支架搭建理論在高中化學教學實踐中的應用

吳冬冬

摘要：支架式教學是指通過搭建學習支架的方式，讓學生借助學習支架，從現有的發展水平，順利跨越學習的最近發展區，達到潛在的發展水平，完成知識的構建和學習能力的內化的教學過程。本文以人教版化學必修教材“物質的量”的教學為載體，研究支架搭建理論在高中化學課堂中的實踐與落實。

關鍵詞：最近發展區;支架搭建;物質的量

一、研究背景

維果斯基的“最近發展區理論”認為學生的發展有兩種水平：一種是學生的現有水平，另一種是學生通過努力可以達到的發展水平。兩者之間的差距就是最近發展區。教學應著眼于學生的最近發展區，為學生提供略帶難度的內容，學生在教師的幫助下搭建起學習的框架，調動學生的積極性，發揮其潛能，超越其最近發展區而達到其可能發展到的水平，然后在此基礎上進行下一個發展區的發展。而“最近發展區”與“搭建腳手架”之間的關系在支架式教學這一教學模式中得到了最為真切的描述。支架式教學是以維果茨基的最近發展區理論為基礎的一種新的建構主義教學模式，支架原本是指在建筑房屋時搭建的腳手架，是工人在蓋房子時臨時搭建的輔助工具，當房子建好之后就會被撤除，留下房子本身。而在學習過程中，支架對學生的作用和對建筑物的作用相似：1、都是幫助學生從現有發展水平上一步步自我構建達到潛在發展水平的輔助工具;2、在學生完成構建達到潛在發展水平后，支架可以拆除①。利用學習支架的幫助達到潛在發展水平的具體過程如圖所示 ：

二、教材分析

本節課選自人教版高中化學必修一第二章“海水中的重要元素——鈉和氯”第三節的內容。人教版初中化學并沒有明確出現物質的量的相關內容，因此在高中課標中對物質的量的學習目標主要是讓學生在學習物質的量內容時體驗定量研究方法在化學實驗中的重要性，將學生的思維從初中關注宏觀化學現象的定性研究中轉變到關注物質內在變化的定量研究中去，并在此過程中培養學生嚴謹的學習態度。“物質的量”是 高中化學中最重要的基本概念之一，貫穿整個高中化學的學習，在化學實驗、化學計算等方面都占據著重要的地位。它所涵蓋的內容不僅僅是一個化學概念的學習，還包括物質的量與微粒數目，氣體體積之間的相關系，同時涉及氣體摩爾體積 、溶液濃度的計算，并且與化學實驗中的計量、化學分子式的確定也息息相關。

三、教學過程設計

活動一：設置情景，引出物質的量

學生活動 教師活動 設計意圖

1、古時候有一位勇敢且聰明的勇士想娶國王的女兒，國王出題刁難，其中的一個問題是：10kg大米有多少粒？小伙子很快就想到了解決這個問題的辦法，順利地娶到了公主。組織學生進行討論：勇士是怎么求出10kg大米的數量的？

2、舉例討論生活中以集合體出現的物質。 支架搭建一：通過引導學生解決日常的難題，使學生初步體會到當物質的數量比較龐大時，可以引入集合體的概念進行計數。

并對學生的回答進行評價、補充 通過類比遷移， 初步建立集合體的概念，體會學習物質的量的必要性，發展科學探究與創新的意識。

[過渡]從初中化學的學習中，我們知道宏觀世界的物質是由看不見的原子、分 子或者離子構成的，而微觀粒子數目非常龐大，為了方便計量，是否可以將一定數目的微觀粒子當作一個整體？這個整體應該用什么來表示呢？

學生活動 教師活動 設計意圖

3、歸納總結1mol 物質所含微粒數為 NA，約為6.02×1023 mol-1

4、感受阿伏伽德羅常數的大小：

（1）截止到2021年3月，全球人口將近76億，如果把6.02×1023粒大米給全球76億人吃，每人每天吃一斤，可以吃多少年。

（2）如果把6.02×1023個一角硬幣排成一行，可以繞地球赤道（赤道周長40076KM）多少圈？

5、類比物理量時間與秒的關系;長度和米的關系等，理解摩爾是物質的量的單位

6、用類比方法計量紙巾數量和物質的微粒數

7、總結物質的量與微粒數之間的關系式、填寫學案，練習鞏固 支架搭建二：

經過實際計算和生活的經驗相結合，學生能夠體會到一摩爾代表的粒子數目是龐大的，因此摩爾不會用在宏觀物體的計量中，從而自主構建出摩爾代表的是微觀粒子的數目，而摩爾又是物質的量的單位，因此物質的量也不是用來描述宏觀的集合體，而是描述微觀粒子的集合體 。

支架搭建三：組織學生回憶之前學過的國際物理量及其單位，引導學生進行類比，理解物質的量及其單位摩爾的概念。

支架搭建四：通過類比紙巾數量的計算方法推出物質微粒數的計算公式

引導學生總結出計算公式，并做出評價、糾錯、引導和小結 通過搭建與生活 實際相聯系的支架幫助學生更透徹的理解摩爾的概念，并重新認識 物質的量的概念。

通過已知事物類比陌生事物，能夠促進學生對新概念的理解。通過類比計算總結出公式，能夠幫助學生自主建構計算模型，培養學生宏觀辨識與微觀探析、證據推理和模型認知的學科素養。

活動二：類比遷移，學習摩爾質量

[過渡]1瓶農夫山泉礦泉水中含有多少個水分子？我們能否計算出 18g 水中所含有的水分子數？如果不能，還需要知道什么？（學生：還要知道 18g 水有多少 mol？）

活動三：問題驅動，學習摩爾質量

學生活動 教師活動 設計意圖

8、看教材 P50 圖 2-19，知道18g水的分子數目。

9、解決問題：1 瓶農夫山泉 550ml，含有多少個水分子？

10、完成學案上的練習

11、歸納公式：M=m/n n=m/M 支架搭建五：通過問題引導，使學生解決問題“一瓶礦泉水中含有多少個水分子？”

[過渡]通過本節課的學習，你有何收獲？

通過分析概念并 繪制概念圖，培養宏微結合意識，和證據推理能力。

四、教學反思

“物質的量”的概念是鏈接物質宏觀與微觀之間的重要橋梁，為我們打開了一扇從宏觀世界通往微觀世界的大門。但是物質的量相關內容對學生來說比較抽象，因為其遠離學生的生活，與學生既有的知識結構關聯也不大的，所以學生理解起來比較困難。本節課在教學過程中，通過結合學生已有的知識的經驗搭建學習支架引導學生從宏觀、微觀等多角度理解物質的量相關概念，加深學生對概念的理解，培養學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養。最后通過繪制概念圖進行總結，讓學生理解概念間的關系，培養學生證據推理與模型認知、科學精神與社會責任等核心素養。