支架式教學在中學物理教學中的應用

王芳芳 祁瑞娟

摘要：支架式教學強調在學習者的最近發展區搭建概念框架。實施教學前對學習者進行分析就是了解其最近發展區的過程。物理知識環環相扣，探究性強，將支架式教學運用到物理教學中能夠有效地幫助學生建構自己。從支架式教學的四個基本步驟入手以楞次定律為例探究支架式教學在物理學科中的應用。

關鍵詞：支架式教學；教學支架；物理教學

1引言

支架式教學是建構主義教學模式下，以著名心理學家維果斯基的最近發展區理論為基礎，開發出的一種較為成熟的教學方法。該方法以學習者當前的發展水平為基礎，系統有序地運用多種支架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另一個更高水平。

在教學實施前了解學生的認知發展情況，可以知道當下學生有哪些理解和認知能力，從而搭建合適腳手架以幫助學生從一個水平進階到一個更高的水平。支架式教學的定義中強調教師或引導者應事先把復雜的教學任務加以分解，我們認為此過程是在分析完學習者的情況后設計一些支架如問題支架、建議支架、實驗支架、預留支架等，從而組成整體的概念框架，即搭建腳手架。目前多數學者普遍認為支架式教學應包含以下四個基本步驟：搭建腳手架、創設情境、協作學習、自主探究。

2教學支架

支架是建筑學常用的名詞，又名腳手架。即工人們在建造建筑物時搭建的暫時性平臺。在學習情境中，學生知識的建構需要教師以環境為中介為學生提供有效的幫助和支持，借此來促進學生認知、社會情緒、行為的發展。教師通過解釋環境中的事件幫助學生學習的行為就是起一種支架作用。常見的教學支架有以下4種：問題支架、建議支架、實驗支架和預留支架。對支架分類后我們發現，教學過程還應由不同層級的支架構建而成，其中有一條支架主線是實現教學目標的核心，我們稱其為主支架。主支架是指貫穿一節課始終的一種教學支架，比如問題支架，常用于支架式教學4個基本步驟中的情境創設，即通過某一問題或實驗將學生帶入某一情境。基于物理學科的特殊性，主支架應由某一實驗或某一問題擔任，教師從實驗或問題入手，帶領學生進入某種教學情境，以該實驗或問題貫穿一節課的始終，從而達到學習新知識的目的。

主支架在教學過程中發揮主導作用，貫穿始終。為了一步步達到教學目標，還需在主支架上搭建一些小支架，我們稱其為輔助支架。教學是在主支架的基礎上，通過輔助支架層層遞進激發學生思維的過程，類似蓋房子的腳手架。依據實際，實驗在物理教學中擔任主支架的可能性較大。輔助支架則由問題、建議等承擔，這些支架的目的是幫助主支架完成對某一知識點的闡釋。如圖1所示，在支架式教學中，學生的思維根據教師搭建的支架層層遞進，而學生的思維過程正是學生理解知識點的必要途徑。當教學支架被撤去后，通過思維過程形成的知識框架仍舊屹立在學生的記憶中。

3 楞次定律教學實例

3.1搭建支架分析

【學習者分析】學情分析：楞次定律是電磁感應規律的重要組成部分，學習楞次定律是分析和處理電磁感應現象問題的重要支柱之一。認知分析：高二年級學生在觀察電磁感應演示實驗時能夠解釋插入、拔出磁鐵時磁通量發生變化，從而產生感應電流。1.已經掌握了磁通量的概念，并會分析磁通量的變化。2.已經知道了條形磁鐵的磁感線分布。3.已經利用（條形磁鐵、電流計、線圈等）實驗器材研究感應電流產生的條件。對學習者的分析表明，學生已掌握的知識能夠支撐學生學習楞次定律。因而可以選擇實驗原理能夠被學生理解的實驗作為主支架創設情境。

【教學目標】對學習者進行分析后，結合高中物理教學標準，將本節課的教學目標設定為以下幾個部分。知識技能：（1）知道感應電流自身也會產生磁場，認識感應電流自身產生的磁場是學習楞次定律的關鍵。（2）知道磁體插入時磁通量增加，抽出時磁通量減少。（3）理解楞次定律的內容：①明白定律中“誰阻礙誰”，即感應電流產生的磁場的磁通量阻礙原磁場的磁通量；②搞清楚阻礙什么，即阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身；③掌握如何阻礙，即原磁場的磁通量增加時，感應電流產生的磁場方向與原磁場方向相反（阻礙其增加），當原磁場的磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同（阻礙其減少）；④明白定律中阻礙的意義。（4）會運用楞次定律判斷一般情況下感應電流的方向。動作技能：學生能夠連接試驗、做圖、畫表、記錄實驗數據。

在搭建教學支架時應考慮學生現有知識水平，參考課程標準設定學生能夠達到的教學目標。如，某一問題支架為“閉合電路中沒有電流，那么電流是怎么產生的？” 搭建這一問題支架時應預設學生能夠準確地回答出感應電流產生的條件。

3.2創設情境——主支架

采用演示實驗作為主支架創設情境。如圖2所示，通電螺線管與兩個反向并聯的發光二極管串聯，將磁鐵插入、抽出螺線管，讓學生觀察現象。選用此實驗作為主支架是因為該實驗包含了感應電流的產生、感應電流的方向、引起感應電流的磁通量等知識。該部分知識是學生理解楞次定律的基礎。

3.3協作學習——輔助支架

創設情境后應緊接著進行實驗原理探究，以緊湊的小支架協助學生理解實驗原理。從而步步深入，構建自身知識框架。

（1）建議支架：發光二極管具有單向導電性。二極管具有單向導電性這一性質在此實驗中的作用是至關重要的。學生在觀察演示實驗現象的同時，知道了二極管具有單向導電性，就意味著學生理解了磁體插入、拔出螺線管時感應電流的方向是不同的。

（2）問題支架：為什么兩個二極管會發光？二極管能發光就說明串聯二極管的電路中有電流產生，這一顯而易見的問題能為下一個問題作鋪墊。

（3）問題支架：閉合回路中沒有連接電源，電流是怎么產生的？教師在給出第一個建議支架時就已經為此問題做出了預設，而這個問題的答案很容易回答。本節內容之前學生已經學習了感應電流的產生條件，回答此問題就如同回答感應電流的產生條件。學生對此問題的思考可以順理成章地引出“引起感應電流的磁通量”這一概念。

（4）預留支架：感應電流自身也會產生____。此處采用預留支架是因為在理解了“引起感應電流的磁通量”這一概念后，學生不容易立刻想到感應電流自身也會產生磁場。這是一個轉折點，教師須要通過這個填空引出楞次定律中的第二個關鍵詞“感應電流的磁場”。

（5）問題支架：N極插入時紅燈亮，根據二極管的單向導電性能否判斷出電流的方向？判斷感應電流的方向是一個媒介，在理解楞次定律時學生需要通過這個橋梁找出感應磁場與引起感應電流的磁通量之間的關系。

（6）問題支架：知道了感應電流的方向，能否判斷感應電流激發的磁場的方向？在前面的學習中，學生已經學習了安培定則，并能夠通過安培定則判斷電流激發的磁場方向。此處通過問題支架引導學生回憶安培定則，并運用其判斷電流激發的磁場的方向。

3.4自主探究

在協作學習的環節，教師通過支架幫助學生完成部分知識的構建。此處，為學生提供一個預留支架引導學生進行自主探究，完成自我知識構建。

預留支架：楞次定律原理匯總表。學習楞次定律的關鍵在于清楚感應磁場與引起感應電流的磁通量之間的阻礙關系，而“阻礙”二字不能抽象地講給學生，需要通過一系列的理論論證。所以在理清了整個演示實驗的原理后，通過表格（表1）將實驗原理有序地排列出來可以使學生一目了然地找出阻礙的關系，因此楞次定律就應用而生。

4 支架式教學模式的應用反思

4.1搭建支架要靈活

將支架式教學運用到物理教學后我們發現，大部分學生能夠跟隨教師的講課思路進行思考，但也有小部分學生跟不上教師的節奏。分析認為，對于程度較差的學生而言，某些支架設計得有些難度，以至該部分學生無法利用教師搭建的支架建構自己，從而失去了該部分支架的意義。所以支架的設計和選擇尤為重要。教師在設計支架式教學時應將此類問題考慮在內，提前準備一些簡單的、更為細致的小支架（如建議支架），以引導個別跟不上思路的同學構建知識框架。

4.2支架要豐富多樣

在楞次定律的講解中學生的思維跟隨教師的支架一步步升華，但單一的教學支架會引起學生的思維疲勞，也不能有效地起到激發學生思維的作用，此時豐富多樣的支架能夠幫助學生建立起最近發展區內的知識體系。

此外，我們無法只用實驗或問題讓學生明白什么是楞次定律。同樣的只用建議引導的課堂會缺乏物理課應有的樂趣。所以為了更好地激發學生的思維，在支架式教學中我們采用各種各樣的支架以達到激發學生興趣、引導學生思考的目的。

5 結束語

依據物理學科的特殊性，在教學過程中，直接為學生講解某個知識點是枯燥的、難以理解的。這就須要教師在授課過程中通過一些中間媒介幫助學生理解新的或者抽象的概念。支架式教學注重知識的銜接，能有效地激發學習者自身對知識的探索熱情，且更加符合當下的創新教育對師生的要求。從這一點出發，為了有效地激發學生的思維，教師在教學過程中須要運用各種手段以達到引導激發學生的目的。而多種多樣的教學支架恰能起到這一作用。實踐表明，運用支架式教學能夠有效地激發學生的思維。

參考文獻：

[1]斯滕伯格，威廉姆斯（美）.教育心理學[M].中國輕工業出版社，2003： 51-52.