“支架式教学”在物理教学中的应用，本文主要内容关键词为：支架论文,物理论文,式教学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、支架式教学及其理论基础
“支架”原意为建筑行业中的脚手架。心理学家伍德最先借用这个术语来描述同行、或有成就者对某人的学习过程所施予的有效支持。后经布鲁纳等人发展和完善，提出了“支架式教学”模式。
目前，“支架式教学”比较流行的定义为：在教学中应当为学习者对知识的理解建构提供一种概念框架，这种框架中的概念是学习者对问题的进一步理解时所需要的；为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便学习者把自己的理解逐步引向深入。支架式教学是建构主义的主要教学模式之一，如图1所示。
图1
支架式教学以最近发展区作为教师介入的空间，在最近发展区内进行教学。它是一种以学生为中心，在一定情境中利用协作、探索、会话等方式充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，使学生能有效实现对所学知识的意义建构的教学方法。所以，在支架式教学中，教师的支架应该是动态的，教师应该随着学生对知识和方法的掌握而逐渐撤去支架，将管理学习的任务逐渐转移给学生。
二、学习支架的形式
1.范例支架
范例支架是指符合学习目标要求的已有学习成果，它包含特定学习主题中的重要学习步骤或典型学习成果。在学习新知识之前为学生提供范例，其实质就是提供某种意义的参考和借鉴，让学生受到启发以顺利完成学习任务。例如对“摩擦力”的学习，教师复习“重力产生原因及其三要素”后，提出问题：“学习一种新的力应该从几方面入手？”学生根据这个思路即可进行摩擦力和其他力的学习，重力的学习思路就是一个范例支架。
2.问题支架
问题是指在一定情境中人们为了满足某种需要或完成某一目标所面临的未知状态。问题是学习过程中最常见的支架，有经验的教师在学生的学习中会自然而随机地提供此类支架。教师用不同层次、不同角度的问题搭建支架，随着问题的不断解决学生的学习就会逐渐深入。因此，支架问题具有结构性，十分关注细节与可操作性。例如“加速度”是高中物理一个重要概念，为了让学生理解、掌握和建构加速度概念，可以通过下列问题做支架：①为什么要引入加速度？②加速度是怎样定义的？③加速度的物理意义是什么？④为什么加速度是矢量？⑤速度很大时加速度可以为零吗？⑥加速度很大时速度可以很小吗？⑦存在加速度减小、速度增大的运动吗？⑧速度变化量很大时加速度一定很大吗？⑨加速度的方向与速度的方向一定相同吗？显然，这组问题能引导学生逐步形成和建构对加速度的认知。
3.建议支架
当学生在独立探究或合作学习中陷入困境时，教师提供恰当的建议以帮助学生走出困境的过程叫建议支架。当把某些问题支架的设问句改为陈述句时，“问题”支架就变成了“建议”支架。与问题支架相比，建议支架的建议可能少了一些系统性和整体性，但它更直白，往往能直截了当地指出问题的关键所在。例如鲁科版物理2“动能与重力势能的转化和守恒”实验的操作要求，不如从前“人教版”教材那么详细，学生经常因操作不规范导致数据误差较大，得不到守恒关系。为此，在学生实验前可提供下列建议：①打点计时器要竖直地固定在铁架上；②手提纸带尽量地保持竖直；③先接通电源，后松开纸带；④要选择第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。学生弄清了这些建议的含义并付诸操作，就能有效地减小误差，提高实验成功率。
4.工具支架
在教学过程中，为了保证学生对知识的同化和顺应、概念的内化和建构，使学习过程顺利完成，教师所提供的协作、会话、交流、展示、共享的平台等都可以理解为工具支架。例如计算工具、网络系统、电子白板、工具书籍等，它们可对学生在数据处理、资料查询、讨论交流、表达思想时提供帮助，都算是工具支架；又如多媒体技术与网络资源结合，可将物理世界中的微观粒子放大、宏观天体缩小、瞬间碰撞放慢、固体扩散加快。这种支架对于学生认知物理世界、体会物理过程有很好的帮助。
图2
5.图表支架
图表包括各种表格和图式，它可以直观地表达物理概念、定理和定律之间的联系，使学生系统地把握复杂物理问题的脉络；用这种直观方式描述信息，尤其适于支持学生的高级思维活动，如解释、分析、综合、评价等。图表形式应是多元化的，常用到的有表格、流程图、概念图、维恩图、时间线以及统计学里的比较矩阵等。例如图2中的概念关系图，就是“库仑力”学习的良好图表支架。学生以“力、力的分类、性质力、场力和力的三要素”等概念为支架，库仑力在学生的认知结构中就有了“固着点”。
三、支架式教学的环节
1.进入情境
将学生引入一定的问题情境，让学生体验需要解决的难题，激发他们自主探究从而促进教学的展开。例如鲁科版《物理》选修3-2中，为探究“磁通量的变化与感应电流方向的关系”——楞次定律，可从电磁感应现象入手引导学生观察电流表指针的偏向，发现不同实验条件下的感应电流方向不同。然后提出问题：①磁通量变化与感应电流方向的关系如何？②如何确定感应电流的方向？③能否设计一个研究该问题的实验？④这个实验的原理是什么？需要什么仪器？⑤具体操作步骤如何？学生初次接触这些问题会很有兴趣，同时也感到困难不少，这对激发学生自主探究、促进楞次定律的学习将十分有益。
2.搭建支架
教师在分析学生的学习任务和学习能力后，根据学习主题按“最近发展区”的要求建立概念框架，提供学习支架。例如上述楞次定律的学习，提出问题后让学生独立探究，要马上就找到“感应电流的方向与原磁场磁通量变化的关系”有较大的困难。根据这一分析，在学生有了探究的兴趣和欲望之后，教师应先建构概念支架：感应电流方向→感应电流磁场方向→原磁场方向→原磁场磁通量的变化；再提出建议支架如下：①转换对象——变探究“感应电流方向与原磁场方向关系”为寻找“感应电流磁场方向与原磁场方向的关系”；②初步探究——感应电流磁场方向与原磁场方向的关系；③深入探讨——感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化的关系；④升华结论——感应电流的磁场方向与原磁场磁通量变化关系的辩证认识。这种概念框架和建议支架不仅使课堂教学条理更清晰、探究目标更明确，也为物理规律的探究学习提供了一个范例。
3.独立探究
教师放手让学生探究，最好由学生选择探究方法，独立完成探究任务，但要提供适当的支架。探究开始时，可先由教师启发引导，例如演示或介绍相类似的物理过程，再让学生自己分析。探究过程中，教师可适时提示，帮助学生沿着概念框架，在支架的帮助下逐步攀升。老师还要注意采取淡出策略，起初的引导帮助可以多一些，以后则逐渐减少——愈来愈多地放手让学生自己探究；最后争取达到无需教师引导，学生自己能在概念框架中攀升。还以楞次定律为例，交给学生建议支架后，在探究开始时还必须引导学生先探究出电流方向与电流表指针偏转方向的关系，再引导学生如何改变（增加和减少）磁通量，用图3装置来实现建议支架的目标，以完成下列表格。
图3
原磁场磁通量变化与感应电流方向实验记录表
4.协作学习
小组协商和讨论的目的，是使原来确定的、与当前所学知识有关的对物质属性及规律的看法减少，使原来多种意见相互矛盾、态度纷呈的复杂局面逐渐变得明朗和一致；在共享集体思维成果的基础上，达到对当前所学知识比较全面、正确的理解，最终完成对所学知识的有意义建构。仍以“楞次定律”为例，在建议支架的帮助下，每个学生都可以独立发现：“穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向；穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向。”但要总结出更为简洁的、对两者关系的认识更为深刻的定律表述，就需要通过合作学习，让学生充分发表见解，在协商、交流、对话、讨论中进一步认识到“磁通量变化、原磁场方向和感应电流磁场方向的相对关系”，最后得到“感应电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化”（楞次定律）的结论。
5.效果评价
对学习效果的评价包括学生个人的自我评价和小组成员间的相互评价，做到总结性和过程性评价相结合，评价内容包括：①自主学习能力；②对小组协作学习作出的贡献；③是否完成对所学知识的意义建构。例如在楞次定律的学习中，自我评价的重点是：是否弄清了探究“感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化关系”的目的与意义；探究这个问题的方向与途径；自己实验探究的任务是否完成；对自己的实验探究是否满意；对“楞次定律”有何深刻认识。小组评价的重点是：参与交流和讨论的热情是否高涨；是否提出了对“感应电流磁场方向”与“原磁场磁通量变化”之间关系有价值的观点；如何吸收他人有价值的观点。
总之，“支架式教学”需要教师通过挖掘知识内涵，为学生提供合适的教学支架，充分利用学生之间的活动与讨论，合理运用师生的互动与帮助，依靠学生的学习经验让学生成为课堂的主人，以缩短学生原有水平与学习目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。因此，支架式教学模式对物理教学具有十分积极的指导意义，对它的探索和研究应该成为物理教学研究的一项重要任务。