支架式教學模式下的物理習題教學

【摘要】新課程改革的基本理念是以學生發展為本，強調“學習方式的轉變”發揮學生的主體作用，這就要求教師要轉變教學方式。建構主義提出的“支架式教學模式”強調學習過程中的“方法與理解”，這與新課程的理念相同。習題教學一直是物理教學中非常重要的環節，物理的許多能力與技巧都是從習題解決中學習來的。本文首先簡要說明支架式教學模式，然后設計教學案例，談談支架式教學模式要如何應用在物理教學中。

【關鍵詞】支架式教學模式 習題教學 物理

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）03-0153-02

新高中物理課程標準課程的基本理念提到：“在課程實施上注重自主學習。強調學生要自主學習，要積極參與到學習活動中。通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養其科學探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神[1]。”為了突出學生學習的主體性，教師的角色應轉變為學生學習的主導者。教師應該給學生“授之以漁”而不是“授之以魚”，教學方法也應從側重“強化”轉變為側重“方法與理解”。這一理念與建構主義中的“支架式教學模式”的理念是相同的。

習題教學是物理教學中非常重要的一個環節，學生在解決習題中運用知識，學習解決問題的方法和技巧。然而在現行的習題教學中，許多教師仍傾向于用大量的題目練習來達到強化解題方法的目的，并美其名曰：熟能生巧。這種方式雖然在應試過程中有一定效果，但對學生的能力培養和終身發展來說弊大于利。教師在平常教學中留給學生自主探索的機會少，習慣將自身的知識和方法“灌輸”給學生。久而久之，學生就失去了自主思考問題的動機和能力。為了能在習題教學中體現新課程的基本理念，教師應該把自主探索的空間交還給學生。教師引導著教學的進行，通過為學生提供一系列的示范、幫助和指導，讓學生受到啟發，掌握解題的方法，從而進行自主的探究。這正是“支架式”教學中所倡導的。

1.認識支架式教學（scaffolding instruction）

支架式教學是建構主義學習理論的一種教學模式。它以學習者當前發展水平為基礎、系統有序的運用多種方法、策略引導學習者不斷建構自己，將學習者的智力從一個水平引導到更高水平的教學模式[2]。這種教學模式最初是以維果斯基的“輔助學習”為基礎的[3]。在支架式教學中，教師幫助學生把復雜的學習任務加以分解，向他們提供一套恰當的“概念框架”[4]。通過教師的引導，使學生掌握和內化那些能使其從事更高認識活動的技能。一旦掌握這些技能，學生便可以對學習進行更多地自我調節，有利于調動學生學習的主動性和積極性，且有利于培養學生的思維能力。

在支架式教學中，教師為了把學習任務逐漸轉移給學生，需要搭建起一系列的“支架”，當學生達到預定的水平后，再逐漸撤去支架。因此，支架式教學有個明顯的特征，就是強調教師的指導（或干預）逐漸減少，最終使學生具備獨立解決問題的能力[3]。

2.支架式教學模式下的習題教學

根據支架式教學的理念，結合習題教學的特點，支架式教學模式下的物理習題教學可分為三個環節：①預熱；②搭建“支架”，共同探索；③減少“支架”，獨立探索。接下來本文以高中物理《選修3-5》中《反沖運動》的“人船模型”的習題課為例，說說習題教學中如何應用支架式教學模式。

2.1 預熱

這是教學的開始階段，教師必須將學生引入一定的問題情境中。習題教學里的這一階段，教師需要讓學生細心審題。通過審題找到題目中的關鍵詞和隱含條件，然后走入題目具體情景中。

在“人船模型”這節課中，首先給出這一模型的典型例題：如圖1，長度為L，質量為M的小船靜止在水中，一個質量為m的人站在船頭，不計水的阻力，在人從船頭走到船尾的過程中，船和人對地的位移分別是多少？學生通過讀題，可以找出例題的基本信息，在腦中開始形成例題的基本物理情景。

2.2搭建“支架”，共同探索

共同探索，就是強調在教師的指導下，促使學生通過自己的思考，找到正確的思路，教師充當為學生搭建支架的角色[3]。教師需要把學生進一步引導到“最佳問題情境”中。所謂“最佳問題情境”，就是能夠使學生的已有經驗與新的問題情景產生矛盾沖突，從而激發學生探索的興趣的地方[5]，也就是通常說的“最近發展區”。當學生到達了“最佳問題情境”后，教師便可利用各種類型的支架，例如范例支架、問題支架、圖表支架、工具支架等[6]，為學生搭建起向上攀登的扶手。教師搭建的支架將會對學生的探索方向有很大影響。與此同時，教師搭建支架的過程也是學生學習解題方法的地方。學生通過對某一類型習題的探索，配合教師給予的示范、建議、啟發和引導，最終在頭腦中建立起問題模型。

在上述例題中，學生一開始可能會出現摸不到北的情況。題目要計算位移，就要先計算速度，計算速度又需要加速度和時間。然而題目沒有給出求得加速度和時間的條件。這是學生解題過程中遇到的第一個難點，此時需要教師給予幫助。教師可以采用如下的“問題支架”來幫助學生：①題目中“不計水的阻力”，這個條件說明了系統受力情況是怎樣？②利用動量守恒解題的好處是什么？通過思考第一問，學生可以知道系統動量守恒mv人=Mv船；思考第二問，可以明白為什么要使用動量守恒來解。

利用動量守恒的式子只能求得人和船的瞬時速度，如何進一步求得位移，這是第二個需要教師搭建支架的地方。教師可以給學生補充必要的數學處理技巧——把整個運動看成由許多時刻組成，已知每一時刻對應著一個瞬時速度。根據位移公式S=vt，對題中動量守恒式子兩邊同時乘以t，得mS人n=MS船n（S人n、S船n分別代表某一時刻人和船的位移）。利用每一時刻的瞬時速度vn，即可求得每一時刻的位移Sn。因為人在做單方向的直線運動，所以總位移等于S人=S人1+S人2+…+S人n。同理得船的總位移為S船=S船1+S船2+…+S船n。最終動量守恒表達式寫成mS人=MS船。這樣就找到了計算位移的方法。

只有式子mS人=MS船是無法解出S人和S船的。這就需要學生找出人和船的位移之間的大小關系。這也是第三個需要教師搭建支架的地方。教師可以要求學生獨立畫出人在船尾和人在船頭兩個狀態的示意圖，并標出相應的位移關系。許多學生在作圖時常忽略保持系統動量守恒，畫出錯誤的位移關系。為了能讓學生深刻認識到該點，教師可以采用兩種“支架”來提醒學生：一是“建議支架”，要學生注意動量的矢量性，注意初末狀態動量是否相同；二是“范例支架”，將正確和錯誤的兩幅位移圖展示出來（圖2、圖3），并讓他們對此進行判斷對錯。錯誤的實例能更好地引起學生對錯誤的重視，而正確的例子能夠給予學生正確的示范。最后教師可以利用多媒體課件把人從船頭走到船尾的過程展示給學生，加深學生對人船模型運動特點的理解。這就用到了“工具支架”。

通過以上三次支架的搭建，教師對人船模型的特點加以總結，學生基本能在頭腦中建立起問題模型了。

2.3 獨立探索

支架式教學強調教師指導干預的逐步遞減和學生能力的逐步遞增。在共同探索的基礎上，教師可以放手讓學生自主決定自己探索的方向和問題，選擇自己的方法。從某種意義上說，學生只有通過自己的獨立探索，才能進一步體會該題型的解題技能。

在講授了“人船模型”的上述例題后，教師可以給學生兩道變式題，讓學生掌握解決這一模型的解題方法。變式題如下：①質量為M的熱氣球吊框中有一質量為m的人，共同靜止在距離地面為h的高空中，現從氣球上放下一根質量不計的軟繩，使人沿繩子安全滑到地面，則軟繩至少要多長？②一個質量為M，底面邊長為L的劈靜止在光滑的水平面上，見左圖，有一質量為m 的物塊由斜面頂部無初速滑到底部時，劈移動的距離是多少？與原例題相比，變式題①仍是系統動量守恒，但位移方向從水平變成豎直；變式題②變成單一方向的動量守恒，位移計算只需要考慮水平位移。學生在解決兩條變式題時，教師不再需要一步一步的引導。只有在學生出現較大困難時，給予一些“建議支架”，提醒學生注意某些關鍵地方。對同一類型的題目進行變式，即能夠幫助學生熟悉該類型題目的解題技巧，又能讓學生從不同角度去體會這一題型的特點。這樣學生才能養成獨立思考的好習慣。

3.結束語

支架式教學模式強調教學對學生的后繼作用，關注學生在離開教師指導后的作為，并希望這種后繼作用能夠提高到以后的學習中。這和我們在習題教學中要達到舉一反三的境界是不謀而合的。在習題教學中融入“支架式教學模式”，把探索空間交還給學生，讓學生通過教師的指導進行獨立探索，即減輕了學生和教師的負擔，又能提高教學的有效性，走出“題海戰術”的怪圈。

參考文獻：

[1]中華人名共和國教育部. 普通高中物理課程標準（實驗）. 北京： 人民教育出版社， 2003

[2]朱琳琳. 關于支架式教學基本問題的探討[J].教育導刊，2004，（4）： 4-5

[3]壽千里. 高中物理中的支架式教學模式淺析[J]. 中學物理， 2009，（6）：1-3

[4]張建偉， 陳琦. 從認知主義到建構主義[J]. 北京師范大學學報（社會科學版）， 1996， （4）：75-82+108

[5]高芹.“支架式教學”的理論與實踐探索[J]. 中國電力教育，2010，（4）：49-50

[6]劉若嘉.“支架式教學”在物理教學中的應用[J]. 中學物理教學參考， 2009，（3）：13-14