20世纪代以后，以认知主义学习理论为基础的建构主义学习理论在理科教学领域中逐渐流行起来，成为国际科学教育改革的主流理论。本文首先简要介绍了建构主义理论的产生和发展，然后详细地阐述建构主义的教学理论，包括知识观、学习观、教师观和课程观。
最后根据建构主义理论对当今的物理教学改革提出一些建议。
一、建构主义的产生和发展
建构主义观点是由瑞士心理学家让·皮亚杰于19提出的，他创立的学派被称为“皮亚杰派”，是认知发展领域中最有影响的学派。现代建构主义的直接先驱是皮亚杰和维果斯基的智力发展理论。皮亚杰在19发表了《发生认识论原理》，其中主要研究知识的形成和发展。
他从认识的发生和发展这一角度对儿童心理进行了系统、深入的研究，提出了认识是一种以主体已有的知识和经验为基础的主动建构，这正是建构主义观点的核心所在。
在皮亚杰上述理论的基础上，许多专家、学者从各种不同角度进行建构主义的发展工作。维果斯基强调学习者的社会文化历史背景的作用，提出了“边缘发展区”的重要概念；苛尔伯格在认知结构的性质与认知结构的发展条件等方面作了进一步的研究；
斯腾伯格和卡茨等人则强调了个体的主动性在建构认知结构过程中的关键作用，并对认知过程中如何发挥个体的主动性作了认真的探索;维特洛克提出学习的生成过程模式；乔纳生等提出非结构性的经验背景；
现代建构主义中的“极端建构主义”、“个人建构主义”也都是建构主义的新发展。所有这些研究都使建构主义理论得到进一步的丰富和完善，为建构主义理论应用于教学实践奠定了基础。
二、基于建构主义的科学教育理念
建构主义教学观是对传统教学观的批判和发展，认为学习不仅受外界因素的影响，更主要地是受学习者本身的认知方式、学习动机、情感、价值观等的影响，而这些因素却往往被传统教学观忽略。
代末和代初，美国心理学家布鲁纳提出了教学要以“学习者为中心”的理论，后来倡导“发现学习”。心理学家奥苏伯尔在19提出“有意义的学习”理论，即认知结构同化论(认知学习理论)。
卡鲁尔在19提出“认知法(或认知符号学习理论)”，指出该理论与刺激-反应学习理论(Ｓ-Ｒ)相比它的优胜之处在于培养全面而实际的能力。所有这些都为建构主义教学理论的形成进一步奠定了基础。
建构主义的知识观认为科学知识应当明确被看作是个人和社会建构的。理论被看作是临时性的，不是绝对的。这和在其他教学方法中把科学知识绝对化为客观的、没有疑问、一成不变的观点不同。建构主义启示我们，每一种理论与法则的建立都隐含着科学家们的科学探索精神和科学方法的运用（知识的建构过程）。
无论科学知识发生怎样的变化，这种精神和科学方法的运用是始终如一的，它们才是科学的本质。
建构主义的学习观主要有以下几点：1）科学学习不是从零开始，而是基于原有知识经验背景的建构。建构主义认为，在学习科学课程之前，学生的头脑里并非是一片空白。通过日常生活的各种渠道和自身的实践，学生对客观世界中各种自然现象已经形成了自己的看法，建构了大量的朴素概念或前科学概念。
这些前概念形形色色，共同构成了影响学生学习科学概念的系统。学生的前概念是极为重要的，它是影响科学学习的一个决定性的因素。前概念指导或决定着学生的感知过程，还会对学生解决问题的行为和学习过程产生影响。2）科学学习不是接受现成的知识信息，而是基于原有经验的概念转变。
3）科学学习既是个体建构过程，也是社会建构过程。
建构主义观点中教师的作用如下:1）主导作用、导向作用、组织者。教师应当发挥“导向”的重要作用，发挥教学组织者的作用，努力调动学生的积极性，帮助他们发现问题，进行“问题解决”。2）发现者。要高度重视对学生错误的诊断与纠正，并抱有正确的态度。3）中介者。
教师是学生与教育方针及知识的桥梁。既要把最新的方法知识提供给学生，还要注意他们的全面素质提高。
2 建构主义教学理论
建构主义课程观，不是把课程看作基本上由外部环境因素决定的(例如学科结构、社会价值等因素)，而是考虑到学习者带进学习情境的先前知识——他们的目的和观点。什么样的经验和概念在促进特定学习结果的产生中是有效的，变成了一个需要解决的问题。
把课程看成是促进特定学习结果的一系列学习活动和相互作用的过程，是为了确定研究和探索的目标。
三、建构主义学习理论与物理教学改革
物理学是研究物质运动最普遍、最基本的运动形式及规律的科学，它是一门以实验为基础，以思维为主导，应用为目的的自然科学课程。物理学的概念和规律是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法，并经实践的检验而建立起来的。它通过物理语言来表述，反映了客观现象的相互联系及其规律。
而物理教学具有三大特殊性:以观察和实验为基础；以形成物理概念和掌握知识结构为中心；以物理教学紧密联系实际为原则。这就要求教师充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题、主动收集、分析有关信息和资料，主动构建物理概念和物理规律。
这正是建构主义学习理论的核心，因此建构主义学习理论可以为物理教学改革提供了理论指导。
1．建构课堂教学新模式
在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化。因而首先教师必须改变陈旧的教育思想与教育观念，以现代教育思想和学习理论为指导，利用现代人工信息技术和媒体技术的优势，探索最优的课堂教学模式。
课堂教学中应进一步发挥好学生的主体作用，让学生主动地参与到获取知识的过程中去，做到：(1)合理处理好教材，充分展示学习内容的实用意义。(2)教学思路要清晰，过程流畅、自然。(3)学生的认识水平要掌握清楚，问题设计恰当可行，切合学生实际，提问要有技巧，因人设疑，灵活多变，努力提高课堂教学效果。
2．不断诱导学生建立新的目标
建构性学习是目标定向的，因为只有学生清晰地意识到自己的目标并形成与希望的成果相应的预期目标时，学习才可能成功。但这一目标，它形成于学习过程，由学生自己设定，其形成与真实世界中具有实用性和复杂性的跨学科的整合性任务相关。
应鼓励学生确立自己的目标，通过不同的途径达到目标，并评定自己在此过程中获得的进步。教学中诱导学生形成新的目标，应贯穿于教学过程的每一环节。
物理课堂教学中应做到：(1)课题引入——设置悬念情景，(2)概念形成——设置判断情景，(3)难点化解——设置阶梯情景，(4)规律获得——设置探究情景，(5)知识深化——设置应用情景。
这样使学生在每个教学环节中都有新目标，使之成为主动的建构者。
3．充分发挥学生的主体作用
各种建构主义学习理论都强调了学习者在建构性学习中的积极作用，这就要求物理课堂教学中善于激发学生的好奇心和求知欲，使学生主动积极的学习。物理教学中应根据内容和学生的特点，选择适当的教学方法，灵活运用适当的教学手段，引起悬念，使学生产生好奇心和强烈的求知欲。
物理教学过程中涉及到大批中外科学家，教学中恰当地介绍他们的传记、品格、成就、精神，可以开阔学生的视野，影响学生的心智，塑造学生的灵魂，在潜移默化中激发学生学习物理的兴趣；教师的教学语言要准确生动形象，善于设疑，启发学生思维，活跃课堂气氛，使学生充满求知思索的激情；
改验证性实验为探索性实验，改演示实验为学生分组实验，做到理论联系实际，提高学生实验技能、技巧，使学生学习获得教学实践的认可，取得学习意义上的成功，强化学习的动机，最后成为一种相对稳定的人格特征。
总之利用多种教学手段，使物理课堂教学呈现生动活泼的局面，激发学生学习物理持久的浓厚的兴趣，激励学生不断提高对自己能力的欲求，不断增强自己的学习信心，不断地在自我实现上超越自我。
4． 促进新、旧知识的交互作用
建构主义学习认为，一切新的学习都是建立在以前学习的基础上或在某种程度上利用以前的学习。例如，在解决问题的学习中，总要有一个原有的知识激活阶段，然后通过同化或顺应过程重建新知识与原有知识结构之间的联系，使认知从一个平衡状态进入另一个更高的发展平衡状态。
但这不是知识的简单量变，而是对原有知识的深化、突破、超越或质变。这就要求在中学物理教学中，促进新、旧知识交互作用，这对于完善认识结构，使认识结构综合化、整体化、系统化，具有重要作用。
在教学中，要引导学生积极地把新概念或规律与自己认识结构中原有的适当概念相联系，把新概念、规律与原有的有关概念、规律进一步分化和融会贯通，形成一个整体结构。要引导学生积极地唤起头脑中已有的有关概念，与新感知的概念一起，进行进一步的概括和深化，总结出共同因素，上升到更高的层次。
5．构造新的评价体系 建构学习是诊断性学习和反思性学习，这意味着学生必须从事自我监控、自我测试、自我检查等活动，以诊断和判断学习中所追求的是否是自己设置的目标。诊断与反思是建构主义学习评价的重要组成部分。这种源于建构观评价，应该少使用强化和行为控制工具，而较多使用学生的自我分析和元认知工具。
这就要求教学中，应不断的反馈，使学生自己及时的评价。因此物理教学中应采用小循环多反馈的模式，即在讲解每一个小问题后，马上针对这个问题进行练习反馈，构成一个小循环，从而在一节课中形成多次循环，多次反馈的授课过程，促进学生自我诊断、反思和评价。