“支架式”教學(xué)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉建波

【摘要】：本文論述了支架式教學(xué)模式的概念、并以簡諧運(yùn)動中探究彈簧振子的位移-時間圖象實(shí)驗(yàn)為例，探討了基于支架式教學(xué)的五個步驟進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的支架教學(xué)模式。教學(xué)中通過搭建支架，讓學(xué)生逐漸感悟，不斷建立自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，增進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解、使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ鸩教岣?，提高了高中?shí)驗(yàn)課堂的學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】：“支架式”教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 彈簧振子的位移-時間圖象

一、問題的提出

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法、科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度，和基本實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為其今后的發(fā)展打好基礎(chǔ)。然而，由于各種原因，很多時候，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)中只強(qiáng)調(diào)教師的“教”而忽視 學(xué)生的“學(xué)”，一般教師先講，或者示范給學(xué)生，然后由學(xué)生按部就班地完成實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果就是導(dǎo)把學(xué)生的自主探索的過程給省略了，學(xué)生不用思考，也不用發(fā)現(xiàn)、提出問題，更不用分析和解決問題。長此以往，實(shí)際教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)理論知識強(qiáng)但實(shí)際操作、探究能力低這一尖銳的矛盾顯得尤為突出。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)用支架式教學(xué)法，可以妥善解決這一矛盾。在此，以“簡諧運(yùn)動中探究彈簧振子的位移-時間圖象實(shí)驗(yàn)”為例來介紹采用支架式教學(xué)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的一般模式。

二、支架式教學(xué)模式概述

1.支架式教學(xué)概念及理論基礎(chǔ)

支架式教學(xué)策略來源于蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果斯基的“最鄰近發(fā)展區(qū)”理 論，“最近發(fā)展區(qū)”的理論認(rèn)為，每個學(xué)生都存在著兩種水平——現(xiàn)有水平和潛在水平——稱之為“最近發(fā)展區(qū)”和“教學(xué)最佳區(qū)”。支架式教學(xué)模式就是從學(xué)生的兩種水平出發(fā)，對較復(fù)雜的問題通過建立“支架式”概念框架，使學(xué)習(xí)者自己能夠沿著“支架”逐步攀升，不停地將學(xué)生的智力從一個水平引導(dǎo)到另一個更高的水平，從而完成對復(fù)雜概念意義的建構(gòu)。 在維果斯基的“最鄰近發(fā)展區(qū)”理論基礎(chǔ)上建立的支架式教學(xué)是一種以學(xué)生為中心，利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識意義建構(gòu)的教學(xué)模式【1】。

2、支架式教學(xué)模式的一般步驟

支架式教學(xué)模式一般是由創(chuàng)建教學(xué)情景、搭建教學(xué)支架、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果價等相關(guān)步驟組成。具體程序如下表所示。

三、支架式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例——簡諧運(yùn)動（探究彈簧振子的位移-時間圖象）的教學(xué)設(shè)計

1.創(chuàng)設(shè)情境——引入問題

（1）列舉日常生活中聲帶、樂器的振動，地震，擺鐘、秋千的擺動等。

（2）演示豎直振子和水平振子的振動，學(xué)生觀察振子振動得出振動特點(diǎn)，建立建理想化模型彈簧振子的概念。

質(zhì)疑： 研究彈簧振子這種來回往復(fù)的運(yùn)動要如何研究？激發(fā)起學(xué)生的探究欲望，進(jìn)入課堂正題。

2.圍繞實(shí)驗(yàn)主題，搭建支架

搭建支架是開展支架式教學(xué)模式的第一要素， 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了讓學(xué)生順利地進(jìn)行自主探究，教師需要構(gòu)建相應(yīng)的支架。在探索過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)活動，最終讓學(xué)生能在沒有教師的指引下，自主完成實(shí)驗(yàn)中 簡諧運(yùn)動教學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)后，給出啟發(fā)性問題，討論實(shí)驗(yàn)方法。

（1）要研究一個物體的運(yùn)動，應(yīng)該從哪著手？

（設(shè)法記錄振子在各個時刻的運(yùn)動情況）

（2）記錄振子在各個時刻的運(yùn)動情況，記錄什么？

（點(diǎn)——位移，時——時刻）

（3）確定了測量的物理量，如何測量。

（4）仔細(xì)觀察豎直方向彈簧振子的運(yùn)動過程，振子位移變化太快，肉眼來不及反應(yīng)。如何測量記錄呢？

（5）這樣的困惑在研究自由落體運(yùn)動的時候也遇到過，當(dāng)時我們是怎么解決的？（頻閃照片，課堂上采用類似頻閃照像，用攝像機(jī)或手機(jī)錄制一段運(yùn)動視頻，學(xué)生用軟件逐幀讀取質(zhì)點(diǎn)在各時刻的位移，記錄數(shù)據(jù).）

（6）我們得到了一系列X-t數(shù)據(jù)，如何從這些數(shù)據(jù)分析運(yùn)動？

（最簡單直接的方法畫X-t圖）

這樣，隨著解答問題的過程，學(xué)生通過教師提供的支架 ， 理順解決問題的線 索 ，基本掌握研究簡諧運(yùn)動的方法。

3.獨(dú)立探索

學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，結(jié)合教材并以與其他同學(xué)的協(xié)作學(xué)習(xí)為輔助，加之教師針對個別問題的解答，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4.共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，協(xié)作學(xué)習(xí)

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，相互交流 、 討論 、 思考 ，共同解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到 的 問 題。最后小組匯報交流， 共享目標(biāo)和資源， 在學(xué)生相互合作學(xué)習(xí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，課堂氣氛活躍， 通過交流與討論，不僅能夠化解實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)， 而且可以幫助學(xué)生更深層次的理解實(shí)驗(yàn)并完善對所學(xué)知識的建構(gòu)。

5.效果評價，成果展示與評估.

一節(jié)實(shí)驗(yàn)課最后的評價是整節(jié)課畫龍點(diǎn)睛的部分，一方面學(xué)生學(xué)習(xí)探究的過程需要得到肯定和認(rèn)可，另一方面通過評價還能發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果中的不足之處，讓學(xué)生自我完善。同時通過師生一起總結(jié)，讓知識得到升華，再上新臺階。

在探究彈簧振子的位移-時間圖象的教學(xué)中，學(xué)生小組匯報時幾乎都不通過驗(yàn)證，畫出圖，直接給出了彈簧振子的位移-時間圖象是一條正弦或余弦曲線。通過學(xué)生之間相互評價，教師評價，學(xué)生找到問題，討論驗(yàn)證方法，最后用擬合法驗(yàn)證得到結(jié)論：曲線符合正弦函數(shù)規(guī)律。證明彈簧振子的位移-時間圖象是一條正弦或余弦曲線。

四、反思與結(jié)語

支架式教學(xué)模式應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一是大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度也變得更加積極主動。二是課堂上教師的教學(xué)行為也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，課堂不再是一言堂和滿堂灌，合作、交流、討論成為了課堂主要活動。課堂上學(xué)生在思維碰撞中能力得到逐步攀升，達(dá)到“期望發(fā)展水平”，課堂教學(xué)在不斷生成過程中向前推進(jìn)。三是學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，學(xué)生不再被動接受和學(xué)習(xí)方式單一，而變得主動積極和學(xué)習(xí)方式多種多樣。四是通過支架式教學(xué)的有效學(xué)習(xí)和活動，學(xué)生體驗(yàn)到的是輕松愉快且富有挑戰(zhàn)性，養(yǎng)成了合作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而提高自己的各方面能力和綜合素質(zhì)。

當(dāng)然，為了讓支架式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式真正發(fā)揮教學(xué)優(yōu)越性，更有效的提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，支架式教學(xué)必須要把握好以下幾點(diǎn)：

（1）最近發(fā)展區(qū)問題 ，教學(xué)中教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際發(fā)展水平，提出符合學(xué)生實(shí)際水平的問題。

（2）設(shè)計的問題要有整體性和連續(xù)性， 問題的連續(xù)性可以體現(xiàn)課堂的教學(xué)結(jié)構(gòu) ， 有利于順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)

（3）支架是動態(tài)的，與學(xué)生暫時能力相適應(yīng)的，教師要教學(xué)中藥逐步減少或撤離支架，使學(xué)生最后能達(dá)到獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的水平。

總之，提供合適的支架和創(chuàng)設(shè)情境能夠有效地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)中的概念和原理，并使其參與到教學(xué)活動中來，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了良好的教學(xué)效果。在物理高中物理實(shí)驗(yàn)課中應(yīng)用支架式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，使以往學(xué)生輕視理論部分，急于完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和由于對原理理解的不充分導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中盲目操作的現(xiàn)象得到了很大改善。

【參考文獻(xiàn)】：

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【3】高穩(wěn).支架式教學(xué)模式研究[J].校長閱覽，2012.3.

【4】高秀麗.基于支架式教學(xué)策略下的高中物理高效課堂[J].物理教學(xué)探討，2014，32（6）