建構支架式教學 踐行學科核心素養

姜 琳

（杭州市勇進實驗學校）

一、理論背景

培養學生的核心素養是新一輪課改的目標，它要求學科教學要從原來三維目標的培養轉變為核心素養的培養，從知識為本的教育轉向以人為本的教育，這樣的學科教學才是有價值的，才是適合人的終身發展和社會發展需要的。物理學科的核心素養主要包括物理觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任四方面。

“支架式”教學模式是建構主義的一種教學模式，這種教學模式的理論依據是著名心理學家維果斯基提出的“最近發展區理論”。該理論認為：學生的學習狀態有兩種水平，一種是目前已達到的水平，一種是潛在可能達到的水平。這兩種水平之間的距離就是最近發展區。教學中，教師要介入學生的發展，就必須找到最適宜的介入點，最近發展區為教師的介入提供了一個理想的空間［1］。

圖1

支架式教學由以下幾個環節組成：（1）搭腳手架；（2）進入情境；（3）獨立探索；（4）協作學習；（5）效果評價。它以學生為中心，利用情境、協作、探索、會話等方式充分發揮學生的主動性和積極性，使學生能有效地實現對所學知識的意義建構，又隨著學生對知識和方法的掌握而逐漸撤去支架。

圖2

由此可見建構主義理論指導下的支架式教學和物理學科核心素養的培養有著驚人的相似，可以說，以人為本的教育理念亙古不變。那么如何以物理學科的核心素養為指導，把物理觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任這四方面落實在整個教學過程中，下面就以《牛頓第一定律》一課為例，談談中學物理課堂教學中如何圍繞學科核心素養培養，如何建構支架進行教學。

二、案例呈現

1.學情分析

初一學生在生活中已經接觸到很多關于力學方面的知識現象，積累了一定的直觀認識。但是，由于認知水平的局限，在認識上還很表面和片面，特別是對探究摩擦力對物體運動影響的實驗過程更是難以理解，對于控制變量法在整個實驗中的運用也還很難做到突出的認識，難以從感性認識上升到理性認識。所以，本課的學習應該在學生跳一跳就能到達的范圍（最近發展區），讓學生在原有基礎上有所提高。

2.教學目標

【物理觀念與應用】了解牛頓第一定律的科學發展史；對牛頓第一定律內容有基本認識；明確認識力并不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因。

【科學探究與交流】通過分組實驗，讓學生動手探究，獲得改變物體運動狀態與受外力之間的感性認識。

【科學思維與創新】在感性認識基礎上，通過理性分析及科學推理獲得牛頓第一定律的規律。

【科學態度與責任】在觀察與實驗探究活動中，培養學生敢于質疑、勇于推理的科學意識；學習科學家研究問題的方法和態度，體會科學發現的過程往往需要許多科學家共同努力才能完成的科學精神。

3.教學策略分析

為了實現牛頓第一定律的教學目標，我們將這個復雜的任務加以分解，并在不同的進展階段適時地提供合適的支架，幫助學生形成意義建構，給學生建構知識理解提供一種概念框架，最終幫助學生完成難以獨立完成的學習任務，達到我們預設的各類目標。在教學中筆者主要給學生提供了以下幾種支架。

支架1（情境型支架）：對物體運動學生是非常熟悉的，但容易受到生活中錯誤經驗的影響，學生總認為物體的運動需要力，有力物體才能運動，沒有力物體就停止運動。為了破除日常錯誤經驗的影響，需要給學生提供情境型支架，引導學生發現矛盾。

支架2（實驗型支架）：遵循幾代科學家的研究歷史，學生探究力和運動之間的關系，用斜面和各種摩擦情況不同的材料進行實驗，得到相關的結論并能自主進行分析，需要提供實驗型支架。

支架3（問題型支架）：學生初次觸碰運動和力之間的關系，可以說是認知上的一次突破，教師不能簡單地告知牛頓第一定律的內容。需要在實驗的基礎上，教師通過提問，讓一個個問題串引導學生去思考，建構新的知識網絡，最終得出正確的認知，需要提供問題型支架。

思考：支架式教學本質上是最近發展區內的教學，最近發展區為教師的介入提供了理想的空間，為教師提供了實現夢想的舞臺。但是最近發展區并不是顯性的，而是一個潛在的虛擬空間，是否能夠準確把握學生的最近發展區對教師提出了更高的要求，對教師提出了挑戰，同時也賦予了許多機遇。

4.支架的具體運用與評析

（1）巧用情境支架，建構物理觀念

A.多媒體展示：雪中汽車剎車滑行的視頻

引發思考：為什么下雪天容易出車禍？（摩擦力減小了）

進一步追問：摩擦力大小對物體運動有怎樣的影響呢？揭示本節課主題。

（設計意圖：現實生活當中很少有物體不受到摩擦力影響的狀況，而通過這樣的視頻情境，可以引導學生對物體不受摩擦力影響下的運動狀況有一個更加深入、直觀的認識。通過實例的引入，讓學生體驗科學來源于生活又服務于生活，喚起了學生學習科學的興趣。）

B.演示活動：教師手推木箱，使其前進一段距離，松手后馬上停下。

學生猜想：（1）因為手的推力使木箱移動了。（2）因為不用力了，所以木箱不動了。（3）所以推力是維持木箱運動的原因。

（設計意圖：利用生活中錯誤的經驗認識，通過簡單的演示活動展示出來，引出問題，指向明確。）

作用評析：物理觀念是物理概念和規律的提煉和升華，正確的物理觀念需要建立在正確的物理概念和物理規律之上，它是認識和解釋自然的基礎。它的形成經歷了由感性認識上升到理性認識的過程，由錯誤認識到正確認識的過程，教師不能越過這些過程直接告訴學生概念和規律，這樣會造成學生死記硬背，不能很好地理解和辨析，容易在應用中出現各種各樣的錯誤。

情境型支架從日常生活中常見的事例入手，并將事例在課堂上用多媒體或演示活動等方式展現出來，可以一下子就把學生的注意力聚焦起來，使學生十分關注這個現象，自然會進一步去思考其中的原因。這也是教師期望學生達到的第二個水平即“潛在發展水平”。隨著老師所創設的情境，一步一步地引向新的更高的發展水平。在這里作為課題引入的情境支架，其結果與學生平時的認識不同，引起了學生原有認知的沖突，這樣的支架不僅可以激發學習興趣，而且引導思考，讓學生親歷概念、規律的建立過程，從原有停留表面的錯誤認識到最后建立的正確認知，有利于形成正確的完整的物理觀念，促進學生思維發展。

（2）重視實驗支架，培養科學探究能力

在探究摩擦力對物體運動的影響時，學生很容易能夠在教師的引導之下想到采用探究性實驗，具體用到控制變量法。用同一小車分別從同一斜面同一高度自由滑向相同的平面，記下三次小車靜止在水平面上的位置。

圖3

［學生活動］在教師引導之下，開始做探究摩擦力對物體運動的影響的實驗，邊實驗邊記錄，最后將測得的數據填入如下表格中

表1 摩擦力大小與運動距離

作用評價：物理是一門以實驗為基礎的學科，任何規律都得經得起實驗的檢驗。物理問題來自日常生產生活，提出問題，建立猜想與假設后，需要制訂實驗方案，進行實驗研究，驗證自己的猜想。在實驗探究的過程中，學生經歷了觀察現象、實驗設計、儀器使用等，不僅有助建立正確的物理觀念，而且促進了思維能力和探究能力的發展，培養了嚴謹的科學態度。

實際生活中物體不受摩擦力影響的情況是極少的，為了外推出這種情況下的運動，教師需要借用實驗型支架分步進行，首先建立模型——小車從斜面上滑下，接著在水平面上滑行一段停下來。

實驗支架1：讓小車斜面滑行后在毛巾表面滑行停下來；

實驗支架2：讓小車斜面滑行后再在棉布表面滑行停下來；

實驗支架3：讓小車斜面滑行后再在木板表面滑行停下來。

小組討論設計實驗方案，小組合作設計實驗表格，并相互評價，推薦最合理的方案和表格全班展示。實驗中仔細觀察實驗現象，驗證猜想是否正確。本階段教師放手讓學生自己決定探索的問題，選擇自己的方法，獨立地進行探索。通過實驗型支架，把腦海中的設想變成了實際的探究，這對學生知識的建構和能力的提升是一次重大的飛躍。

（3）妙用問題型支架，引導分析促思維

提出問題：力和運動之間是怎樣的關系？

問題1：實驗中小車從斜面上滑下后，為什么最終會在水平面上停下？

問題2：水平面鋪的材料不同，小車在水平面上運動速度減小的快慢一樣嗎？

問題3：推測小車不受到任何阻力，運動情況會怎樣呢？

……

小車載著木塊一起勻速運動，當車突然停止后木塊向前傾倒。

問題1：研究對象是誰？

問題2：小車原來做什么運動？后來又是什么運動狀態？

問題3：木塊原來的運動狀態怎樣？后來的運動狀態怎樣？

問題4：小車運動狀態變化的原因是什么？木塊運動狀態不變的原因是什么？

問題5：由于慣性物體運動狀態將要怎樣？

作用評價：科學思維是一種能力，也是一種習慣。教師需要遵循學生認知規律的發展，適時地引導學生思考、分析、判斷、歸納、總結，并內化成自己的能力和習慣，然后在此外的問題中靈活地應用。

教師精心設計一連串內涵邏輯關系的問題串，通過搭建階梯式的問題型支架，引發學生思考，激勵他們相互討論與交流。隨著一個個問題的解決，學生對所學內容的理解不再停留在原有水平，可以說是起于原有知識而又突破原來的認知結構。這個搭建問題型支架引導學生層層深入的過程，不僅完成了知識的建構，而且更有利于學生思維能力的提升和思維習慣的養成。

三、結語

本節課的教學實踐中，教師目標明確，始終圍繞著物理觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任四方面物理學科的核心素養，根據最近發展區理論，對學生的原有水平和將要達到的水平進行了研究，并針對最近發展區在課堂中搭建一系列的教學支架。教師首先巧用雪中汽車剎車滑行和手推木箱這兩個情境型支架，激發學生興趣，建構正確的物理觀念。緊接著搭建階梯式的實驗支架，引導學生主動探究，實驗探究摩擦力對物體運動的影響，從中提煉出牛頓第一定律的實質，培養了學生科學探究的能力。在此過程中，學生主動建構，運用控制變量法，感悟實驗探究過程當中的科學思想方法的形成過程。接著精心設計了問題串，利用問題型支架，把復雜問題分解，通過一個個問題的引導，學生自己得出規律和結論，提升了學生的思維能力。整個教學就像建筑工人造房子，先搭好支架，借助支架前行一段，逐漸拆除支架，最終學生完成自我構建，獲得獨立前行的能力。在這一搭一拆間，不斷地縮短了原有水平與學習目標之間的距離，最終完成意義建構，體現學科價值，實現學生核心素養的提升。

［1］何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計［J］.北京師范大學學報（社會科學版），1997（5）.

［2］梁旭.認知物理教學研究［M］．杭州：浙江教育出版社，2011.

［3］朱琳琳.關于支架式教學基本問題的探討［J］.教育導刊，2004（10）.

［4］人民教育編輯部.核心素養：重構未來教育圖景［J］.人民教育，2015（5）.