劉克實
(江蘇省蘇州市吳江汾湖高級中學 215211)
互動是物理課堂教學的主要組成,為了讓互動更加充分而深入,我們要搭建與之適應的教學支架.從本質上來講,教學支架其實就是一種協助,它能夠幫助學生完成那些獨立狀態下所無法完成的任務.支架在教學中的應用和學生、學習內容等因素有關,教師在設計支架時必須要積極考慮三者之間的關系.
圍繞課堂互動來搭建教學支架時,維果茨基的理論給予了我們很大的啟發,他指出學習和發展應該源自社會互動,其主要形式就是課堂互動,就學生的發展而言,他們應該有兩種水平:其一是現有水平,即學生獨立活動所能達成的問題解決水平;其二是學生可能達到的水平,即通過努力可以達到的層次.兩種水平之間存在一個最近發展區,這是學生依靠個體力量無法獨立完成,需要借助他人的幫助才能完成的一類任務,在教學互動中,我們以提供建議、啟發思考、組織討論等方式來給予幫助,巧妙搭建各類支架,幫助學生完成最近發展區的跨越,最終實現能力的發展和提升.
在物理教學過程中,為了有效推動課堂互動,我們所搭建的支架類型,一般可以分為以下幾種.
物理教學涉及到很多實驗儀器的使用方法,比如打點計時器的使用,這是學生進入高中階段所接觸的第一個學生實驗.面對陌生的器材,學生難免會因為緊張而手足無措,教師這時一方面要引導學生明確它的工作原理,另一方面更要以實際操作的方式來為學生提供示范,讓學生明確怎樣穿紙帶、怎樣放置(更換)復寫紙、怎樣連接線路、怎樣規范化打點操作等等.
物理研究中還涉及到很多技能性很強的分析方法,比如受力分析,雖然這一點在初中學生也有所接觸,但是高中階段的受力分析顯然更加復雜,如何確定研究對象、如何判斷彈力的存在和方向、如何判斷摩擦力的存在和方向等等,諸如此類的問題都需要教師予以有效的示范.
上述知識和技能學生都缺乏經驗支撐,如果沒有老師的幫助,他們可能寸步難移,因此必須要搭建示范性支架,讓學生的探索有所依靠.
物理思維強調思維的有序化和嚴謹性,要引導學生合理有序地規劃好自己的思維,教師要提供完整解決方案的例子,這就是我們所說的范例.尤其是學生第一次接觸某一個知識點或規律時,如何將其和問題聯系起來,如何進行規范化解題,這些都要范例的指引.
比如運用楞次定律來判斷感應電流的方向,教師一定要通過范例來給予學生有效的引導.就楞次定律的內容而言,文字表述不長,但是蘊含的內容卻不少,涉及到原磁場的方向、引起感應電流的磁通量變化、感應電流磁場的方向、感應電流的方向,每一個名詞都相當關鍵且拗口,如果只是和學生反復咀嚼文字,學生是無法獲得什么感觸的,我們通過具體問題的范例,才能引導學生更好地把握住感應電流方向的判斷操作.
問題支架是教學過程中使用頻率極高的支架,學生在問題的引導下能夠更加清楚地把握住探索的方向.對于那些難度較大的學習內容,教師可以設計問題串,為學生搭建一個支架組,讓學生在互動中解決學習難點.
以探究加速度與力、質量的關系為例,教師可以設計這樣的問題串:
(1)加速度怎么測定?有無更加簡便的方法?
(2)誰來提供力?只有這個力影響運動嗎?如何測定這個力?
(3)摩擦力怎么處理?怎么平衡?如何確認摩擦力已經被平衡?
(4)研究多項因素同時影響某一物理量,如何規劃實驗?怎樣控制變量?
(5)面對眾多數據,如何處理?可以由圖象找到加速度和力之間的線性關系,加速度與質量的關系圖象是線性關系嗎?怎么辦?
(6)實驗的誤差可能是什么造成的?你認為實驗探索中還存在哪些需要注意的地方?
以上問題將激活學生的思維,也為學生的合作學習提供了議題,圍繞問題的分析和討論,他們將逐步完成實驗設計,并通過實驗得到問題的解決.
教學中,我們搭建支架時要講究策略,畢竟學生是充滿個性和智慧的一個特殊群體,富有策略的支架設計才能匹配學生的發展需要.
在教學中,面對一個確定的學習任務,我們可以用多種不同的形式來設計支架,針對不同的學生予以選擇,以引導他們跨越最近發展區.

比如這個問題:如圖1所示,AB和CD是兩根長度足夠,且相互平行的傾斜金屬導軌,彼此間距為L,傾角為θ.現有一個勻強磁場垂直于導軌所處平面,傾斜向上,磁感應強度為B.已知A、C之間接入的電阻為R,一根電阻為r,質量為m的金屬棒ab垂直于導軌放置,且由靜止開始向下滑動,不計一切摩擦,試分析ab棒所能達到的最大速度.
筆者在引導學生圍繞這個問題進行互動時,搭建了以下兩種支架:
(1)出聲思維:當導體棒速度達到最大時,其加速度為0,受力平衡,即重力分量和安培力等大反向,據此可以求得感應電流;再根據歐姆定律可得電動勢;最后結合電磁感應定律可得導體棒的速度.
(2)提問:①導體棒運動過程中受到哪些力?這些力都有怎樣的特點?②導體棒的加速度在過程中有何特點?③你知道最大速度時的受力特征嗎?⑤導體棒的最大速度和受力有關嗎?
以上兩種設計的基本思路不同,前者側重由目標出發,單刀直入;后者側重過程分析,抽絲剝繭.不同的設計方式各有特點,需要教師結合具體的學生需要進行選擇.
對于不同的教學對象,教師要選用不同的介入節點、不同的形式、不同的退出節點來設計教學支架.
比如運用動能定理來完成問題分析,一般有以下步驟:(1)確定研究對象和研究過程;(2)明確初末狀態的動能;(3)受力分析;(4)確認各力做功的情況;(5)建立方程.不同的學生遇到的障礙可能是不一樣的,為此教師要結合需要選擇合適的介入點以及恰當的支架方式,并結合動態評估確定合適的退出時機.
在實際互動過程中,教師往往要采用多個教學支架來促進學生完成任務,比如伏安法測電阻兩種連接方式的誤差分析.我們首先要提供“視覺性呈現”的支架,提供如圖2所示的電路圖;然后再提供問題支架,提出三個問題:(1)外接法(內接法)哪個電表讀數存在誤差?(2)誤差是怎么造成的?(3)如此造成的誤差使得結果偏大或偏小?最后,在學生已經有所認識之后,我們以出聲思維來幫助學生一起總結,并提煉誤差分析的一般化操作.

以上誤差分析,我們搭建了三種支架,在教學中搭配使用,可以取得較好效果.總之,支架形式的選擇和搭建需要教師根據學生的需要順勢而為,唯有如此,我們的支架搭建才是成功的.
參考文獻:
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