建構主義理論是認知學派的一個分支，它包含四個方面：圖式、同化、順應、平衡。圖式是指個體對世界的知覺、理解及思考方式。它被看作是心理活動框架或者組織結構，是人類認識的起點和核心，也可以說它是認知事物的基礎。所以認知發(fā)展的實質也就是圖式的形成和變化。同化是指學習者在感受新刺激時，把它納入頭腦中原有的圖式中，使其成為自身的一部分，順應是學習者調節(jié)自己的認知結構以適應特定刺激的過程。當學習者不能用原來的圖式同化新刺激時，就會對原有圖式加以修改或者重建，以適應新的環(huán)境和刺激。平衡是指學習者通過自我調節(jié)機制使認知發(fā)展從一個平衡達到各一個平衡的過程。

一、建構主義知識觀

在此基礎上建構主義認為知識是人類對世界的暫時性的解釋、假說或者是假設，知識會隨著人們認識的不斷深入和不斷的改革、更新。物理學史中記載了大量的史學資料可以供學生認識到知識的暫時性，了解物理知識不是一成不變的，它隨著一代又一代人對世界的探索而逐漸接近真實。物理知識不是準確無誤地概括世界物質規(guī)律的法則，學生應不迷信于權威和書本，用自己的探索來驗證物理知識的準確性。同時，物理知識也不可能以實體的形式存在于個體之外，盡管我們可以通過教學講授物理知識，獲得學生的認同，但是這并不意味著學生對這些知識有同樣的理解。真正的理解只能由學習者自己給予自己的經(jīng)驗背景建構起來，否則只能是死記硬背，不是真正的理解。所以物理教學應該注重在教學中的學習活動過程，引入物理學史的教學，可以為學生重現(xiàn)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，特別是有些物理實驗可以再現(xiàn)當時的物理規(guī)律的建立過程，學生在這種情境當中的學習才是理解了物理知識，并且也能夠將物理知識應用到實際生活中。

二、建構主義的學習觀

建構主義強調學習不是由教師把知識傳遞給學生，而是由學生自己建構的過程。學生不是被動的接受信息，而是主動建構知識的意義。這種建構不能有教師代替。在物理教學中，學生根據(jù)自己的經(jīng)驗背景，對教師所傳授的物理知識主動的選擇、加工、和處理，從而獲得自己意義。物理學史為學生創(chuàng)設經(jīng)驗背景，使學生能夠通過經(jīng)驗背景與新知識之間反復、雙向的相互作用，從而建構新知識。學習者在此過程中，原有的經(jīng)驗知識因為新的知識的進入而發(fā)生調整和改變。學習者認知結構發(fā)生變化的兩種途徑：同化和順應。同化是認知結構的量變，順應是認知結構的改變。同化-順應-同化-順應……，往復循環(huán)，認知平衡與不平衡相互交替，從而使人的認知不斷發(fā)展。物理知識的學習不是簡單的信息累積，而是新知識與原有的經(jīng)驗之間的相互沖突，以引起認知結構的重組。新舊知識經(jīng)驗之間的交互過程，也就是學生在學習物理過程中與物理教師創(chuàng)設的學習環(huán)境之間的互動的過程。

三、建構主義的教學原則

建構主義認為教學任務應為了能夠更好的、有效的適應學生的學習的中。教學目標應該與學生的學習環(huán)境中的目標相統(tǒng)一。設置真實的任務，是學習環(huán)境的重要特征，設計能夠反映學生在物理學習結束后從事有效研究的物理環(huán)境。教師要設置的環(huán)境應該激發(fā)學生的思維，使學生在學到知識后自己解決相關問題。并且支持學生對所學的物理內容進行反思，鼓勵學生像科學家那樣成為獨立學習者。

四、建構主義教學模式和教學方法

建構主義的教學模式是以學生為中心，教師作為教學活動的組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用學習環(huán)境的要素來發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，最終實現(xiàn)學生對所學知識的有益的建構。在教學中教材提供的知識不是教師傳授的內容，而是學生主動建構意義的對象。

物理教學中的知識并不是完全獨立于學生的存在之外，而是源于學生的建構，每個學生都有自己的方式理解某些方面。物理教學不能無視學生已有的經(jīng)驗，要交給學生完整的物理知識，引導學生從原有的知識經(jīng)驗中，生長新的知識經(jīng)驗。物理教學應該使學習在現(xiàn)實情景相關的情境中發(fā)生，以解決學生在現(xiàn)實生活中遇到的問題為目標。因此引入物理學史的內容進行教學，使遠離現(xiàn)實的問題情境在學生學習過程中再現(xiàn)。物理教學內容豐富，應該在教學中實行三維目標的教學，引入物理學史，使兩種學科相互交叉，弱化學科界限，這種教學過程和現(xiàn)實情境相關聯(lián)，有利于提高學生解決現(xiàn)實生活中的許多問題的能力。同時在課堂上展示出物理學家解決問題的探索過程，提供給學生解決問題的原形，并指導學生進行探索。教學中一方面提供給學生建構主義理解需要的情境，一方面也要給學生廣闊的建構空間。

在物理教學中，依據(jù)建構主義理論，教學不能簡單到脫離情景，要呈現(xiàn)物理學科整體性的任務，讓學生嘗試進行問題的解決。引入物理學史，可以圍繞關鍵的概念、定理、定律，進行包括概念、定理、定律的教學，以及相關的價值觀、意向、過程與方法等方面的培養(yǎng)。

這也是能促使學生進行高級學習。而初級學習就是只進行定理方面的知識學習，然后在作業(yè)中按照原樣呈現(xiàn)出所學的知識，這種學習目標單一，教學過程過于簡單化。使得學生理解片面，不利于學生整體、全面地發(fā)展。建構主義強調高級學習，使學習者在學習中不是簡單的鞏固知識和技能，而是強調從不同側面，學習者對所學知識獲得新的理解。在物理教學中引入物理學史，有利于三維目標的實現(xiàn)，同時也是實現(xiàn)建構主義理論中論述的高級學習。