搭建探究“支架”，優(yōu)化實驗教學(xué)

吳繼閣

摘要：依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”思想和建構(gòu)主義理論提出的“支架學(xué)習(xí)”模式，闡明在實驗教學(xué)中，教師通過搭建探究“支架”，來優(yōu)化實驗教學(xué)，指導(dǎo)、幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)障礙，順利完成實驗探究任務(wù).

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；最近發(fā)展區(qū)；探究支架

前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平；另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，也就是通過教學(xué)所獲得的潛力.兩者之間的差異就是“最近發(fā)展區(qū)”.建構(gòu)主義者在接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，提出了支架式學(xué)習(xí).

本文從實驗教學(xué)的角度，借助“支架式學(xué)習(xí)”思想，在學(xué)生難以跨越的障礙處，通過搭建探究“支架”，來優(yōu)化實驗教學(xué)，指導(dǎo)、幫助學(xué)生跨越障礙，順利完成實驗探究任務(wù)，登上新的學(xué)習(xí)臺階.

1搭建思維“支架”，優(yōu)化實驗方案

制定實驗方案是實驗探究的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié).從培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的角度出發(fā)，要發(fā)揮學(xué)生的主體性和能動性，由學(xué)生自主、合作設(shè)計實驗方案.由于學(xué)生水平和能力的限制，實驗方案的設(shè)定不可能完全放手給學(xué)生，而應(yīng)由教師適當(dāng)引導(dǎo)、啟發(fā)，在教師指導(dǎo)下完成實驗方案設(shè)計.教師要注重思維引領(lǐng)和方法指導(dǎo)，通過確立思維起點，尋找思維接點，發(fā)現(xiàn)思維接點之間的關(guān)聯(lián)，理清思維路線，搭建思維“支架”，引導(dǎo)學(xué)生依托思維“支架”，自主、合作完成實驗方案設(shè)計.

比如，“牛頓第一定律”教學(xué)，定律是在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過推理而得出的.因此，教學(xué)的重點是“探究阻力對物體運動的影響”實驗探究活動.這一實驗設(shè)計思維接點較多，為了幫助學(xué)生自主、合作設(shè)計實驗方案，可以通過搭建思維“支架”的方式來解決.

確立思維起點.思維的起點要從“探究主題”去找.主題是“探究阻力對物體運動的影響”，關(guān)鍵詞是“阻力，運動，影響”，思維起點是“不同阻力對相同的起始運動狀態(tài)的作用結(jié)果”.

尋找思維接點和路線.本實驗的思維接點和路線是：相同起始運動狀態(tài)—不同阻力—描述運動的影響—實驗結(jié)論—實驗推理.

圍繞上述思維接點和路線，依據(jù)控制變量法，設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的問題，引發(fā)學(xué)生思考設(shè)計實驗方案：如何讓物體運動起來？什么辦法好？選擇什么樣的物體？如何在多次實驗時保持相同的起始運動狀態(tài)（使小車以同樣的速度運動到不同平面上）？如何改變阻力大小？根據(jù)你的生活經(jīng)驗，你準(zhǔn)備選擇哪些材料？怎樣描述阻力大小？通過什么來反映阻力對物體運動的影響？具體怎樣記錄物體的運動情況（路程）？通過實驗?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？進一步可以得出什么結(jié)論？

通過上述問題引領(lǐng)，實驗方法、思路、選材、步驟、記錄表格等水到渠成.

2搭建專題活動“支架”，掃清實驗教學(xué)障礙

每一個實驗都由若干個具體環(huán)節(jié)和要素組成，各個環(huán)節(jié)和要素對實驗探究的影響度是不同的，總會有輕重緩急之分.實驗教學(xué)要善于“抓大放小”，要著力解決影響實驗效果的關(guān)鍵因素和疑難問題，集中力量引導(dǎo)學(xué)生將核心問題作為學(xué)習(xí)的突破所在，有效突破問題和學(xué)習(xí)障礙，從而使學(xué)生處理、解決疑難問題的能力發(fā)生躍遷和質(zhì)的飛躍.

建立專題活動“支架”，開展專題活動，是掃清實驗教學(xué)難點、障礙的有效舉措.

例如，“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗，實驗要求測滑動摩擦力時，彈簧測力計要沿水平方向拉動，使物體做勻速直線運動，才能準(zhǔn)確測出摩擦力大小.按照這一要求，實際操作中有兩個關(guān)鍵：一是如何保證拉動物體做勻速直線運動；二是如何在拉動時準(zhǔn)確讀數(shù).上述要求和關(guān)鍵之處說起來簡單，但做起來很難.由于學(xué)生前面使用彈簧測力計的機會不多，經(jīng)驗不足，能力不強，很多學(xué)生操作不熟練，實驗時就很難使物體做勻速直線運動，測力計的示數(shù)就不能準(zhǔn)確反映滑動摩擦力的大小；在運動狀態(tài)下，也很難較準(zhǔn)確讀取測力計的示數(shù).

如何突破彈簧測力計拉物體做勻速直線運動和較準(zhǔn)確讀數(shù)這些難題呢？有效的辦法是搭建專題活動“支架”.將“彈簧測力計拉物體”作為獨立活動從整個實驗中“剝離”出來，進行“勻速直線拉動物體”的專項訓(xùn)練，讓學(xué)生在體驗中發(fā)現(xiàn)問題所在，并在自主與合作探索中找到解決問題的辦法.

學(xué)生在專項體驗活動中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計指針一伸一縮，很不穩(wěn)定，會影響物體的運動狀態(tài)，也會影響讀數(shù).經(jīng)過多次的專項訓(xùn)練，學(xué)生操作技能提升了，心理穩(wěn)定性更好了，在自主與合作探究中也找到了解決問題的諸多辦法：用力均勻，眼睛盯著指針，示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)；不拿吊環(huán)，手握測力計外殼，更穩(wěn)定；拉動的距離長些，容易穩(wěn)定，便于讀數(shù).

3搭建對話“支架”，突破數(shù)據(jù)分析障礙

維果斯基提出“溝通學(xué)習(xí)”思想，為了實現(xiàn)他所倡導(dǎo)的“溝通學(xué)習(xí)”，要求實踐最近發(fā)展區(qū)的組織——學(xué)習(xí)環(huán)境（以工具為媒介的學(xué)習(xí)）的組織、教師與兒童以及兒童與兒童之間的溝通（以他人為媒介的學(xué)習(xí)）組織，以及兒童自我內(nèi)部對話（有工具與他人為媒介的思維）的組織.

在實驗教學(xué)中，實現(xiàn)上述三種形態(tài)的全方位溝通，也就是要通過三種媒介開展與客觀世界、他人、自我的對話，通過對話、溝通，而真正意義上的理解和認(rèn)識客觀世界、他人和自我.為此，實驗教學(xué)要搭建對話“支架”，形成對話、溝通機制，通過全方位的對話，了解和認(rèn)識要探究的主題和內(nèi)容，更好地與他人合作，豐富和完善自我認(rèn)知.

以“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗為例，實驗中非常重要的環(huán)節(jié)是對數(shù)據(jù)的分析與論證，數(shù)據(jù)分析論證也是難點.

依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”原理，分析學(xué)生已有的基礎(chǔ)是對焦點的認(rèn)知，可能的發(fā)展水平是發(fā)現(xiàn)特殊的“二倍焦距點”，進而找到凸透鏡成倒立縮小的實像、倒立放大的實像、倒立等大的實像以及成虛像的規(guī)律.

為了增強數(shù)據(jù)分析的直觀性和可視化，降低思維難度，我們選擇幾組實驗實物狀態(tài)，整合組成實物“對話”數(shù)據(jù)組，如圖1所示.建立開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生都集中在“實物數(shù)據(jù)組”周圍，便于對話與交流.選取小組代表匯報和填寫數(shù)據(jù)，如表1所示（學(xué)生測出的焦距為5cm）.endprint

為了有效突破數(shù)據(jù)分析、歸納總結(jié)的難點，搭建思維對話“支架”，在師生、生生對話中發(fā)現(xiàn)成倒立縮小實像和倒立放大實像時，物距、像距都大于焦距.接著尋找中間狀態(tài)成倒立等大的實像，并通過實驗找出規(guī)律：物距和像距相等，且都等于二倍焦距.綜合以上發(fā)現(xiàn)，歸納凸透鏡成倒立縮小的實像、倒立放大的實像、倒立等大的實像的條件和規(guī)律.進一步探究焦點以內(nèi)成虛像的條件和規(guī)律，凸透鏡成像的整體規(guī)律就自然形成了.

4搭建對比“支架”，在價值研判中優(yōu)化實驗教學(xué)

差異是資源，差異豐富了資源.差異能激發(fā)思維動機和思維活力.對比事物，同中求異，異中求同，開展價值研判，可以更好地認(rèn)識事物，為選擇提供依據(jù)，為優(yōu)化提供可能.在實驗教學(xué)中，主動引入差異，搭建對比“支架”，可以有效提升學(xué)生的價值研判能力，在價值研判中優(yōu)化實驗教學(xué).

在“探究串、并聯(lián)電路電流的特點”實驗中，不同版本的教材實驗方法不同，有些版本是直接用不同的燈泡做一次，而有些版本卻是進行前后兩次對比，第一次用相同的燈泡，第二次換用不同的燈泡.

建立對比“支架”： 直接用不同的燈泡做一次，與“第一次用相同的燈泡，第二次換用不同的燈泡”的實驗結(jié)果是一樣的，都可以得出串、并聯(lián)電路電流的特點，哪種方法更好呢？為什么？

價值研判：由于事物的本源是多樣的、差異的，因此，選用不同的燈泡來做實驗是合情合理的.但僅此是不夠的，為了擴展思考空間，先用相同燈泡，再用不同的燈泡做實驗，更能激發(fā)學(xué)生思維活力，產(chǎn)生“是不是因為燈泡相同造成串聯(lián)電路電流相等的”的疑問.基于疑問再探究，可使學(xué)生認(rèn)知無死角.

教學(xué)中可以提供價值研判的案例很多.再比如，“探究二力平衡的條件”實驗，從器材上，對比研判“卡片”與“小車”（包括其它物體）的優(yōu)缺點；從方法、步驟、程序上，研判“等值、反向、共線的

平衡——不等值、反向、共線的不平衡——等值、反向、不共線的不平衡”和“不等值、反向、共線的不平衡——等值、反向、共線的平衡——等值、反向、不共線的不平衡”以及“等值、反向、共線的平衡——等值、反向、不共線的不平衡—不等值、反向、共線的不平衡”幾種實驗程序的不同價值所在，看哪種方法更符合學(xué)生認(rèn)知.

5結(jié)語

搭建探究“支架”，是優(yōu)化實驗教學(xué)的重要舉措，是實現(xiàn)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的有效途徑.加強實驗教學(xué)內(nèi)容的整體和細節(jié)研究，是“選點搭架”的重要源泉.在教師“搭架”的基礎(chǔ)上，要逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生自我“搭架”，以此推動“最近發(fā)展區(qū)”的延伸和學(xué)生自主建構(gòu)能力的提升.

參考文獻：

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