亞太科學教育論壇, 第五期, 第一冊, 文章五(二零零四年四月)
張慧貞
建構式物理教學的理論與實踐：以氣體動力論為例
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建構式物理教學的理論與實踐：以氣體動力論為例

 

張慧貞
 

台灣 台中市西屯區
逢甲大學物理教學研究中心

電郵︰ wjchang@fcu.edu.tw
 

收稿日期︰二零零三年十月十一日(於二零零四年四月二十七日再修定)

內容

緒論

近年來，建構主義的蓬勃發展，不但成 為科教研究的主流理論基礎之一，也引領教學實務工作者一個嶄新的視野，進而帶動了真實課堂設計的改革，最主要的改革動 向，就是讓教室的重心不僅是教師的講授，還包含學生的學習歷程。

個人建構學認為學習過程為學習者根據 自己過去的既有概念(preconceptions)與經驗，以闡釋新的科學概念 (Hewson, & Thorley, 1989)。文獻顯示(eg., Clement, 1982)，這些既有概念往往與科學知識相異。因此，學習者在建立新概念的同時，還須檢驗其既有概念與新概念間之和諧性，進而修正其既有概念的瑕疵。另一 方面，個人建構主義也強調提供學習者所熟悉的情境，是賦予概念意義的必要因素，而同一概念在不同情境中的應用，對學習者而言往往是非常具挑戰性的 (Gunstone & White, 1981)。

綜合而論，個人建構主義揭示了學習的 複雜性，強調學習者個人認知操作(cognitive processing)在概念發展的關鍵地位(Hewson & Thorley, 1989; Osborne & Freyberg, 1985)。此種觀點突破了先前的傳輸式學習觀，Singham (2000)和Zollman(1996)批評傳統課堂中，許多物理教師將物理學習過程過度簡化，將學生視為被動的接收器，由老師為其填滿課程內容，導致 學習成效低落的窘境。

至於社會建構的觀點，則著眼於學生對 科學社群特有文化的融合(enculturation)歷程，包含語言、符號、工具、與常規…等，引導學生逐漸熟悉科 學家的觀點(Hennessy, 1993)，因此，學生難以在所需之學習工具(語言、圖表、數學…等)與其規則仍不熟悉的情況下，就獨自進行實驗探索或思考推理，來達到科學學習的目的 (eg., Roth & McGinn, 1998; Bell & Cowie, 2001)。教師在教學上除誘導學習參與之外，提供這些生手在其科學社群的文化融合過程所需之必要協助，也是重要的教學任務 (Leach & Scott, 2003)。

基於上述兩項理論，學生需要更積極地 從一個被動的接收者，轉變為主動思考、探究的參與者，藉由有經驗之同儕或教師的引介(mediate)，以克服其概念 瓶頸，並逐漸熟悉科學社群的文化、語言、與習俗，以建構科學概念與知識。而教師的任務除了提供清晰有系統的講解之外，還需了解學生在各單元的學習需求，介 紹適用的科學工具，提供挑戰性問題，並引導學生動腦思考與進行討論，以提供學生檢驗先前概念的瑕疵，進行修正並建構出適宜的科學概念(Driver, Asoko, Leach, Mortimer & Scott, 1994)。Scott (1998)建議，物理課堂應在教師的演講(speech genre)與提供對話(dialogue)間取得平衡。

符合上述學習觀的教學流程並非一成不 變，而是需要由教師針對教學內容主題的特性，以及教學情境之現有條件，包括學生之知識背景、過去之學習模式、及授課時 數…等仔細考量，才能設計出合適的教學流程(Millar, 1989)。

本文介紹作者在台灣所教授的理工科 「大一物理」，融合上述之建構主義學習觀理念，並權衡現有教學情境之限制，以「氣體動力論」單元所設計之教學流程為實 例。文中將介紹各項教學活動與教材內容，也附上課堂實施過程之錄影片段，並闡述引用這些活動的學理根據，以及摘述學習之成效，希望能提供有志提昇教學成效 之物理教師參考，在傳統的講授方式之外，還能引用一些更具啟發性的教學策略，以提昇學生的學習參與。

　

Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 1, Article 5 (Apr., 2004). All Rights Reserved.