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摘 要 本文简要阐述了建构主义学习理论及合作学习的概念及相关性，基于建构主义学习理论的“以学生为中心”的教学设计思想，设计了《凸透镜成像》实验探究的教学过程并得到教学实践的验证。
关键词 建构主义理论 合作学习 实验探究
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 建构主義学习理论及合作学习的概念界定
1.1 建构主义学习理论的概念
建构主义源自关于儿童认知发展的理论，认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下获得，学习是在获取知识的过程中借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而进行的。学生是知识意义的主动构建者，教师是教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者、促进者，教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象。
1.2 合作学习的概念
合作学习，在20世纪70年代初兴于美国，是由美国学者威廉·格拉赛首倡的，他认为：“合作学习就是在教学中应用小组，使学生共同开展学习活动，以最大限度地促进他们自己以及他人学习的一种学习方式。”合作学习的关键在于小组成员之间的相互依赖、相互沟通、相互合作、共同负责，从而达到共同的目标。”尽管中外学者对合作学习的定义角度不同，但是合作学习的本质可以概括为以下几方面：一是合作学习是以小组活动为主体进行的一种教学活动；二是合作学习是同伴之间的合作互助活动；三是合作学习是一种目标导向活动；四是合作学习是以团体成绩为奖励依据的；五是合作学习个体责任明确，由教师分配任务和控制教学进程的。
2 建构主义学习理论与合作学习的关联性
首先，两者都重视学生的主体地位。建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，强调了学生作为知识建构者的主体地位。合作学习认为，学习是满足个体内部需要的过程，合作中学生之间通过别人帮助而满足了自己，同时又通过互相关心而满足了归属的需要。
其次，两者都强调教师的角色转变。建构主义学习理论认为，教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应当激发学生的学习兴趣，提高学生的学习动机。合作学习是把大量的课堂时间留给了学生，使他们有机会进行相互切磋，共同提高。
再次，两者都重视师生及生生之间的互动合作。 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。合作学习强调所有动态因素之间的共同互动合作，即师生互动合作、生生互动合作。
最后，两者都利于学生产生积极的情感体验。 建构主义教学增加了学生自主学习的主动性，因而当他们完成任务时，获得的自我成就感就更大。同时当他们集中关注思维和理解在合作中共同进步时，就能够获得更好的学习效果。
3 案例应用（以《凸透镜成像》实验探究为例）
3.1 教学目标设计
3.1.1 知识与技能目标
（1）理解凸透镜的焦点、焦距概念。（2）能够在教师的指导下完成凸透镜成像规律的探究性实验，以培养学生的动手能力、观察能力。（3）能够描述常见凸透镜的三种典型代表（放大镜、照相机、幻灯机）的成像特点。
3.1.2 情感目标
（1）激发学生对科学的求知欲，勇于探索日常生活中的物理原理。（2）通过小组合作，培养学生的协作能力和集体意识，完善人格品质。
3.2 教学内容及重点、难点分析
（1）教学内容：凸透镜的成像规律及其在现实生活中应用。（2）重点：定性了解凸透镜的成像规律。（3）难点：对凸透镜成像规律的探究过程。
3.3 教学对象分析
凸透镜的放大作用在现实生活中是被人们普遍利用和认识的，而凸透镜抽象的“成实像”原理对于初二的学生理解起来还是比较困难，本案例通过老师的启发引导创设一个情景，通过学生合作完成实验，既有利于加深学生对物理理论知识的理解，也有利于学生将物理知识与现实生活联系起来，从而深刻、系统地掌握知识，并让学生体会到学以致用的乐趣，增强学生学习的动力。
3.4 教学策略
（1）教学方法：创设问题情境、实验研究、启发引导、探索相结合的教学方法。提供给学生交流的机会，让学生在相互启发中对学习结论进一步完善；引导学生进行小组合作学习、相互协商，以达到共同提高的目的。（2）教学手段：利用多媒体和其他传统的光学实验教具等教学手段。其目的是充分发挥各种媒体的特长，在优化组合的基础上，提高教学效率，改善教学效果。
3.5 教学过程设计与问题分析
3.5.1 创设情境，引入课题
[引言]电视报道某地住户窗台上放置的的圆心鱼缸（装水变构成凸透镜） 汇聚了强烈的太阳光使窗帘着火而发生火灾的案例。
老年人带老花镜（凸透镜）看到放大的书本文字，我们看电影是看到放大几百倍电影胶片的画面，两种成像有什么区别？
[设计思路与问题分析] 建构主义强调创设学习情境，激发学生的学习兴趣。
用凸透镜近距离看看到正立、放大的虚像；用凸透镜远距离的看到倒立、缩小的实像。实像与虚像呈现方式和位置及形成原理不同。
3.5.2 协作探讨，加深理解
教师给每一小组分发几个凸透镜，让学生彼此通过凸透镜观察对方的手指，由近及远看凸透镜里手指有何变化。
由多媒体来展示凸透镜的相关概念，如焦点、焦距、光心。通过多媒体动画的演示，来加深学生对相关知识的理解，从而为实验探究做好知识准备。
[设计思路与问题分析]通过建构主义的协作促进了学生之间的合作观察，保证实验探究的顺利进行。
3.5.3 问题会话，初步实验，形成感性认识 （1）猜想一的产生
[老师提问] 用凸透镜远距离的看屏幕，看到什么？
[学生轮流实验、观察、交流思想并做回答]
[老师提问]将凸透镜逐渐遠离近处的字，连续变化的像呈现什么特点？
[学生小组合作实验] 观察凸透镜所成的像的特点
（2）猜想二的产生
[提问]①是否在凸透镜移动的过程中一直可以看到像？②在凸透镜移动的过程中，什么时候看不到像？③凸透镜成像的不同与什么因素有关？
[学生观察实验现象、交流并做回答]
（3）猜想三的产生
[提问] ①你打算使用哪些器材来完成本次探究活动？②当物距无穷远时，成的像有什么特点？
[学生思考并形成猜想三]
（4）猜想四的产生
[提问]在上述猜想的基础上，请总结：凸透镜成像时，物距、像距和成像特点间有什么关系
[学生思考并形成猜想四]
[设计思路与问题分析]通过建构主义的会话既促进了学生之间的交流和小组合作，激发了学生的学习兴趣，又让学生对实验准结论有较为清晰的感性认识：猜想一：凸透镜要想成虚像需要近物距离；猜想二：成虚像要求物距在一倍焦距内。看不到像时，刚好物距等于焦距；猜想三：当物距无穷远时不能成虚像，则能成实像；猜想四：系统的凸透镜成像规律。
3.5.4 近一步实验，意义建构，验证结论
教师介绍实验目的、实验器材和实验过程的注意事项，提供实验数据纪录表，指导学生动手操作来验证自己的猜想是否正确。老师引导学生把蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放到光具座上，并使它们在同一直线、同一高度。让学生固定凸透镜，移动蜡烛，使物距不同，再移动光屏找像。
教师指导学生对结论进行完善；分析探究结论，帮助学生形成正确的认识。
教师动手操作凸透镜成像规律的动画课件，让学生对凸透镜的成像特征形成具体、表象、系统性的认识。
[提问]①凸透镜成像大小的分界点在什么地方？②凸透镜成像虚实的分界点在什么地方？[学生思考并回答问题]
[设计思路与问题分析]
学生在教师的引导下完成实验，认识逐渐全面、深入。小组分工边实验边记录，既锻炼了学生的动手能力，又培养了学生的合作学习能力。
（1）当>2 时，物体成倒立、缩小的实像，且 <<2 （照相机）。（2）当=2 时，物体成倒立、等大的实像，且 = 2 。（3）当 <<2 时，物体成倒立、放大的实像，且>2 （幻灯机）。（4）当< 时，物体成正立、放大的虚像 （放大镜）。二倍焦距处：是物体所成像是放大、缩小的分界点；一倍焦距处：是物体所成实像、虚像的分界点。
3.5.5 联系实际，加深理解
教师通过动画演示来讲解幻灯机、照相机的内部结构、成像特点和原理，引发学生与实际相联系来加深对所学知识的深度理解。
参考文献
[1] 赵呈领，杨琳，清堂.信息技术与课程整合[M].北京大学出版社，2009（2）：24-26.
[2] 刘春玲.自主学习、合作学习、研究性学习及其比较学习[D].首都师范大学，2004.
[3] 舒少锋.打破常规教学——关于研究凸透镜成像规律的课例研究[J].中国农村教育，2011（02）：20-23.
关键词 建构主义理论 合作学习 实验探究
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 建构主義学习理论及合作学习的概念界定
1.1 建构主义学习理论的概念
建构主义源自关于儿童认知发展的理论，认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下获得，学习是在获取知识的过程中借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而进行的。学生是知识意义的主动构建者，教师是教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者、促进者，教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象。
1.2 合作学习的概念
合作学习，在20世纪70年代初兴于美国，是由美国学者威廉·格拉赛首倡的，他认为：“合作学习就是在教学中应用小组，使学生共同开展学习活动，以最大限度地促进他们自己以及他人学习的一种学习方式。”合作学习的关键在于小组成员之间的相互依赖、相互沟通、相互合作、共同负责，从而达到共同的目标。”尽管中外学者对合作学习的定义角度不同，但是合作学习的本质可以概括为以下几方面：一是合作学习是以小组活动为主体进行的一种教学活动；二是合作学习是同伴之间的合作互助活动；三是合作学习是一种目标导向活动；四是合作学习是以团体成绩为奖励依据的；五是合作学习个体责任明确，由教师分配任务和控制教学进程的。
2 建构主义学习理论与合作学习的关联性
首先，两者都重视学生的主体地位。建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，强调了学生作为知识建构者的主体地位。合作学习认为，学习是满足个体内部需要的过程，合作中学生之间通过别人帮助而满足了自己，同时又通过互相关心而满足了归属的需要。
其次，两者都强调教师的角色转变。建构主义学习理论认为，教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应当激发学生的学习兴趣，提高学生的学习动机。合作学习是把大量的课堂时间留给了学生，使他们有机会进行相互切磋，共同提高。
再次，两者都重视师生及生生之间的互动合作。 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。合作学习强调所有动态因素之间的共同互动合作，即师生互动合作、生生互动合作。
最后，两者都利于学生产生积极的情感体验。 建构主义教学增加了学生自主学习的主动性，因而当他们完成任务时，获得的自我成就感就更大。同时当他们集中关注思维和理解在合作中共同进步时，就能够获得更好的学习效果。
3 案例应用（以《凸透镜成像》实验探究为例）
3.1 教学目标设计
3.1.1 知识与技能目标
（1）理解凸透镜的焦点、焦距概念。（2）能够在教师的指导下完成凸透镜成像规律的探究性实验，以培养学生的动手能力、观察能力。（3）能够描述常见凸透镜的三种典型代表（放大镜、照相机、幻灯机）的成像特点。
3.1.2 情感目标
（1）激发学生对科学的求知欲，勇于探索日常生活中的物理原理。（2）通过小组合作，培养学生的协作能力和集体意识，完善人格品质。
3.2 教学内容及重点、难点分析
（1）教学内容：凸透镜的成像规律及其在现实生活中应用。（2）重点：定性了解凸透镜的成像规律。（3）难点：对凸透镜成像规律的探究过程。
3.3 教学对象分析
凸透镜的放大作用在现实生活中是被人们普遍利用和认识的，而凸透镜抽象的“成实像”原理对于初二的学生理解起来还是比较困难，本案例通过老师的启发引导创设一个情景，通过学生合作完成实验，既有利于加深学生对物理理论知识的理解，也有利于学生将物理知识与现实生活联系起来，从而深刻、系统地掌握知识，并让学生体会到学以致用的乐趣，增强学生学习的动力。
3.4 教学策略
（1）教学方法：创设问题情境、实验研究、启发引导、探索相结合的教学方法。提供给学生交流的机会，让学生在相互启发中对学习结论进一步完善；引导学生进行小组合作学习、相互协商，以达到共同提高的目的。（2）教学手段：利用多媒体和其他传统的光学实验教具等教学手段。其目的是充分发挥各种媒体的特长，在优化组合的基础上，提高教学效率，改善教学效果。
3.5 教学过程设计与问题分析
3.5.1 创设情境，引入课题
[引言]电视报道某地住户窗台上放置的的圆心鱼缸（装水变构成凸透镜） 汇聚了强烈的太阳光使窗帘着火而发生火灾的案例。
老年人带老花镜（凸透镜）看到放大的书本文字，我们看电影是看到放大几百倍电影胶片的画面，两种成像有什么区别？
[设计思路与问题分析] 建构主义强调创设学习情境，激发学生的学习兴趣。
用凸透镜近距离看看到正立、放大的虚像；用凸透镜远距离的看到倒立、缩小的实像。实像与虚像呈现方式和位置及形成原理不同。
3.5.2 协作探讨，加深理解
教师给每一小组分发几个凸透镜，让学生彼此通过凸透镜观察对方的手指，由近及远看凸透镜里手指有何变化。
由多媒体来展示凸透镜的相关概念，如焦点、焦距、光心。通过多媒体动画的演示，来加深学生对相关知识的理解，从而为实验探究做好知识准备。
[设计思路与问题分析]通过建构主义的协作促进了学生之间的合作观察，保证实验探究的顺利进行。
3.5.3 问题会话，初步实验，形成感性认识 （1）猜想一的产生
[老师提问] 用凸透镜远距离的看屏幕，看到什么？
[学生轮流实验、观察、交流思想并做回答]
[老师提问]将凸透镜逐渐遠离近处的字，连续变化的像呈现什么特点？
[学生小组合作实验] 观察凸透镜所成的像的特点
（2）猜想二的产生
[提问]①是否在凸透镜移动的过程中一直可以看到像？②在凸透镜移动的过程中，什么时候看不到像？③凸透镜成像的不同与什么因素有关？
[学生观察实验现象、交流并做回答]
（3）猜想三的产生
[提问] ①你打算使用哪些器材来完成本次探究活动？②当物距无穷远时，成的像有什么特点？
[学生思考并形成猜想三]
（4）猜想四的产生
[提问]在上述猜想的基础上，请总结：凸透镜成像时，物距、像距和成像特点间有什么关系
[学生思考并形成猜想四]
[设计思路与问题分析]通过建构主义的会话既促进了学生之间的交流和小组合作，激发了学生的学习兴趣，又让学生对实验准结论有较为清晰的感性认识：猜想一：凸透镜要想成虚像需要近物距离；猜想二：成虚像要求物距在一倍焦距内。看不到像时，刚好物距等于焦距；猜想三：当物距无穷远时不能成虚像，则能成实像；猜想四：系统的凸透镜成像规律。
3.5.4 近一步实验，意义建构，验证结论
教师介绍实验目的、实验器材和实验过程的注意事项，提供实验数据纪录表，指导学生动手操作来验证自己的猜想是否正确。老师引导学生把蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放到光具座上，并使它们在同一直线、同一高度。让学生固定凸透镜，移动蜡烛，使物距不同，再移动光屏找像。
教师指导学生对结论进行完善；分析探究结论，帮助学生形成正确的认识。
教师动手操作凸透镜成像规律的动画课件，让学生对凸透镜的成像特征形成具体、表象、系统性的认识。
[提问]①凸透镜成像大小的分界点在什么地方？②凸透镜成像虚实的分界点在什么地方？[学生思考并回答问题]
[设计思路与问题分析]
学生在教师的引导下完成实验，认识逐渐全面、深入。小组分工边实验边记录，既锻炼了学生的动手能力，又培养了学生的合作学习能力。
（1）当>2 时，物体成倒立、缩小的实像，且 <<2 （照相机）。（2）当=2 时，物体成倒立、等大的实像，且 = 2 。（3）当 <<2 时，物体成倒立、放大的实像，且>2 （幻灯机）。（4）当< 时，物体成正立、放大的虚像 （放大镜）。二倍焦距处：是物体所成像是放大、缩小的分界点；一倍焦距处：是物体所成实像、虚像的分界点。
3.5.5 联系实际，加深理解
教师通过动画演示来讲解幻灯机、照相机的内部结构、成像特点和原理，引发学生与实际相联系来加深对所学知识的深度理解。
参考文献
[1] 赵呈领，杨琳，清堂.信息技术与课程整合[M].北京大学出版社，2009（2）：24-26.
[2] 刘春玲.自主学习、合作学习、研究性学习及其比较学习[D].首都师范大学，2004.
[3] 舒少锋.打破常规教学——关于研究凸透镜成像规律的课例研究[J].中国农村教育，2011（02）：20-23.