巧用支架式教學法 優化物理定律教學

物理定律是通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論，它反映了物理現象在一定條件下發生變化的必然。教師在物理定律教學中經常發現：雖然學生能把物理定律背得滾瓜爛熟，但當應用定律解題時，常出現一籌莫展，甚至步步出錯的現象。這種現象產生的主要原因是：在定律教學過程中，教師沒能真正引導學生主動建構定律及相關概念，學生沒能理解定律的內涵和外延。

作為建構主義學習理論的三種教學模式（情境教學、隨機訪問教學、支架式教學）之一，支架式教學在處理“教”與“學”之間的關系時，提出了富有創造性的見解。該教學法通過為學生搭建學習的支架，激發學生的學習興趣，完善學生的學習方式，從而提高學生的學習效率，最終達到培養學生思維能力和創新能力的目的。

《牛頓第三定律》是力學中的重難點知識，也是高一物理中較難講透的知識。下面以《牛頓第三定律》的兩個重點教學環節為例，談談在物理定律教學中，如何從培養學生思維能力出發，巧用支架式教學，引導學生主動建構物理概念體系，優化物理定律教學。

一、教學環節1： 概念“作用力和反作用力”的意義建構

1.分析學生實際情況，確定學生最近發展區（見圖1）

2.播放生活視頻，創設情景支架

教師通過多媒體播放生活中的兩個視頻，創設情景支架，將學生引入相關的物理情境。

視頻1：人站在車上推前面一輛車，前面一輛車前進，自己的車后退。

視頻2：人上岸時，用力向后蹬船。人上岸了，船后退了。

3.抓住現象細節，搭建問題支架

視頻播放結束后，教師通過提問，在學生最近發展區內，為學生搭建兩個問題支架，促進教與學的互動，引導學生建立概念。

問題支架1： 為什么視頻1中，人推前面的車，自己的車會后退？

問題支架2： 為什么視頻2中，人向后蹬船，人就能上岸？

通過兩個問題可得到“作用力”和“反作用力”的概念，然后順利搭建下一個支架：（具體見圖2）

4.學生攀爬支架，思考中完成探索

教師搭建好支架1、2后，可以讓學生自己沿支架攀爬。學生思索后可以得出結論：物體之間存在相互作用力。人對車施加一個力的同時，車也給人一個力。人向后蹬船，給船一個力的同時，船也給人一個向前的力。

5.生生討論協作，得出統一結論

教師接著提出問題：這兩個現象說明了什么？讓學生思考討論、交流。

總結階段，教師要盡可能給學生發表自己觀點的機會。故教師可以多請幾個學生回答，讓其他學生補充。通過討論，由學生自己建立知識框架：力的作用是相互的。當一個物體（假設為A）對另一個物體（假設為B）施加一個力時，B物體也一定對A物體施加了力。

6.教師肯定評價，完成概念建構

教師在肯定學生建構出知識框架的基礎上，提出“作用力”和“反作用力”的概念及定義——我們把物體之間相互作用的這一對力，互稱為作用力和反作用力。最終幫助學生完成對 “作用力”和“反作用力”概念的建構。

[教學反思]：教師創設與現實生活相關的兩個情境支架，引起學生的共鳴；通過創設問題支架，引導學生對物理現象進行分析與綜合，比較與分類；剖析物理現象產生的原因，學生自然完成了對作用力和反作用力概念的建構，加深了學生對作用力和反作用力概念的理解。

二、教學環節2： 探究作用力和反作用力大小、方向的關系

1.分析學生實際情況，確定學生最近發展區（見圖3）

2.提供實驗器材，創設問題情境

在提出作用力和反作用力的概念和定義的基礎上，教師給每個學生發一個彈簧測力計，提醒學生就近組合，設計實驗：利用彈簧測力計，探究作用力和反作用力的大小、方向之間的關系？

3.提供問題支架，找出作用力和反作用力

為了使學生明確探究的方向，在學生的最近發展區內，教師可設計兩個問題支架。

問題支架1： 兩彈簧測力計對拉，A彈簧測力計的讀數表示的是誰對誰的力的大小？B彈簧測力計的讀數表示的是誰對誰的力的大小？

問題支架2： 它們是一對作用力和反作用力嗎？

通過這兩個問題可強化學生對“作用力”和“反作用力”概念的認識，然后順利搭建下一個支架（具體見圖4）。

圖4

4.簡單對拉實驗，得到不同結論

學生自己組合，兩人一組，開始做兩彈簧測力計對拉實驗。在實驗過程中，很多學生發現了問題：如兩彈簧測力計讀數一直在變化，無法讀數；兩彈簧測力計讀數不等；兩彈簧測力計讀數有時相等，有時不等。也有一部分學生立刻得出了結論：兩彈簧測力計的讀數大小相等。他們認為這可以表明作用力和反作用力大小相等。

5.改變對拉方式，繼續分組探究

在前面探究的基礎上，教師提出：探究下列情況下，兩個彈簧測力計的讀數大小是否時刻相等？

第一種情況：一個彈簧測力計靜止，另一個去拉。

第二種情況：兩個彈簧測力計對拉。

并請學生代表回答：你們觀察到了什么現象？得出了什么樣的結論？

有學生代表得出結論：兩彈簧測力計的讀數始終大小相等。他們認為這可以表明作用力和反作用力始終大小相等。也有不少學生代表反映彈簧測力計運動時，很難讀數，所以不能得出讀數始終大小相等。

6.力傳感器演示，得到統一結論

此時，教師拿出兩個力傳感器，并介紹：對力傳感器的測量端施加一個拉力或者一個壓力，力傳感器可以精確地測出它每一個時刻受到的力，并且將力隨時間變化的圖像在電腦上顯示出來。而不用力時，圖像是一條坐標軸上的直線，演示拉力、壓力，力的方向發生改變，圖像也會隨之發生改變。

隨后教師請兩個同學上臺，用力傳感器來演示上面兩種情況下彈簧測力計對拉的情況。大家立刻發現，雖然兩個力的大小、方向不斷變化，但力隨時間變化的圖像始終對稱。這說明作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上。

7.及時引導評價，提高探究效率

在實驗探究過程中，教師及時對學生進行評價，并引導學生互相評價。當學生得出結論：兩彈簧測力計的讀數大小相等，即可以認為作用力和反作用力大小相等時，教師對此結論立刻給予肯定。對于探究中出現的問題，如有些組的彈簧測力計讀數不等，而且讀數一直在變，無法讀數等問題，教師可以引導大家討論評價，讓學生通過討論，得到兩彈簧測力計使用前應該校零，進而引導學生總結出彈簧測力計的操作及讀數的注意事項。

[教學反思]：在探究作用力和反作用力大小、方向的關系時，教師創設實驗支架，引導學生在課堂上開展實驗，自主探究兩者關系，確實是讓學生得到牛頓第三定律，并加深學生對牛頓第三定律的理解的有效途徑。

教師讓學生用彈簧秤對拉，學生通過這一實驗探究容易得出牛頓第三定律，更加深了學生對牛頓第三定律的理解，而且有助于學生形成辨證的、唯物主義的科學情感態度和價值觀，養成實事求是、勇于懷疑、大膽創造的精神。

參考文獻

王舐紅.支架式教學模式下高一物理課堂設計與實踐[D].上海師范大學，2011.

（責任編輯 易志毅）