物理概念教学中运用支架式教学模式的探讨，本文主要内容关键词为：支架论文,物理论文,概念论文,模式论文,式教学论文，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。
在传统教学中，往往注重强调教师的主导作用，教师与学生之间是一种单向关系。建构主义则认为，学习不单单是由外到内的转移和传递，而是学生主动建构自己知识和经验的过程。在此基础上，建构主义提出了较为成熟的支架式教学模式，支架式教学符合学生的认知心理发展规律，对优化物理概念教学有着重要的指导作用。本文在分析支架式教学历史渊源及理论基础上，探讨物理概念教学中运用支架式教学模式的课堂实践。
一、支架式教学的历史探源
“支架”原意是建筑行业中使用的“脚手架”，是盖房时施予的暂时性支持，当楼房建好后就撤掉这种支持[1]。这里用来比喻对学生解决问题和建构意义起辅助作用的概念框架。教学中引入“支架”寓指教与学的关系：教师的“教”只是为学生搭建学习的“支架”，帮助、协助、而不是代替学生学习；学生则在教师的帮助和指导下主动建构并内化知识和经验，促进自身能力的发展。根据这个建筑隐喻，伍德等人最先借用这个术语描述同行、成人或有成就的人在另一个人学习过程中所施予的支持。普利斯里等人认为“支架”是根据学生的需要为他们提供帮助，并在他们能力增长时撤去帮助。
支架式教学最初产生于探索父母如何帮助孩子表达自己的研究中。迪克森、罗森塞恩等研究者根据自己的研究视角从不同的角度对支架式教学进行表述，比较有影响的定义源自欧共体“远距离教育与训练项目”的有关文件。支架式教学被定义为：为学习者建构知识提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入[2]。
二、支架式教学的理论基础
支架式教学源于维果斯基的“最近发展区”理论[3]。维果斯基在谈到教学与发展的关系时指出，对于儿童的学习状态，可以分析出两种水平：一种是目前已经达到的水平，一种是潜在的可能达到的水平，即儿童必须在更有经验的人的帮助下所能达到的水平，这两种水平之间的距离就是最近发展区。这一概念的提出为学生提供了发展的可能性。支架式教学强调以最近发展区作为教师介入的时空，因此它实际上就是最近发展区内的教与学。维果斯基由此提出了“教学最佳期”这一概念，并指出传统的教学处于教学的最低界限，好的教学应该处于“教学最佳期”（即最低教学界限与最高教学界限之间的期限），而“教学最佳期”是由最近发展区决定的，对儿童而言，“最近发展区”会因其所处的社会、文化背景、所拥有经验的不同而不同。
三、支架式教学的课堂实践
1.支架式教学的特点
(1)支架式教学是基于最近发展区的教学[4]
支架只有发生在学生的最近发展区之内才能真正有效，才能促进学生“现有水平”向“潜在发展水平”转化。因此，支架式教学本质上就是最近发展区内的教学。教学要在“最近发展区”内进行，首先就要捕捉到学生的最近发展区。但最近发展区只是一个潜在的虚拟的空间，只有当问题呈现出来，并且对学习者构成一个相邻的挑战时，最近发展区才能显现出来。这就要求教师要了解学生的实际情况，熟知教材知识体系，特别是学生目前的知识能力水平和兴趣特长，这样才能做到心中有数、有的放矢，才能使设置的问题既包含了学生熟知的某些物理现象、概念、知识和技能，但又不能使学生单凭现有的知识水平和能力得到简单的解决，从而形成一种欲罢不愿、欲行不能的“愤悱”心理状态，促进认知结构从平衡到不平衡的转换。
(2)支架式教学是基于学生为中心的教学[5]
“以学生为中心”还是“以教师为中心”是两种截然不同的设计理念，支架式教学则倾向于前者。在支架式教学中，教师“搭建学习支架、创设情境”之后，学生便进入“独立探索、协作学习”阶段，教师把学习的主动权、时空权交还给学生，学生在愉快的、温暖的、没有压力的心理氛围中，积极地与教师提供的资源、环境相互作用，主动探索。教师的指导只是帮助学生跨越学习中的障碍，扩展学生自己所不能达到的认识。促进学生进一步探索、自我建构、自我修正，引导学生实现对所学知识的意义理解。
2.物理概念教学的特点
物理概念是反映物理现象、物理过程的本质属性的思维形式[6]。物理概念教学是培养学生能力的主要途径之一。观察能力、逻辑思维能力、创造性思维能力、分析和解决问题的能力都集中体现在物理概念的建立及其形成过程中。同时，物理概念教学又是培养学生科学方法、科学态度、科学思想、科学精神的重要途径和手段。物理概念是建立在大量观察、实验基础上，运用逻辑思维的方法，把事物本质的、共同的特性集中起来加以概括而形成的，因此，物理概念教学往往是物理教学中的重点。物理难学，也集中反映在概念难学。如果教师教学方法不当，就会使学生对物理知识的学习产生厌烦、畏惧心理，这样直接影响学生学习物理的兴趣和效果。如何改进物理概念教学是教师普遍关注和探究的问题。
教育家波利亚曾说：“学习任何知识的主要途径即是由自己去发现，因为这一发现，理解最深刻、也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”这充分体现对学生主动建构知识过程的肯定。因此，物理概念教学要以学生主体，关注学生体验、关注学生生活经验、知识基础，使学生感受物理学习的快乐。将支架式教学模式运用于物理概念教学，有助于学生更深刻的理解物理概念的意义、内涵与外延，促进物理知识的学习和掌握，培养师生合作探究的能力。
3.支架式教学在物理概念教学中的实践案例
支架式教学设计在利用多媒体进行的计算机辅助教学中已经有了广泛的应用，但在日常的物理课堂教学实践中应用的还比较少。笔者以江苏科技出版社出版的九年级《物理·上册》教材中“机械效率”的教学内容为例，运用支架式教学理论，按照教学内容提出教学设计思路：搭建脚手架、创设情境、自主探索、协作学习、效果评价，具体如下。
(1)搭建脚手架。脚手架是帮助学习者把经验组织起来，形成解决问题的适宜结构，使学习者在形成科学理解的最近发展区上得到及时的支撑[7]。学生学习“机械效率”之前，已经学习了功的概念、做过了探究动滑轮的实验，研究了拉力与钩码之间的关系，这为本节课的学习提供重要基础，降低了难度。在“机械效率”教学中，对学生的自我动手能力要求较高，通过再探动滑轮，主要研究外力对机械做功
和机械对物体做功
之间的关系，在此基础上引导学生分析，从而导出机械效率的概念。
首先，搭建实验支架。就是为学生提供直接的操作性经验，帮助学生合理有效地运用实验仪器和资源。不仅有助于学生理清解决实验问题的需求，也可以减轻认知负荷，使学生将注意力集中于更高级的任务上——探究外力对机械做功和机械对物体做功之间的关系。
其次，搭建概念支架。概念式脚手架通常由教师提供，从而创建一些知识之间的连接，也可由学生自己形成。概念式脚手架可将复杂概念分解，使有限的认知资源得到合理分配。在探究动滑轮实验的基础上，让学生深刻理解有用功、总功、额外功的概念及三者之间的关系。
最后，搭建问题支架。所谓问题是指在一定情景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。它是学习过程中最为常见的支架。在学生明确机械效率概念基础上，教师提出：影响机械效率的因素有哪些？以自行车为例，谈谈如何提高机械效率？使学生深刻理解机械效率的意义。
(2)创设情境。教学过程中，要把静止的平面教学设计变成立体的师生活动，需要把握好活动情景的创设。在实践中，做了如下尝试：①设置悬念，构建积极学习的情景；②设计实验，构建手脑并用的活动情景；③实例引发，构建学用结合的活动情景；④运用现代教育技术，构建多媒体活动情景。本节课通过视频展示生活中的简单机械以及功的知识复习，启动学生的思维，为学生顺利完成反映机械性能的机械效率构建了必要的基础知识平台。
(3)自主探索。学生进入自主探索阶段，教师要启发、引导，适时提供帮助，不断带领学生沿着概念框架攀升，引领学生建构物理概念。在探究“机械效率”的概念中，首先让学生通过“探究活动（第11章活动7）再探动滑轮”的实验得出结论：手拉绳子做的功总是大于动滑轮拉重物所做的功，分析“手拉绳子做的功总是大于动滑轮拉重物所做的功”的原因，使学生感知使用动滑轮时机械效率的存在。然后，引出使用机械的三个功的概念：有用功、总功、额外功，并分析三个功之间的数量关系。为得出机械效率的概念和如何提高机械效率奠定基础。在此基础上引导学生分析，使用不同机械、不同的使用情况，有用功与总功的比值是不等的，比值的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。从而得出机械效率的概念。最后从理论分析的角度或通过实验探究来分析影响动滑轮机械效率的因素及如何提高机械效率。
在自主探索阶段过程中，教师的引导和帮助要突出知识的重点、方法的关键，做到有扶有放，实现学生自己能在概念框架中逐步理解知识、灵活运用知识。
(4)协作学习。在自主探索的基础上开展小组讨论、协商，进一步完善和深化对机械效率概念的意义建构，小组采用异质分组的方法，把学生分成若干小组，引导学生开展合作学习。在具体的教学中，合作策略有：①环境的合作（座位的安排宜采取环绕式）；②角色的合作，小组内的每个成员都应扮演一定的角色，每个人都应担负一定的任务；③语言的合作，小组成员间的互动交往和信息传递主要以语言为媒介，让学生明确参与小组讨论是自己的责任。
本堂课在探究影响机械效率的因素和如何提高机械效率的活动中，学生分析讨论全面，思维深刻，出乎老师的意外。如学生总结影响机械效率的因素有：①手拉绳子是否竖直向上。绳子竖直向上的时候测得的机械效率准确，如果绳子斜向上拉，测得的机械效率会变大。②手拉绳子是否匀速向上运动。绳子匀速向上运动的时候测得的机械效率准确，如果绳子加速向上拉，测得的机械效率会变大。③绳子静止时读出弹簧测力计的示数，测得的机械效率会变小。④在动滑轮个数不变的情况下，吊着动滑轮绳子的股数越少，机械效率越高，反之越低。⑤在滑轮组结构不变和绳子能够承受拉力的情况下，提升的物体越重，机械效率越大，反之越小。⑥提升滑轮组的绳子质量越小，机械效率越大，反之越小。⑦滑轮的轴摩擦越小，机械效率越大，反之越小。在如何提高机械效率的活动中，有的学生从机械效率概念出发，从理论上推导后，再用实验进行验证，体现了学习物理的严谨科学态度和实验是物理学主要研究方法之一的思想。
在小组讨论的时候，教师应深入到小组当中，了解学生合作的效果，讨论的焦点，认知的进程等等，从而灵活地调整下一个教学环节。教师还可以以一个小组的意见为靶子，让学生发表见解，在具有团体性质的争论中，学生就更容易发现差异，在思维的碰撞中，学生对问题的认识将会更加深刻。从而完成从具体到抽象、从模糊到准确、从单一到系统的思维训练。
(5)效果评价。支架式教学的效果评价主要是纸笔测验和活动表现评价。纸笔测验的方式，着重考核学生解决实际问题的能力，即考查学生对所学知识的意义建构情况。活动表现评价的方式，即通过观察、记录和分析学生在实验、自主学习、协作学习活动中的表现，对学生学习过程中情感、态度及价值观等综合素质进行评价。
这节课将机械效率的教学难点逐步分解成这样的框架：感知机械效率的存在——分析有用功、总功、额外功三者关系——得出机械效率的概念——影响机械效率的因素——提高机械效率的方法。引导学生沿着这个框架攀登，把学生的认知从一个水平提升到另一个更高的水平，最终实现教学目标。
四、结束语
支架式教学与传统的课堂教学已经发生了很大变化，它强调学习过程中学生的主动性、建构性，同时也强调教师的引领作用，在教与学之间找到合适的平衡点。但并不是要求教师创造全新的教学方法，而是要求教师课前精心准备、了解学生的心理状况和学习水平、分解学习难点和重点，帮助学生从被动的学习困境中走出来，进入到以学生为主体的互动活动中来，把书面知识变成课内交流的内容，让学生在轻松自由的环境下充分挖掘学习潜能、激发求知欲望，提高运用知识解决实际问题的能力。
在实施支架式教学时，应各有侧重，避免自主探索表面化、协作学习形式化，努力实现最优化的教学设计效果。