淺談支架式教學模式在高中物理課堂教學中的應用

徐斌

1.引言

初中物理強調對物理現象的定性理解，高中物理更注重對事物發生規律的定量分析，因而初中物理到高中物理跨度大、階梯過高，高一新生難以順利實現知識的銜接。如何幫助學生順利過渡，提高課堂的有效性成為高中物理教師階段性的重要任務。本文以建構主義的學習理論為基礎，試圖將維果茨基的支架式教學模式應用到高中物理課堂的教學中，解決初、高中物理學習的銜接問題。

2.支架式教學模式簡介

支架式教學（scaffolding）是指以學生為主體，利用情境、協作、搜索、會話等方式在“最近發展區”內開展教與學，充分發揮學生的積極性、主動性、創造性完成對所學知識的建構和能力的提高。它是基于維果茨基的社會文化理論中的“最近發展區”的概念，定義為“實際的發展水平與潛在的發展水平之間的差距，前者由獨立解決問題的能力而定，后者則是指在成人的指導下或是與更有能力的同伴合作時，能夠解決問題的能力。”在支架式教學模式下，教師在超出學生能力的任務內容上為學生提供支持，使得學生能夠集中精力去掌握需要完成的任務。教學支架對學習有五個基本的特征：提供支持;具有工具的性能;擴展學習者所能達到的范圍;使學生能完成本來不可能完成的任務;只有在需要的時候才選擇使用。

3.支架式教學模式的基本環節及應用舉例

3.1 支架式教學模式的基本環節

（1）創設情境——將學生引入一定的疑難情境，讓學生在知識建構的過程中切實體驗面臨的困難，激發積極探索的欲望，形成內在的學習動機，學生通過直觀的實驗觀察，獲取信息進行猜想并積極投入到課堂學習中去。

（2）搭建支架——圍繞當前學習主題，按認知規律為學習提供支架。教師在搭建支架時，首先要根據學生的認知特點設置符合認知規律的支架。其次，要保證支架處于“最近發展區”之內，保證學生在“最近發展區”的范圍內完成有挑戰性的學習任務。

（3）獨立探索——首先由教師為學生確立目標，讓學生進行探索嘗試。在該過程中，教師可以啟發引導，可以做演示、提供問題解決的原型，也可以給學生以反饋等，但要逐漸增加問題的探索性成分，逐步讓位于學生自己的探索，最終放手讓學生自己決定其探索的方向和問題，選擇自己的方法，獨立探索。

（4）協作學習——每個學生獨立探索得到的觀點很可能不一致，但可以通過小組討論的形式，先讓每一個組員依次匯報自己的觀點，其他人聽取匯報并根據自己的結論進行補充或反駁，最終剔除偏離主流意見較遠的觀點，使大家的意見達到一致。這一階段可以采用循環進行的模式，進行多輪的討論，逐漸地減少分歧，最終達成一致的結論。對于教師來說，要求他們將全班同學進行恰當分組并選好每組的小組長，小組長用來主持討論的過程，教師則在整個過程中監控全班學習的動態，維持好課堂的紀律并把握好時間。本環節我們設計如下示意圖作簡要概括：

（5）效果評價——包括學生個人的自我評價和小組成員之間的相互評價，教師和學生直接的交互性的評價，做到總結性評價和過程性評價相結合，并且評價要盡量全面。比如，對學生的評價：自主學習的能力和態度;對小組協作學習所作的貢獻;是否完成對所學知識學習的意義建構等。對教師的評價：教師所提供的教學支架是否有效，效果如何。

3.2 支架式教學過程中“教學支架”搭建的應用舉例

以粵教版高中物理教材必修2第四章第四節“機械能守恒定律”為例，對支架式教學過程中“教學支架”的搭建環節作一般介紹。

3.2.1 教學的前期分析

學生的前概念分析：學生在初中階段學習過動能、勢能的概念及其相互轉化，并對于能量的轉化在生活中的應用有一定的認識。為更好地了解學生的前概念情況，在前一節課結束時設置以下問題：

（1）什么是動能？舉例說明？ （2）動能的大小跟哪些因素有關？為什么？（3）什么是勢能？舉例說明？（4）勢能的大小跟哪些因素有關？為什么？（5）機械能是什么？（6）什么情況下機械能是守恒的？為什么？

通過學生對以上問題的回答，我們對學生的前概念情況更加了解：

（1）學生對“動能”、“勢能”的概念的理解是準確的，且能用生活中的實例說明。（2）學生對動能、勢能的影響因素有一定認識，但處于感性記憶階段，不能定量分析。（3）學生對機械能守恒的本質缺乏理解。

3.2.2 學生學習目標的確定

深入了解學生的前概念之后，我們參考課標要求，認清學生現有水平和教學目標之間的差距，確立生三個層次的學習目標：

（1）理解物理概念、規律的含義。包括動能、勢能、機械能、機械能守恒定律的含義，機械能守恒的條件;

（2）會進行機械能守恒定律的推導;

（3）運用規律解釋相關物理現象、解決相關物理問題;知道運用機械能守恒定律思考實際問題的便捷性。

3.2.3 在學生的“最近發展區”內搭建支架

（1）確定學生的“最近發展區”

本文設計了圖2所示的坐標圖說明“最近發展區”的含義。

（2）基于對前概念分析，學生還不能從功能關系以及能量的轉化出發理解機械能守恒的條件，不能進行機械能守恒定律的推導，不能將機械能守恒定律準確應用到具體實例中去。基于以上分析，我們在學生已有水平和期待水平之間（也就是最近發展區內）選取介入點搭建支架，具體表1。

在課堂教學中，以上三個層次的目標可以相互滲透，不必拘泥于逐層次實現，教師應當依據學生的認知規律和課堂實際情況引導學生實現目標，可搭建以下類型的支架：

①范例支架。即符合學習目標要求的己有學習成果。比如，可以讓學生回顧自由落體運動和豎直上拋運動的規律及其探究過程。

②問題支架。即在學習過程中，為了完成某一學習目標，使學生所面臨的未知狀態。比如，游樂園中小孩滑梯的過程機械能是否守恒？你能舉出生活中動能和勢能相互轉化的實例嗎？它們的能量轉化過程有什么共同點？

③建議支架。即當學生在學習過程中陷入困境時，教師所提供的適當建議。比如，我們可以從做功的角度去考慮能量的相互轉化。在機械能守恒定律的推導上，我們可以建議學生使用動能定理。

④工具支架。即為了讓學習順利的進行，教師所提供的交流、器材、書籍等。比如，我們可以提供驗證機械能守恒定律的器材，讓學生自己去探索能量轉化過程的規律。

⑤實驗支架。即教師提供直觀的演示實驗或學生實驗，讓學生自主探究知識，得出結論。

4.總結與反思

本教學案例在學生的“最近發展區”內搭建了多種形式的支架，使學生從已有知識水平出發，在獨立探究和教師的適時指導中逐步完成學習目標，通過小組討論形式的協作學習能夠提升學生課堂探究的效率，大量的問題支架和建議支架使得學生能夠在理解的基礎上逐步將新概念、規律融入到原有的認知圖式中，實現對知識的建構。不僅如此，支架式教學模式將復雜抽象的物理規律逐步分解為階梯式的學習任務，使得學生在探索的過程中學習能力得到不斷的攀升。

當然，支架式教學模式對教師多方面的能力提出了較高要求。首先，支架式教學模式是建立在對學情的充分了解基礎之上的，因而教師教學前的任務會較為繁重。其次，由于支架式教學模式是建立在學生進行充分的獨立探索和協作學習的基礎上的，因而教師在課堂上的角色扮演尤其復雜、靈活多變，對教師掌控課堂的能力有相當高的要求。此外，對于教學支架的構建應該是動態的、可變的，需要教師根據學生的課堂反應及時調整，因而教師的監控能力、觀察能力以及應變能力也至關重要。【本文系廣州市“十三五”規劃重點課題“基于學科核心素養的中學課堂教學策略轉型研究”（項目編號：201811552）階段性成果】

責任編輯 徐國堅