化學學習論第四講 建構(gòu)主義心理學與化學學習

時間：20世紀80年代末期創(chuàng)始人：讓.皮亞杰(J.Piaget)、杜威(JohnDewey)主要人物：皮亞杰(J.Piaget)、科恩伯格(O.Kernberg)、斯滕伯格(R.J.sternberg)、卡茨(D.Katz)、維果斯基(Vogotsgy)、喬納森（Jonassen）

建構(gòu)主義學習理論與化學學習建構(gòu)主義學習理論

建構(gòu)主義學習理論認為學習是在一定的情境和社會文化背景下，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。建構(gòu)主義學習理論認為情境、協(xié)作、會話、意義建構(gòu)是學習環(huán)境中的四要素。建構(gòu)主義學習環(huán)境四大要素：情境：與學習主題的基本內(nèi)容相關和現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情景和環(huán)境，它提供給學生為理解主題所需要的經(jīng)驗；協(xié)作：發(fā)生在學習過程始終的師生之間、生生之間、學生與與媒體之間的友好、平等的支援和幫助；會話：在個人自主學習的基礎上，小組成員之間的討論與商榷；意義建構(gòu)：是學習過程的終極目標，所要建構(gòu)的意義是指知識或?qū)W習主題的意義，即事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。

理解依賴于個人經(jīng)驗，即由于人們對于世界的經(jīng)驗各不相同，人們對于世界的看法也必然會各不相同。知識是個體與外部環(huán)境交互作用的結(jié)果，人們對事物的理解與個體的先前經(jīng)驗有關，因而對知識正誤的判斷只能是相對的；知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在與情境的交互作用過程中自行建構(gòu)的，因而學生應該處于中心地位，教師是學習的幫助者。因而建構(gòu)主義的學習理論強調(diào)“知識建構(gòu)”。（1）學習的條件建構(gòu)主義認為，學習者內(nèi)部的知識經(jīng)驗、真實情境等因素是影響學習的重要條件。（2）學習的過程建構(gòu)主義認為，學習是學習者主動建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過程。（3）學習的結(jié)果建構(gòu)主義認為，學習的結(jié)果是學習者形成自己獨特的認知結(jié)構(gòu)。項目代表人物主要觀點關鍵詞哲學背景Kant主體不能直接通向外部，要通過內(nèi)部構(gòu)建和組織經(jīng)驗去發(fā)展知識經(jīng)驗Vico人們只能清晰地理解自己建構(gòu)的一切塑造Dewey經(jīng)驗的中心是主體在有目的選擇對象基礎的主觀改造。行動、探索心理學基礎認知發(fā)展論Piaget學習是（兒童）自身進行探索、建構(gòu)和發(fā)現(xiàn)的過程。同化、順應社會文化觀和最近發(fā)展區(qū)Vygotshian人特有的心理結(jié)構(gòu)必須在人的外部活動中形成，并內(nèi)化成人的內(nèi)部心理過程的結(jié)構(gòu)；從現(xiàn)有發(fā)展水平到最近發(fā)展區(qū)最近發(fā)展區(qū)認知結(jié)構(gòu)論Brunner學習是學生內(nèi)部因素相互作用和驅(qū)動的知識建構(gòu)過程意義的建構(gòu)建構(gòu)主義的分類社會性建構(gòu)主義激進建構(gòu)主義社會文化認知社會性建構(gòu)論信息加工的建構(gòu)主義控制論的觀點建構(gòu)主義理論的主要流派建構(gòu)主義的知識觀知識觀：建構(gòu)主義者（特別是其中的激進者）一般強調(diào)，知識并不是對現(xiàn)實的準確表征，它只是一種解釋、一種假設，它并不是問題的最終答案，相反，它會隨著人類的進步而不斷地被革命掉，并隨之出現(xiàn)新的假設；而且，知識并不能精確地概括世界的法則。另外，建構(gòu)主義認為，知識不可能以實體的形式存在于具體個體之外。建構(gòu)主義的學生觀首先，建構(gòu)主義強調(diào)學生經(jīng)驗世界的豐富性，強調(diào)兒童的巨大潛能。其次，建構(gòu)主義者強調(diào)學生經(jīng)驗世界的差異性。教學要把兒童現(xiàn)有的知識經(jīng)驗作為新知識的生長點，引導兒童從原有的知識經(jīng)驗中“生長”出新的知識經(jīng)驗。教學不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉(zhuǎn)換。學習者的差異本身構(gòu)成了一種寶貴的學習資源。

建構(gòu)主義學習理論之皮亞杰

皮亞杰(JeanPiaget，1896～1980)，最著名的發(fā)展心理學家之一，生于瑞士納沙特爾。發(fā)生認識論的提出者，日內(nèi)瓦學派的創(chuàng)始人，“對人類影響最大的三位心理學家”之一。皮亞杰和同事英海爾德(B?Inhelder)、辛克萊、倫堡希等人組成了以他為代表的“日內(nèi)瓦學派”。該學派的研究方法為臨床法，即從整體出發(fā)，研究兒童。被譽為心理學界的“莎士比亞”學術(shù)背景：生物學皮亞杰早年學習生物學，1915年和1918年分別在瑞士納沙特爾大學或生物學學士和博士學位。其畢生的工作就是試圖用生物學觀點來解釋認識論問題。學術(shù)興趣：（1）生物學——心理學——認識論（2）生物學、認識論、物理學、數(shù)學、心理學、控制論等學科的交叉。一、皮亞杰基本觀點

1、知識觀皮亞杰認為,知識既不起源于主體,也不起源于客體,知識起源于主客體之間的相互作用,這種作用發(fā)生在主體和客體之間,因而同時既包含主體又包含客體。皮亞杰強調(diào)客體作為認識對象的客觀實在性,他指出:“可以肯定,在被發(fā)現(xiàn)之前,客體就存在,客觀的結(jié)構(gòu)本身也存在著?！痹俅?客體是被主體建構(gòu)的。所謂客體是被主體建構(gòu)的就是主體把“運演結(jié)構(gòu)運用到客體身上,并把運演結(jié)構(gòu)作為使我們能達到客體的那種同化過程的架構(gòu)”。也就是說,客體只有經(jīng)過主體認知結(jié)構(gòu)的加工改造后,才能被主體所認識和利用,而客體在什么程度上被認識和利用,完全取決于主體有什么樣的認知圖式。最后,客體是認識的極限。2、認識論

皮亞杰是從兒童思維的發(fā)展開始提出了認識論，在兒童思維的發(fā)展過程中，它所提出的發(fā)生認識論的兩個重要的思想是“相互作用論”和“建構(gòu)論”。3、關于化學學習（1）化學知識：化學知識是化學家和客體相互作用的結(jié)晶。化學知識在一定程度上受到了化學家的塑造。

貝采里烏斯認為有機物只能來自有機體，人工不能合成，維勒來自1833年宴會的研究杜馬羅朗李比希貝采里烏斯維勒（電化二元論）愛因斯坦——上帝不會擲骰子查德威克發(fā)現(xiàn)中子馬赫、奧斯特瓦爾德貝采里烏斯：1827年48歲時“拘泥于一種見解，常使人完全堅持其正確，它掩蓋了缺陷，并使我們不能接受與它相反的證據(jù)”（C.肖萊馬著，潘吉星譯.《有機化學的產(chǎn)生和發(fā)展》，P35,1978）（2）化學學習：化學學習不是教師將化學知識傳遞給學生的,而是教師幫助學生建構(gòu)自己化學知識的過程,學習者不是被動的信息吸收者,相反,他要主動地建構(gòu)信息的意義,這種建構(gòu)不可能由其他人代替。化學學習并不簡單是化學知識的積累,它同時包含由于新、舊經(jīng)驗的沖突而引發(fā)的觀念轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)重組,化學學習過程并不簡單的知識的輸人、存儲和提取,而是新舊經(jīng)驗之間的雙向的相互作用過程。二、認知發(fā)展理論1、認知發(fā)展的基本過程

①圖式（schema）：圖式是指“動作的結(jié)構(gòu)或組織，這些動作在同樣或類似的環(huán)境中由于重復引起遷移或概括。”其分為初始圖式、初級圖式、高級圖式等。圖式是指一個有組織、可重復的行為模式或心理結(jié)構(gòu)，是一種認知結(jié)構(gòu)的單元。一個人的全部圖式對組成一個人的認知結(jié)構(gòu)。

在皮亞杰看來，圖式是主體內(nèi)部的一種動態(tài)的、可變的認知結(jié)構(gòu)。他反對行為主義S→R公式，提出S→（AT）→R的公式，即一定的刺激（S）被個體同化（A）于認知結(jié)構(gòu)（T）之中，才能作出反應（R）。個體所以能對各種刺激作出這樣那樣的反應，是由于個體具有能夠同化這些刺激的某種圖式。這種圖式在認識過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用，即能過濾、篩選、整理外界刺激，使之成為有條理的整體性認識，從而建立新的圖式。圖式主要特點：1、圖式一旦形成，具有相當?shù)姆€(wěn)定性。2、圖式?jīng)Q定著人做信息選擇時相應的內(nèi)容和傾向偏好。3、可引起新信息的加工。在原來圖示的基礎上，新的內(nèi)容會被添加更新，形成新的認識。4、可以預測事件的發(fā)展。②同化(assimilation)：在認知發(fā)展理論中，同化是指個體對刺激輸入的過濾或改變的過程。也就是說，個體在感受到刺激時，把它們納入頭腦中原有的圖式之內(nèi)，使其成為自身的一部分，就像消化系統(tǒng)將營養(yǎng)物吸收一樣。

【案例討論】

在二氧化碳的教材中，開頭即是“二氧化碳的物理性質(zhì)”。運用同化說，則可以從學生已學過的“氫氣的物理性質(zhì)”，“氧氣的物理性質(zhì)”中的有關顏色、氣味、狀態(tài)等常規(guī)的、直觀的一些知識以及與空氣相比較得出的密度大小，再與其分子式量相比較得出的密度大小的規(guī)律是一致的。在其知識結(jié)構(gòu)中提取有關內(nèi)容，以此來固定學生對二氧化碳是無色無味的氣體、比空氣重的這一知識。③順應(accommodation)：順應是指有機體調(diào)節(jié)自己內(nèi)部結(jié)構(gòu)以適應特定刺激情境的過程。順化是與同化伴隨而行的。當個體遇到不能用原有圖式來同化新的刺激時，便要對原有圖式加以修改或重建，以適應環(huán)境，這就是順化的過程。

【案例討論】

學生高一學習完無機化學在高二學習有機化學，剛開始學習有機化學對于學生來說是完全新的知識，學生必須調(diào)整自己的認知來接受有機化學。這個例子就是順應。④平衡(equilibration)

平衡是指個體通過自我調(diào)節(jié)機制使認知發(fā)展從一個平衡狀態(tài)向另一種較高平衡狀態(tài)過渡的過程。平衡過程是皮亞杰認知發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的核心之一。認知個體就是通過同化與順應這兩種形式來達到與周圍環(huán)境的平衡：當兒童能用現(xiàn)有圖式去同化新刺激時，他是處于一種平衡的認知狀態(tài)；而當現(xiàn)有圖式不能同化新刺激時，平衡即被破壞，而修改或創(chuàng)造新圖式（即順應）的過程就是尋找新的平衡的過程。2、化學學習的過程化學學習過程完全遵循皮亞杰的認知規(guī)律。學生在學有機物時，當學生學完烴時，產(chǎn)生了新的圖式，而當開始學習烴的衍生物時學生試圖將新知識納入原有的圖式中即同化，如果成功了,便豐富了原有的圖式；若同化過程沒有成功學生便試圖改變原有的圖式，建立新的圖式，以便能夠收納新事物或新過程即順應。從烴到烴的衍生物學習既有同化又有順應。概念轉(zhuǎn)變20世紀70年代以來，國內(nèi)外學者在研究學生概念學習時使用了各種不同的術(shù)語，其中比較重要的術(shù)語主要有“前科學概念（pre—scientificconception）”、“前概念(preconception)”、“日常概念(commonconception)”、“迷思概念（錯誤概念）(misconception)（如MeDermoti,1984）”、“兒童的科學(childrenˊsscience)”、“教學前概念（preinsrructional）”、“模糊概念（fuzzyconception）”、“相異概念(alternativeconception)(如Viennot,1979)”、“幼稚概念(na?vechange)(如Resnick,1983)”、“直覺概念(intuitiveconception)(如Burbules&Linn,1988)”、“概念框架(conceptualframework)”“科學概念（scientificconception）”等，這些術(shù)語既相互聯(lián)系，又有區(qū)別。前概念具有以下特點：（1）廣泛性，（2）頑固性（3）負遷移性（4）層次復雜性（5）反復性。錯誤概念的核心特點有（1）是學生頭腦中強烈具有的一種穩(wěn)定的認知結(jié)構(gòu)；（2）不同于專家的概念；（3）會對學生如何理解自然現(xiàn)象并作出科學的解釋產(chǎn)生重要影響；（4）必須被克服、避免或消除，以使學生接受科學的理解。錯誤概念往往不單單是由于理解偏差或遺忘而造成的錯誤，它常常與日常直覺經(jīng)驗相聯(lián)系，植根于一個與科學理論不相容的概念體系。常見前概念舉隅物質(zhì)的燃燒一定要在空氣中才能進行；催化劑一定是能加快反應速率；

“糖類”一定是甜的；

“平衡”既是靜止；氧化還原反應是有氧參加的反應粒子都是實心球體金屬硬度都比較高

pH小于7的是酸溶液，大于7的是堿溶液

鹽溶液是中性的

中學生化學前概念的形成途徑（1）先入為主的日常生活經(jīng)驗。學生在日常生活中，已從大量的化學現(xiàn)象中獲得了不少化學方面的感性知識，積累了許多生活經(jīng)驗，但這些憑直觀感覺學習到的東西不一定都是正確的。如燃燒（2）舊有概念的局限。

根據(jù)心理學原理我們知道，認識過程同個體的生理和心理發(fā)展過程是有很強的相關性的，個體在認識事物的過程中也是有階段性，學生學習化學概念也是一個漸進的、遞進式的過程。

例如，對"氧化還原反應"概念的學習，初中階段的外延比高中階段的外延要小的多。物質(zhì)能量方向、速率、限度類型化學反應原子的重新組合感受到反應有快慢感受到反應中有吸熱、放熱現(xiàn)象基本反應類型初中反應歷程基元反應

理性分析化學反應的方向、快慢和限度化學能熱能（定量計算）電能（理性分析）更加本質(zhì)的認識氧化還原反應、離子反應選修必修舊鍵的斷裂新鍵的生成感性認識化學反應的快慢和限度氧化還原反應的實質(zhì)感性認識離子反應化學能熱能（定性認識）電能（感性認識）（3）由語詞帶來的曲解學生常用在生活中形成的對語詞的理解來理解化學概念，并由此產(chǎn)生對化學概念的曲解。例如，“催化”就是“促進”，因而認為在化學反應中加入“催化劑”就一定會加快反應速率。再例如，“溶液”概念中的每一個字都帶三點水，因此學生會認為“溶液”就是液態(tài)的等等（4）進行不當?shù)念惐?。類比是推理的一種重要方式，是人們認識新事物或做出新發(fā)現(xiàn)的重要思維形式。但類比的結(jié)果是否正確，還需要經(jīng)過實踐檢驗。學生在學習一些化學概念時，運用類比思維可得到很大幫助，但有時用其它概念來類比推理一些化學概念時，會導致錯誤的結(jié)論。

例如有的學生在學習了酸具有酸的通性、堿具有堿的通性后就會認為鹽具有鹽的通性。概念轉(zhuǎn)變的途徑概念轉(zhuǎn)變：個體原有的某種知識經(jīng)驗由于受到與此不一致的新經(jīng)驗的影響而發(fā)生的重大改變.

概念轉(zhuǎn)變發(fā)生的條件：（1）對現(xiàn)有概念的不滿。個體面對原來的概念所無法解釋的事實（反例），從而引發(fā)認知沖突，這可以有效地導致對原有概念的不滿。（2）新概念的可理解性（intelligibility）。（3）新概念的合理性（plausibility）。個體需要看到新概念是合理的，而這需要新概念與個體所接受的其它概念、信念相互一致，而不是相互沖突，它們可以一起被重新整合。（4）新概念的有效性（fruitfulness）。個體應看到新概念對自己的價值，它能解決其它途徑所難以解決的問題，并且能向個體展示出新的可能和方向，具有啟發(fā)意義。

轉(zhuǎn)變途徑：認知沖突（cognitionconflict）概念圖3、認知發(fā)展的階段（1）基本理論

Piaget’sstagesofcognitiondevelopmentFormaloperationalConcreteoperationalPre-operationalSensorimotor11~14years7~11years2~7years0~2yearsChilddealwiththeenvironmentatperceptuallevelChildisabletorepresentobjectsandrelatethemtooneanotherthroughuseoflanguageandothersymbolChilddevelopslogicalstructurestodealwithchangingobjectsinthephysicalworldChildiscapableofhypothetic-deductivereasoningandabstractthought皮亞杰把認知發(fā)展分為以下四個階段：①感知運動階段：0～2歲。圖式功能特征：憑感覺與動作以發(fā)揮其圖式功能；由本能性的反射動作到目的性的活動；對物體認識具有物體恒存性概念。②前運算階段：2～7歲。圖式功能特征：能使用語言表達概念，但有自我中心傾向；能使用符號代表實物；能思維但不合邏輯，不能見及事物的全面。③具體運算階段：7～11歲。圖式功能特征：能根據(jù)具體經(jīng)驗思維解決問題；能理解可逆性的道理；能理解守恒的道理。皮亞杰認為，7～8歲這個年齡一般是兒童概念性工具的發(fā)展的一個決定性轉(zhuǎn)折點。這一階段兒童的知識可以做出一定程度的推論。④形式運算階段：1歲以上。圖式功能特征；能抽象思維；能按假設驗證的科學法則解決問題；能按形式邏輯的法則思考問題。皮亞杰認為最高級的思維形式便是形式運算。形式運算的主要特征是它們有能力將形式與內(nèi)容分開，用運算符號來替代其它東西?？陀^主義的教育理念：知識灌輸

IV人本主義學習理論與化學學習創(chuàng)建時間：20世紀50年代代表人物：馬斯洛、羅杰斯馬斯洛人本主義二十世紀二三十年代早期的理論準備系統(tǒng)討論人本主義心理學的代表作發(fā)表20世紀60年代正式產(chǎn)生，被稱為“第三勢力（思潮）”1967年，馬斯洛當選為美國心理學會主席，標志著人本主義理論已被眾人接受。我喜歡不斷的開墾荒地，而不是從旁邊走開，我喜歡發(fā)現(xiàn)，而不是去改進。

---馬斯洛愛與歸屬的需求

生理的需要安全的需要五級需要層次理論尊重的需要自我實現(xiàn)的需要人本主義學習理論對其他理論的駁斥精神分析心理學為不正常人的心理學行為主義是低級動物和嬰幼兒的心理學。認知學習理論將兒童的大腦視為信息加工系統(tǒng)，所描述的學習是一種“頸部以上的學習”（重視左腦開發(fā)，忽視右腦效應），把身心劈開了，學生雖人在教室，心卻在教室之外。馬斯洛關注心理健康的人，認為人有積極向上的潛能和能力，可以形成一個良好的人格結(jié)構(gòu)。馬斯洛的研究對象全部是正常的、最健康、最優(yōu)秀的人。他用積極的、樂觀向上的語言，描述了人格中的積極層面，他的一生用了大部分時間，了解心理學如何能夠促進人的快樂和健康?！案ヂ逡恋绿峁┝诵睦聿B(tài)的一半，而我們必須補上健康的另一半?！绷_杰斯的觀點

（1）主張以學習者為中心

羅杰斯認為學習者具有求知向上的潛在能力，應把他們看成是“人”，而不是“較大的白鼠”（行為主義觀點）與“較慢的計算機”（認知心理學的觀點）。因而學校和教師必須尊重學習者，把他們視為學習活動的主體。（2）強調(diào)有意義學習或經(jīng)驗學習是最重要的學習，有意義學習是學生的認識、情感，乃至整個身心都參與的一種學習，而不是單純只有認識的一種學習。應給學生充分的自由，根據(jù)其興趣、愛好的以及自我理想選擇有關學習內(nèi)容，這樣學得容易，便于學得容易，便于保持。（3）學習者的意愿、態(tài)度、情感和價值觀是影響其學習的主要因素（4）教師是學生學習的促進者（5）最有用的學習是學會如何進行學習

羅杰斯強調(diào)學生參與學習過程，在“做”中學。人本主義學習理論（1）學習的條件

學生要實現(xiàn)有意義學習，必須依靠一定的條件，這個條件就是教師要營造一種自由、民主、和諧融洽的充滿著關愛與真誠的學習氛圍。（2）學習的過程

人本主義學習理論認為，學習的過程就是學生在一定條件下，自我挖掘其潛能，進行自我實現(xiàn)的過程。（3）學習的結(jié)果關于學習的結(jié)果，人本主義心理學既反對行為主義關于形成一定刺激與反應聯(lián)結(jié)的觀點，也不同意認知學派關于構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)的主張；而是認為學習的結(jié)果是使學生成為一個完善的人，一個充分起作用的人，使學生整體人格得到發(fā)展。

認為：應