要基础。对概念理解过去所强调的往往只是对概念“客观意义”的把握，而现今人们更注重从“主观”角度来分析。事实上，理解是同化的过程，是把概念纳入到学习者已有认知框架中使之获得明确意义的过程，只有当新知识被学习者纳入到已有认知框架中，成为理解了的和有意义的知识，才算真正获得了运动生物力学知识。教学活动中学习的真谛在于悟，而理解正是悟的第一步，只有真正理解了的知识，才能在新情境中实现迁移，达到触类旁通的境界。因此，教学时教师要引导学生对运动生物力学概念进行多方位、多角度的理解，使学生对概念的理解逐步深入。
4.4把握好对学生学习指导的度
教学活动中教的秘诀在于度，即教师把握好对学生学习指导的度，对提高学习效果起着重要的作用。依建构主义的观点，教师与学生在教学中的关系是动态性的，对学生在运动生物力学学习中的思维多样性和个体差异性，教师应进行适当指导，以提高学生领悟知识的能力。随着教学的发展，学生学习的逐步深入，教师应逐渐放手让学生自己进行独立的学习，减少指导，增加学生学习中的自主发现成分。
4.5应紧密联系学生的生活实际，注重实质淡化形式
运动生物力学教学应当结合现实中的具体情境，使学生形成背景性经验。要结合学生的实践经验和已有知识设计富有情趣的活动，让学生在活动中学习该课程，使其有更多机会从周围的事物中来学习、理解该课程，使其体会到运动生物力学就在身边，感受到运动生物力学的趣味和作用，对该课程产生亲切感。
由于运动生物力学的对象是明确定义的产物，它的建构活动具有明显的形式特性，它的概念是形式与实质高度统一的产物，所以既不能离开运动生物力学概念的实质而空谈其形式，也不能避开概念的形式来认识其实质。任何过分强调形式的做法都是不可取的，因为生物力学的认识作为一种建构的活动是一个意义赋予的过程，既包含着由具体上升到抽象，又包含着由抽象向具体的过渡，故不能过分强调形式，而应注重实质。教学时既要帮助学生为抽象运动生物力学概念建构适当的心理意义，又要善于引导学生从抽象的高度去把握具体对象。应将运动生物力学的实质与非实质的东西区分开来，不要强调在整理运动生物力学知识时某些人为的规定，过分强调这些形式不但会加重学生的负担，且会使学生无法从现实情境去理解运动生物力学实质，故要注重实质而淡化形式。如对肌肉“爆发力”的认识，只要学生认识到“爆发力是速度和力量的乘积”，并能应用这一知识解决实际问题，就表明学生已理解和掌握了爆发力的意义，没有必要硬性规定谁是乘数谁是被乘数这些形式化的语言。
5对建构主义教学模式的可行性和适用性思考
5.1运用建构主义教学应注意的问题
①在建构主义学习环境下可采用不同的教学方法，比较成熟的是支架法、情景法、随机进入法和自上而下的教学设计及知识结构的网络概念。但在实际教学中，应避免机械地采用某种单一的方法，可将两种以上方法结合在一起，以某种方法为主、其它为辅，灵活加以运用。②不管是用何种教学方法，均应充分考虑以学生为中心的三个要素：发挥学生的首创精神、知识外化和实现自我反馈。③教师要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上——最邻近发展区，通过提问引导讨论，切忌直接告诉学生应该做什么，即不能代替学生思维。
5.2建构主义的局限性及其解决对策
作为教学论的三大流派之一，建构主义教学论影响深远。但它过于片面强调知识结构的重要性，而忽视知识内容的教学（没有实际知识内容的传授，难以培养学生的适应能力、生活能力，忽视知识、技能的教学，学生智力的发展也必然落空）；且片面强调发现学习方法，忽视教师在教学中的主导作用。因此，建构主义模式下的教学方法要想发挥作用，应“因时因地”而制宜。展开来看，当今建构主义者因受形而上学哲学方法论的影响，他们中一部分人对某些观点的论述和宣传已走向极端，这是失之偏颇、值得提出来商榷和加以克服的。
5.2.1教师的主导作用不能忽视和削弱
建构主义者十分重视学生的主体作用，用各种手段促进学生主动建构知识意义，但他们中一些人，如ID学习研究中心，却因此而忽视教师的主导作用，这是一种明显偏差。因为以学生为中心，并不意味着教师责任的减轻和作用的降低，而是恰恰相反，这两方面都对教师提出了更高要求。如果以学生为中心的教学设计忽视了教师作用的发挥，忽视了师生交互的设计，这种教学必败无疑：学生的学习将会成为无目标的盲目探索，讨论交流将成为不着边际的漫谈，意义建构将会事倍功半，甚至可能钻进牛角尖。须知，在以学为中心的教学设计中教师只是由场上的“主演”改变为场外的“指导”(主演改由学生担任)，教师对学生的直接灌输减少了甚至取消了，但教师的启发、引导作用和事先的准备工作、组织工作都大大增加了，所以对教师的主导作用不应有丝毫忽视。
5.2.2意义建构不能取代对教学目标的分析
当今建构主义者在学习过程中强调对知识的意义建构，这无疑是正确的。但在他们的学习环境教学设计中，往往看不到“教学目标分析”这类字眼，“教学目标”被“意义建构”所取代，似乎在建构主义学习环境下完全没有必要作教学目标分析。这种看法是片面的，不应该把二者对立起来。“意义建构”是指对当前所学知识的意义进行建构，而“当前所学知识”这一概念是含糊的、笼统的，因为所学知识的重要性是不相同的：有的属于基本概念、基本原理；有的则属于一般的事实性知识或当前学习阶段只需了解而无需掌握的知识。可见，对当前所学内容不加区分一律要求对其完成“意义建构”是不适当的。正确做法应是：在进行教学目标分析的基础上选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的“主题”，再围绕该主题作意义建构。这样的“意义”建构才是真正有意义的，才是符合教学要求的。
5.2.3应依据学生和教材特点选择适宜教法
当今建构主义者中有些人极力倡导将现实情境原原本本地采用课堂的“情境性教学”之类的理想化教学模式。他们在倡导情境性教学时，力主具体和真实，部分人甚至由此而否定抽象和概括，认为进行抽象的训练是无用的。这些片面思想反映出其不能正确处理一般与特殊的关系，既不适合我国的教学实际，也与生物力学学科的特点相悖，因为课堂教学过程与人类认识客观世界的过程有所不同。人类认识从实践开始，而学生的学习则未必如此。他们可从实践、从学习直接经验开始，但往往更多的是学习间接经验，从现有的经验、理论、结论开始，同时补充以感性经验，让其生物力学学习与实际生活及原有经验紧密联系起来。可见，学生的学习不可能处处都从直接经验开始，因此应对学习间接经验的接受学习及抽象的训练作辩证分析不能全盘否定，而应依据学生具体情况和教材特点选择教法，力求做到直接经验与间接经验有机结合。
此外，建构主义者批评客观主义把初级学习规律推向高级学习，这是很有意义的。然而，以客观主义为指导的传统教学重视知识的确定性和普遍性，注重分析和抽象，这在学习的初级阶段是必要的，一概加以否定会引起教学上的混乱。建构主义学习理论更适合学习的高级阶段，如以高级阶段的学习规律来否定初级阶段学习，会犯同样的以偏概全、以特殊代替一般的错误。正确做法是，以辩证唯物主义为指导，正確处理学习中的具体与抽象、初级学习与高级学习、结构性与非结构性、特殊性与一般性之间的关系；既积极吸收建构主义的合理见解，又考虑国情而避免全盘接收、生搬硬套；应该取其精华去其糟粕，创立起具有中国特色的符合辩证唯物主义的现代教学理论；应进一步深化教学改革，推进素质教育，使下一代既具有高尚的道德品质，又具有创新精神和实践能力，使我国在21世纪国际竞争中能屹立于世界民族之林。
6 小结
6.1建构主义强调学习过程是学生对知识的主动建构过程，使已有认知结构与新知识之间的相互作用过程更加清楚，从而使学生在教学中的主体地位更加明确。这对我们进行运动生物力学教学改革是很有啟发的，对当前该课程教学中存在的种种弊端的批评是切中要害的。建构主义者强调学习过程中学习者的主动性、建构性，将学习区分为初级学习和高级学习，提出了自上而下的教学设计和知识结构的网络概念的思想及对学习环境中情境、协作、交流、意义建构四大要素的强调等，对深化运动生物力学教学改革都有深远的意义。
6.2建构主义对运动生物力学教学的有较大可行性和适用范围；运动生物力学的建构主义教学更适合于研究生阶段的学习。但建构主义学习理论具有相对主义、工具主义的真理观，也存在有一定的偏颇观点和局限性，解决对策是：建构主义应以辩证唯物主义为指导，全面衡量学习中具体与抽象、初级与高级、结构与非结构、确定与非确定、特殊与一般的关系，批判吸收其他各种学习理论，以创立完善的辩证的建构主义学习理论。
参考文献：
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［3］丁邦平. 建构主义与面向21世纪的科学教育改革［J］. 比较教育研究，2001，（7）.
［4］张建伟，陈琦. 简论建构性学习和教学［J］. 教育研究，1999，（5）.
［5］何克抗. 建构主义学习理论与建构主义学习环境［J］.教育传播与技术，1996，12（3）.
［6］张建伟,陈琦. 从认知主义到建构主义［J］. 北京师范大学学报（社会科学版），1996，（4）.
［7］毛新勇. 建构主义学习环境的设计［J］. 外国教育资料，1999，（1）.
关键词：建构主义 学习理论 运动生物力学 教学改革
澳大利亚科学教育学者马修斯(M．Matthews)指出：建构主义是当代科学与数学教育中一种主要影响。近年来,关于建构主义与科学教育改革的专著如雨后春笋，如美国冯·格拉塞斯菲尔德(von Glasersfeld)主编的《教育中的建构主义》，杜宾(K．Tobin)主编的《科学教育中的建构主义实践》。这些专著和其他发表于教育期刊上有关建构主义与科学教育的论文，极大地促进了建构主义作为科学教育理论（乃至一般的学习理论）的传播，使其成为面向21世纪科学教育改革的主流理论。
尤其值得关注的是，1996年美國出版的《国家科学教育标准》——美国有史以来第一个全国科学教育的纲领性文件——是以建构主义理论为其指导思想的。此外，以建构主义理论为指导的课程与教学改革、科学教学评价改革以及相应的教师教育改革在许多国家也正在展开。如在德国，基尔大学科学教育研究所杜特(R．Duit)博士倡导用建构主义理论改革科学教育；在新西兰，90年代中小学科学课程即是以建构主义理论为指导编写的；在英国，利兹大学的科学教育研究中心多年来一直在开展把建构主义理论用于教学改革的实践。
90年代末以来，建构主义理论开始引起我国教育理论界的普遍关注，并迅速广泛地渗透到多个学科的教育改革实践和理论研究。然而，至今尚未见到在运动生物力学中引入建构主义进行教学改革的报道。本文旨在将建构主义引入运动生物力学教学，探寻运动生物力学的建构主义教学方法，并探讨在运动生物力学教学中实施建构主义理论的意义及可行性和适用范围。
1从认知主义学习理论到建构主义学习理论的发展脉络
学习理论中的两大派别，联结派和认知派蕴涵了学习理论研究的两大范式：行为主义和认知主义。行为主义的基本主张是：客观主义，认为分析人类行为的关键是对外部事件的考察；环境主义，认为环境是决定人类行为的最重要因素；强化，强调人们行动的结构对后继行为的影响。行为主义的客观主义观反映在教学上，认为学习就是通过强化建立刺激与反应之间的联结；教育者的目标在于传递客观世界的知识，学习者的目标是在这种传递中达到教育者所确定的目标，得到与教育者完全相同的理解。行为主义者根本无视这种传递过程中学生的理解及心理过程。基于本身的局限，20世纪50年代以来行为主义逐渐被认知主义取代。认知主义与行为主义的根本区别在于它强调学习者内部的认知过程，认为教学的目标在于使学生获得事物及其特性，使外界客观事物内化为其内部的知识结构。但认知主义者还是采取客观主义的传统，认为世界应由客观实体、其特征以及客观事物之间的关系所构成,把学习者看成是知识的被动接受者，忽视了学习者原有知识与新知识之间双向的交互作用，忽视了学习者的主动性和能动性。
建构主义正是针对认知主义的不足而发展起来的。因此，它是学习理论中行为主义发展到认知主义后的进一步发展，即向与客观主义更为对立的另一方向发展。当今建构主义者主张，世界是客观存在的，但对世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。他们更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。强调学习的主动性、社会性和情景性，对学习和教学提出了许多新见解。尤其随着计算机多媒体技术和Internet网络教育应用的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示其强大的生命力。目前，它已经成为革新传统教学的理论基础。
2建构主义学习理论的基本观点
2.1建构主义学习理论的知识观
建构主义者在一定程度上对知识的客观性和确定性提出了质疑。他们认为，知识并不是对现实的准确表征，只是一种解释、一种假设，并不是问题的最终答案，在具体问题中，需要针对具体的情景进行再创造。而且知识不可能以实体的形式存在于具体的个体之外，只能由个体学习者基于自己的经验背景而建构起来。因此，学生的学习不仅是对新知识的理解，而且是对新知识的分析、检验和批判；知识在各种情况下的应用也不是简单的套用，具体情景总有自己的特异性。所以学习知识不能满足于教条式的掌握，而需要不断深化，把握它在具体情景中的复杂变化，使学习走向“思维中的具体”。
2.2建构主义学习理论的学习观
建构主义者认为：学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，它不仅包括结构性的知识，而且包括大量的非结构性的经验背景。学习过程同时包含两方面的建构：一方面学习者对当前信息的理解需要以原有的知识经验为基础，超越外部信息本身；另一方面对原有知识经验的运用又不只是简单地提取和套用，个体同时需要依据新经验对原有经验本身做出某种调整和改造，即同化和顺应两方面的统一。学习者以自己的方式建构对事物的理解，因此不同的人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的标准和理解，但通过合作可使理解更加丰富、全面。
2.3建构主义学习论的学生观
建构主义者强调，学习者并不是空着脑袋走进教室的，学生在学习之前就有丰富的经验或者从他们的经验背景出发而推出的合乎逻辑的假设。教学不能无视学生的这些经验，而是要把儿童现有的知识经验作为新知识的生长点，引导儿童从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验，教学不是知识的传递，而是知识的处理和转换。
简言之，建构主义认为学习是在一定的情景即社会文化背景下，借助他人的帮助，即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程。“情景”、“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习。学生是意义的主动建构者；又不忽视教师指导作用，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。
3建构主义教学模式的特点和教学方法
3.1两种教学模式的比较
传统的教学模式是：以教师为中心，教师利用讲解、板书和各种媒体作为教学法的手段和方法向学生传授知识，学生则被动地接受教师传授的知识。而建构主义教学模式则是：以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、帮助者和促进者的作用，利用情境协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
在两种模式中，教师、学生、教材、媒体四个要素有着完全不同的作用。运动生物力学是一门理论性、实验性、实践性，操作性都很强的学科，其教学应该注重认知能力的培养，提倡学生的主动性。教师在教学过程中如何运用新的教学方法，构建新的教学模式，对学生进行科学思维、操作、观察、科学语言等素质的培养，是目前面临的一个重要课题。
3.2建构主义教学模式下运动生物力学的教学方法
3.2.1支架式教学
教师引导着教学进程，使学生掌握建构和内化所学的知识技能，从而使其进行更高水平的认知活动。即教师先为学生的学习搭建支架(教师对教学过程的管理、调控)，通过支架（教师帮助）把管理调控学习的任务逐渐由教师转移给学生自己，然后逐步撤去支架，让学生独立探索学习。它包含预热、探索和独立探索三个环节。
学生独立解决问题时的实际水平与教师指导下解决问题时的潜在发展水平之间的差距称为“最邻近发展区”。围绕当前学习主题，按最邻近发展区的要求建立概念框架，将学生引入一定的问题情境，让学生独立探索，进行小组协商，完成对所学知识的意义构建，并通过效果评价。
如在学习《分析法求人体重心》这一单元时，把实验班学生分为8个小组，每个小组负责开发一种运动项目人体重心变化的多媒体演示。让每一位学生自己选择：愿意开发哪一类动作项目；是愿意收集有关的人体重心资料，还是愿意为资料写出相应的文字说明；或是直接用多媒体工具去制作软件。然后把学生编入不同的学习小组。这样每一类人体重心的变化就成为学生的研究对象，学生都围绕自己的任务努力去搜索材料。如去运动场实地观察各种运动项目重心的变化，并拍摄录像；到图书馆和上网查询有关资料，以获取人体重心变化图片和撰写说明（将学生引入一定的问题情境，使其处于概念框架的某个节点）。教师则对如何去图书馆和上网搜集素材给学生以必要的帮助，指导学生对搜集的素材的重要性大小作分析（帮助学生沿概念框架上升），并指导学生将材料制作成网页。然后组织全实验班的学生在网络课室通过局域网交流和讨论。教师依据学生的已有能力，连续提出问题，用这种支架式教学法使学生对概念的理解跃迁到一个新水平。
3.2.2情景式教学
使学习在与现实情景类似的情景中发生，学习内容应选择真实性任务；教学过程应与现实问题解决过程类似，教师在课堂上展示出与现实中专家解决问题类似的探索过程，提供问题解决的原型，并指导学生探索；不需要独立于教学过程的测验，而是采用融合式测验或进行与学习过程一致的情景化评估。
教学中，要求在与现实情况基本一致或相类似的情境下，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，并确定整个教学单元的内容和进程，让学生在现实世界的真实环境中去感受和体验该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系，通过自主学习和协助学习，来完成对所学知识的意义建构。
例如在学习《人体运动简图的绘制》这一单元时，教师鼓励学生围绕这一教学内容拟定若干题目，如跳远的运动简图，要求学生用多媒体形式直观、形象地把选定的题目表现出来。经过一段时间实际考察及在图书馆和上网查阅资料后，学生们制作了一些自己的软件。教师选取其中适合的软件，向全班播放，播后立即组织讨论，把对有关教学内容的理解逐步引向深入。此课例中，学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，但又离不开教师事先作的教学设计和协作过程中的引导，整个过程充分体现了教师指导作用与学生主体作用的结合。
3.2.3认知灵活性理论和随机通达教学
建构主义者认为，学习可分初级学习和高级学习两类。初级学习只要求学生通过练习和反馈而掌握一些重要的概念和事实；在测验中只要求他们将所学的东西按原样再生出来。高级学习则要求学生把握概念的复杂性，能根据具体情况改造和重组自己的知识经验。传统教学混淆了高级学习与初级学习之间的界限，将初级学习阶段的教学策略不合理地推及高级学习阶段，使教学过程过于简单化。这种偏向是妨碍知识在具体情境中广泛而灵活迁移的主要原因。基于对高级学习的理解，建构主义者提出了“随机通达教学”，这种教学要求学习者随意通过不同途径、不同方式进入同样教学内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解。每次进入都有不同的学习目的和问题侧重点，因此多次进入的结果，绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固，而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。这种教学避免抽象地谈概念的一般运用，而是把概念具体到一定的实例中，并与具体情境联系起来，形成背景性经验。
宾夕法尼亚州立大学在Internet网络环境下开发出具有动画和超文本控制功能的交互式运动生物力学教学系统，所用教学方法主要是随机进入法。该教学系统通过确定主题、创设情境、引导学生独立探索和设计、协作学习环境、设计学习效果评价、设计强化练习等步骤，帮助学生形成学习动机，用于学习运动生物力学的有关内容。通过学习，学生不仅能完成对所学知识的意义建构，还能进行实际验证。
3.2.4自上而下的教学设计及知识结构的网络概念
传统教学常采用自下而上的教学设计，按知识的层次结构，从低级到高级逐渐展开。建构主义者认为这种设计是使教学过于简单化的根源，因而提出了自上而下的教学设计：教师先提出整体性学习任务，让学生自己尝试着将整体任务分解为各个子任务，自己发现完成各级任务所需的相应知识技能，并通过自己的思考或小组探讨，在掌握这些知识技能的基础上，使问题得到解决，完成学习任务。另外认为在教和学习活动中，不必组成严格的直线型层级，因为知识是由围绕着关键概念的网络结构所组成。学习可从网络的任何部分进入或开始，既可从解决实际问题开始教学，也可从任意一个规则入手。
4建构主义对运动生物力学教学的启示
4.1应充分发挥学生学习的自主性
学生是信息加工的主体，他们将所获得的新知识与已有知识经验建立实质性联系，进而完成意义建构，可见充分发挥学生在学习中的主动性和能动性至关重要。为了充分发挥学生学习的自主性，课堂教学不能采用简单的灌输方法，把学生当作接受知识的容器，让学生被动地接受知识。教师应尽量引导学生进行探究发现学习，即主动发现问题，主动搜集、分析有关信息和资料；教师应对协作学习过程进行引导，如提出适当的问题引导学生思考和讨论；在讨论中把问题逐步引向深入，以加深学生对所学内容的理解；启发学生自己去发现规律；让学生自己去纠正错误或片面的认识。这样做不仅能促使学生形成良好的认知结构，而且对开发学生潜能，培养其创新能力和实践能力均有十分重要的作用。
4.2研究认知结构的变量以促进学生主动建构
运动生物力学学习活动是一个以学生已有的知识和经验为基础的主动建构过程。学习者能否主动建构形成良好的认知结构，取决于原有的认知结构里是否具有清晰(可辨别）的、可同化新的知识的观念(固定点、生长点)及这些观念的稳定情况。因为运动生物力学知识前后联系非常紧密，环环相扣。前一知识是后面知识的基础，后面知识又是前面知识的发展，所以教师在钻研教材、设计教法时不仅要从整体上把握教材知识结构，而且要从纵向考虑新旧知识是如何连接延伸的，从横向考虑新旧知识是如何沟通联系的，从而找准新旧知识的连接点、不同点和新知识的生长点。教学时要做到：①抓住新旧知识的连接点，推陈出新，激活旧知，缩短新旧知识的距离，为学习新知作好准备。②启发学生从原有认知结构中找出新知的生长点；利用旧知获取新知，为学生主动建构架桥铺路。③抓住新旧知识的不同点，引发认知冲突，为学习新知创设情境。激发学生的学习兴趣，引发和保持其学习动机；帮助学生建构当前所学知识的意义；逐步培养学生自主学习能力的习惯。④利用认知结构可辨别性，从相同点、相異点上进行比较和变式练习，以获得精确的、可辨别性强的知识。通过及时反馈，纠正错误的或模糊的观念，既能增强原有知识的清晰性，又能强化新知识的固定点。在教学时充分发挥新旧知识连接点、不同点，新知识生长点的作用，不仅有利于学生主动建构形成良好认知结构，同时也能为后继学习打下坚实基础。
4.3注重打好力学基础和注重理解
运动生物力学教学活动是以学生已有的知识经验为基础的主动建构过程，因为高级学习是以初级学习为前提的，所以打好力学基础对进一步的运动生物力学学习具有重要意义，同时还应强调对力学概念的理解，因为概念是学生意义建构的必要基础。对概念理解过去所强调的往往只是对概念“客观意义”的把握，而现今人们更注重从“主观”角度来分析。事实上，理解是同化的过程，是把概念纳入到学习者已有认知框架中使之获得明确意义的过程，只有当新知识被学习者纳入到已有认知框架中，成为理解了的和有意义的知识，才算真正获得了运动生物力学知识。教学活动中学习的真谛在于悟，而理解正是悟的第一步，只有真正理解了的知识，才能在新情境中实现迁移，达到触类旁通的境界。因此，教学时教师要引导学生对运动生物力学概念进行多方位、多角度的理解，使学生对概念的理解逐步深入。
4.4把握好对学生学习指导的度
教学活动中教的秘诀在于度，即教师把握好对学生学习指导的度，对提高学习效果起着重要的作用。依建构主义的观点，教师与学生在教学中的关系是动态性的，对学生在运动生物力学学习中的思维多样性和个体差异性，教师应进行适当指导，以提高学生领悟知识的能力。随着教学的发展，学生学习的逐步深入，教师应逐渐放手让学生自己进行独立的学习，减少指导，增加学生学习中的自主发现成分。
4.5应紧密联系学生的生活实际，注重实质淡化形式
运动生物力学教学应当结合现实中的具体情境，使学生形成背景性经验。要结合学生的实践经验和已有知识设计富有情趣的活动，让学生在活动中学习该课程，使其有更多机会从周围的事物中来学习、理解该课程，使其体会到运动生物力学就在身边，感受到运动生物力学的趣味和作用，对该课程产生亲切感。
由于运动生物力学的对象是明确定义的产物，它的建构活动具有明显的形式特性，它的概念是形式与实质高度统一的产物，所以既不能离开运动生物力学概念的实质而空谈其形式，也不能避开概念的形式来认识其实质。任何过分强调形式的做法都是不可取的，因为生物力学的认识作为一种建构的活动是一个意义赋予的过程，既包含着由具体上升到抽象，又包含着由抽象向具体的过渡，故不能过分强调形式，而应注重实质。教学时既要帮助学生为抽象运动生物力学概念建构适当的心理意义，又要善于引导学生从抽象的高度去把握具体对象。应将运动生物力学的实质与非实质的东西区分开来，不要强调在整理运动生物力学知识时某些人为的规定，过分强调这些形式不但会加重学生的负担，且会使学生无法从现实情境去理解运动生物力学实质，故要注重实质而淡化形式。如对肌肉“爆发力”的认识，只要学生认识到“爆发力是速度和力量的乘积”，并能应用这一知识解决实际问题，就表明学生已理解和掌握了爆发力的意义，没有必要硬性规定谁是乘数谁是被乘数这些形式化的语言。
5对建构主义教学模式的可行性和适用性思考
5.1运用建构主义教学应注意的问题
①在建构主义学习环境下可采用不同的教学方法，比较成熟的是支架法、情景法、随机进入法和自上而下的教学设计及知识结构的网络概念。但在实际教学中，应避免机械地采用某种单一的方法，可将两种以上方法结合在一起，以某种方法为主、其它为辅，灵活加以运用。②不管是用何种教学方法，均应充分考虑以学生为中心的三个要素：发挥学生的首创精神、知识外化和实现自我反馈。③教师要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上——最邻近发展区，通过提问引导讨论，切忌直接告诉学生应该做什么，即不能代替学生思维。
5.2建构主义的局限性及其解决对策
作为教学论的三大流派之一，建构主义教学论影响深远。但它过于片面强调知识结构的重要性，而忽视知识内容的教学（没有实际知识内容的传授，难以培养学生的适应能力、生活能力，忽视知识、技能的教学，学生智力的发展也必然落空）；且片面强调发现学习方法，忽视教师在教学中的主导作用。因此，建构主义模式下的教学方法要想发挥作用，应“因时因地”而制宜。展开来看，当今建构主义者因受形而上学哲学方法论的影响，他们中一部分人对某些观点的论述和宣传已走向极端，这是失之偏颇、值得提出来商榷和加以克服的。
5.2.1教师的主导作用不能忽视和削弱
建构主义者十分重视学生的主体作用，用各种手段促进学生主动建构知识意义，但他们中一些人，如ID学习研究中心，却因此而忽视教师的主导作用，这是一种明显偏差。因为以学生为中心，并不意味着教师责任的减轻和作用的降低，而是恰恰相反，这两方面都对教师提出了更高要求。如果以学生为中心的教学设计忽视了教师作用的发挥，忽视了师生交互的设计，这种教学必败无疑：学生的学习将会成为无目标的盲目探索，讨论交流将成为不着边际的漫谈，意义建构将会事倍功半，甚至可能钻进牛角尖。须知，在以学为中心的教学设计中教师只是由场上的“主演”改变为场外的“指导”(主演改由学生担任)，教师对学生的直接灌输减少了甚至取消了，但教师的启发、引导作用和事先的准备工作、组织工作都大大增加了，所以对教师的主导作用不应有丝毫忽视。
5.2.2意义建构不能取代对教学目标的分析
当今建构主义者在学习过程中强调对知识的意义建构，这无疑是正确的。但在他们的学习环境教学设计中，往往看不到“教学目标分析”这类字眼，“教学目标”被“意义建构”所取代，似乎在建构主义学习环境下完全没有必要作教学目标分析。这种看法是片面的，不应该把二者对立起来。“意义建构”是指对当前所学知识的意义进行建构，而“当前所学知识”这一概念是含糊的、笼统的，因为所学知识的重要性是不相同的：有的属于基本概念、基本原理；有的则属于一般的事实性知识或当前学习阶段只需了解而无需掌握的知识。可见，对当前所学内容不加区分一律要求对其完成“意义建构”是不适当的。正确做法应是：在进行教学目标分析的基础上选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的“主题”，再围绕该主题作意义建构。这样的“意义”建构才是真正有意义的，才是符合教学要求的。
5.2.3应依据学生和教材特点选择适宜教法
当今建构主义者中有些人极力倡导将现实情境原原本本地采用课堂的“情境性教学”之类的理想化教学模式。他们在倡导情境性教学时，力主具体和真实，部分人甚至由此而否定抽象和概括，认为进行抽象的训练是无用的。这些片面思想反映出其不能正确处理一般与特殊的关系，既不适合我国的教学实际，也与生物力学学科的特点相悖，因为课堂教学过程与人类认识客观世界的过程有所不同。人类认识从实践开始，而学生的学习则未必如此。他们可从实践、从学习直接经验开始，但往往更多的是学习间接经验，从现有的经验、理论、结论开始，同时补充以感性经验，让其生物力学学习与实际生活及原有经验紧密联系起来。可见，学生的学习不可能处处都从直接经验开始，因此应对学习间接经验的接受学习及抽象的训练作辩证分析不能全盘否定，而应依据学生具体情况和教材特点选择教法，力求做到直接经验与间接经验有机结合。
此外，建构主义者批评客观主义把初级学习规律推向高级学习，这是很有意义的。然而，以客观主义为指导的传统教学重视知识的确定性和普遍性，注重分析和抽象，这在学习的初级阶段是必要的，一概加以否定会引起教学上的混乱。建构主义学习理论更适合学习的高级阶段，如以高级阶段的学习规律来否定初级阶段学习，会犯同样的以偏概全、以特殊代替一般的错误。正确做法是，以辩证唯物主义为指导，正確处理学习中的具体与抽象、初级学习与高级学习、结构性与非结构性、特殊性与一般性之间的关系；既积极吸收建构主义的合理见解，又考虑国情而避免全盘接收、生搬硬套；应该取其精华去其糟粕，创立起具有中国特色的符合辩证唯物主义的现代教学理论；应进一步深化教学改革，推进素质教育，使下一代既具有高尚的道德品质，又具有创新精神和实践能力，使我国在21世纪国际竞争中能屹立于世界民族之林。
6 小结
6.1建构主义强调学习过程是学生对知识的主动建构过程，使已有认知结构与新知识之间的相互作用过程更加清楚，从而使学生在教学中的主体地位更加明确。这对我们进行运动生物力学教学改革是很有啟发的，对当前该课程教学中存在的种种弊端的批评是切中要害的。建构主义者强调学习过程中学习者的主动性、建构性，将学习区分为初级学习和高级学习，提出了自上而下的教学设计和知识结构的网络概念的思想及对学习环境中情境、协作、交流、意义建构四大要素的强调等，对深化运动生物力学教学改革都有深远的意义。
6.2建构主义对运动生物力学教学的有较大可行性和适用范围；运动生物力学的建构主义教学更适合于研究生阶段的学习。但建构主义学习理论具有相对主义、工具主义的真理观，也存在有一定的偏颇观点和局限性，解决对策是：建构主义应以辩证唯物主义为指导，全面衡量学习中具体与抽象、初级与高级、结构与非结构、确定与非确定、特殊与一般的关系，批判吸收其他各种学习理论，以创立完善的辩证的建构主义学习理论。
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