搭建“支架”建構(gòu)知識(shí)
——支架式教學(xué)方法在高中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用分析

錢旭東

(江蘇省南通市通州區(qū)金沙中學(xué) 226300)

物理概念、物理定義、物理現(xiàn)象等元素相互交織，共同構(gòu)成了復(fù)雜的高中物理教學(xué)結(jié)構(gòu).為理清教學(xué)活動(dòng)的頭緒，找準(zhǔn)教學(xué)工作的切入點(diǎn)，教學(xué)框架的構(gòu)建就很有必要.在支架式教學(xué)法的推動(dòng)下，教師能夠在物理課堂中尋找不同的載體，進(jìn)而對(duì)物理概念進(jìn)行深入解讀.本文針對(duì)高中物理概念教學(xué)工作展開論述，思考如何圍繞支架式教學(xué)法完成教學(xué)任務(wù).

心理學(xué)家伍德根據(jù)心理研究經(jīng)驗(yàn)提出了“支架學(xué)說”，其認(rèn)為個(gè)體的活動(dòng)是一個(gè)受到環(huán)境、事物等因素的支撐的過程，凡是能對(duì)個(gè)體活動(dòng)產(chǎn)生影響的有關(guān)元素便可被稱為“支架”.20世紀(jì)，教育學(xué)家布魯納等人結(jié)合西方教育活動(dòng)的有關(guān)要求提出了“支架式教學(xué)法”，“搭建知識(shí)框架”的任務(wù)正式進(jìn)入到物理課堂當(dāng)中.作為一種更加具有條理的教學(xué)模式，支架式教學(xué)法的應(yīng)用為高中物理概念教學(xué)活動(dòng)的開展打開了新的大門.

1 構(gòu)建范例支架，明確物理概念

部分物理概念是抽象且比較籠統(tǒng)的，在圍繞相關(guān)物理知識(shí)開展教學(xué)工作的過程中，部分學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)掌握物理概念的基本內(nèi)涵，更遑論對(duì)物理概念加以應(yīng)用.但作為具有獨(dú)立意識(shí)與行動(dòng)能力的個(gè)體，學(xué)生具備在外界環(huán)境中獨(dú)立搜集信息的良好素質(zhì).教師可結(jié)合“支架式教學(xué)法”為學(xué)生導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的范例，幫助學(xué)生在觀察范例的過程中發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)，從而解決物理概念學(xué)習(xí)問題.

以人教版高中物理教材《質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系》的教學(xué)為例，教師可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)給出范例：“臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東”，這句古詩表現(xiàn)了怎樣的哲理？學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行回答：作者的船與云彩以相同的速度向著相同的方向運(yùn)動(dòng)，二者對(duì)于對(duì)方來說都是靜止的，但對(duì)于周圍的山、樹木等景象，云和作者都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài).學(xué)生在范例中指出了物體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性特點(diǎn)，教師繼續(xù)進(jìn)行提問：如此說來，一切物體都處于運(yùn)動(dòng)與非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間？學(xué)生對(duì)這一問題進(jìn)行深入闡述：需要將對(duì)比的對(duì)象進(jìn)行集中分析：以行駛的汽車為例，如果以車上的乘客為對(duì)比，則汽車與乘客同時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，與公路對(duì)比，則汽車處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài).學(xué)生給出的名詞與概念并不專業(yè)，但其對(duì)于物理現(xiàn)象的分析是比較到位的.教師可結(jié)合學(xué)生的論述經(jīng)驗(yàn)給出質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)等概念，幫助學(xué)生利用范例解讀物理概念，依靠物理概念更為科學(xué)的描述物體的運(yùn)動(dòng)關(guān)系.

2 構(gòu)建問題支架，確定學(xué)習(xí)方向

學(xué)生的一切靈感與學(xué)習(xí)目的都來自于問題，當(dāng)我們教師對(duì)學(xué)生感興趣、但并不了解的板塊進(jìn)行提問時(shí)，學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的興趣將會(huì)隨之提升.與教師的單一灌輸相比，不同的問題能夠從不同的角度激發(fā)學(xué)生的思考興趣，進(jìn)而使其主動(dòng)分析有關(guān)物理概念.就當(dāng)前的概念教學(xué)活動(dòng)來看，物理問題雖然經(jīng)常出現(xiàn)在相關(guān)教學(xué)活動(dòng)之中，但其多帶有“教學(xué)任務(wù)”，是教師為了幫助學(xué)生掌握物理知識(shí)而給出的一種教學(xué)手段，學(xué)生的可發(fā)揮空間不足，教學(xué)素材的互動(dòng)性不強(qiáng)，單調(diào)的問題，很難讓學(xué)生理解物理知識(shí).

3 構(gòu)建環(huán)境支架，營造教學(xué)情境

既往的高中物理課堂因?yàn)檎n業(yè)壓力以及常年不變的教學(xué)方式，其氛圍會(huì)比較沉悶，很容易消磨學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效率明顯不高，學(xué)生愈發(fā)認(rèn)為物理知識(shí)無趣，由此陷入惡性循環(huán).改變教學(xué)環(huán)境，結(jié)合學(xué)生的日常生活來營造生活化、趣味性的教學(xué)情境，可以活躍課堂氛圍，提高學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性.除了上述作用，高中物理教學(xué)構(gòu)建環(huán)境支架，可以引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)知識(shí)還原到具體的應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合具體的教學(xué)環(huán)境和道具轉(zhuǎn)變學(xué)生的思考角度，獲得沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn).

例如在講解高中電路知識(shí)時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生去觀察學(xué)?；蛘呓淌依锏碾娐贩植己瓦B接狀態(tài)，結(jié)合具體的觀察和分析結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生畫出學(xué)校、教室或者家里的電路簡(jiǎn)圖，以現(xiàn)實(shí)案例促進(jìn)學(xué)生對(duì)電路知識(shí)的理解和應(yīng)用.在加速度相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)中，可以結(jié)合日常生活中的電子秤營造教學(xué)情境，讓學(xué)生在電子秤上站起或蹲下來做變加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)在電子秤上運(yùn)動(dòng)的學(xué)生進(jìn)行受力分析，使用體重秤上的最高值求解變加速運(yùn)動(dòng)中的最大加速度.由于與實(shí)際生活相關(guān)，許多學(xué)生會(huì)帶著好奇心和興趣參與進(jìn)來，從而發(fā)揮出自身主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主體的意識(shí)，促其主動(dòng)參與和思考.

4 構(gòu)建工具支架，展示物理問題

物理實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)活動(dòng)中不可分割的重要組成部分，教師可嘗試將物理實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為概念教學(xué)支架，以此來提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.與單一的文字、語言敘述相比，物理實(shí)驗(yàn)所給出的物理知識(shí)更加直白，在教學(xué)活動(dòng)中，將實(shí)驗(yàn)與概念教學(xué)活動(dòng)結(jié)合起來，能夠更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性.一切能夠表現(xiàn)出物理現(xiàn)象的教學(xué)工具，都能夠成為培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生物理技能的素材.在教學(xué)中，教師要對(duì)“工具”進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，依靠工具來展現(xiàn)物理現(xiàn)象，將腦海中的抽象概念轉(zhuǎn)化為直觀的物理實(shí)驗(yàn).

5 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)支架，細(xì)化教學(xué)細(xì)節(jié)

物理實(shí)驗(yàn)與物理教學(xué)活動(dòng)共生，在高中物理概念教學(xué)活動(dòng)中，有關(guān)教學(xué)形成了一種獨(dú)特的教學(xué)模式：學(xué)生先了解物理現(xiàn)象，隨后針對(duì)物理現(xiàn)象提出物理學(xué)習(xí)問題，這種先看后學(xué)的教學(xué)模式在學(xué)生的腦海中建立了隱性支架，促使學(xué)生將已經(jīng)發(fā)生的物理現(xiàn)象與物理知識(shí)結(jié)合起來，進(jìn)而主動(dòng)探究物理問題的解答方法.部分教師將物理實(shí)驗(yàn)視為一種“向?qū)W生展示物理概念與物理知識(shí)的載體”，導(dǎo)致整體的教學(xué)質(zhì)量難以提升.在新的教學(xué)要求下，可嘗試調(diào)整教學(xué)順序，依靠物理實(shí)驗(yàn)來構(gòu)建支架，完成支架式教學(xué).

在人教版高中物理教材《力的合成》的有關(guān)教學(xué)中，教師就可結(jié)合物理教學(xué)的有關(guān)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，依靠實(shí)驗(yàn)構(gòu)建教學(xué)支架：教師準(zhǔn)備鐵塊、細(xì)繩、拉力器等材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在鐵塊的兩端分別系上細(xì)繩，沿水平上的不同方向用不同的力拉動(dòng)鐵塊，觀察鐵塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).學(xué)生發(fā)現(xiàn)，鐵塊會(huì)隨著力最大的方向移動(dòng).當(dāng)學(xué)生給出結(jié)論之后，教師可調(diào)整實(shí)驗(yàn)方法：移除實(shí)驗(yàn)中的“水平方向”這一要求，將鐵塊沿著不同的方向、用不同的力進(jìn)行拖拽，觀察鐵塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與拉力器的數(shù)值.學(xué)生發(fā)現(xiàn)，鐵塊雖然依舊沿著水平方向緩慢移動(dòng)，但拉力器上的數(shù)值發(fā)生了變化：其數(shù)值介于最大的力和最小的力之間.借助物理實(shí)驗(yàn)展示物理現(xiàn)象，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建新的支架，學(xué)生主動(dòng)嘗試回答物理問題：當(dāng)兩個(gè)力沿著不同的方向發(fā)生作用時(shí)，其力的最終作用效果必然會(huì)發(fā)生變化.這是學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的獨(dú)立探究，也是“支架式教學(xué)”的完成體，教師提出新的物理問題：這一現(xiàn)象叫什么？包含著怎樣的物理規(guī)律？這一環(huán)節(jié)所構(gòu)造的物理支架，其依托客觀的物理現(xiàn)象與物理器材而存在，學(xué)生的印象更加深刻.

6 構(gòu)建抽象支架，逐步解讀概念

在應(yīng)用支架式教學(xué)法開展教學(xué)活動(dòng)的過程中，教師的教學(xué)思路與教學(xué)靈感被物理知識(shí)所限制，其選擇依靠最為直白、高效的方式開展教學(xué)，以傳達(dá)物理概念為首要的教學(xué)目標(biāo)，但并不重視物理知識(shí)在教學(xué)中的表現(xiàn)，學(xué)生的素質(zhì)得不到開發(fā)，物理技能無法被培養(yǎng)，導(dǎo)致后續(xù)的教學(xué)難以開展.對(duì)于高中生來說，其在客觀生活與抽象思考當(dāng)中已經(jīng)獲得了一定的物理知識(shí)，當(dāng)新的物理概念出現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生同樣能夠結(jié)合有關(guān)物理知識(shí)回答教學(xué)問題，建立抽象支架，形成物理常識(shí)，有利于學(xué)生物理思維的培養(yǎng)與開發(fā).

可借助抽象物理概念來直接構(gòu)建支架，讓學(xué)生在思維中搜集靈感，將學(xué)生的靈感轉(zhuǎn)化為支架的骨架，促使學(xué)生參與到物理教學(xué)的全過程當(dāng)中.在教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可結(jié)合學(xué)生的抽象想象建立支架，啟發(fā)學(xué)生的物理思維.以教材《重力勢(shì)能》的教學(xué)為例，可借助語言引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行想象：樹上掛著一個(gè)重量為50N的蘋果，連接蘋果的枝干只能承受30N的力，但枝干目前還沒有斷裂，問蘋果受到哪些力？借助抽象想象創(chuàng)建情境時(shí)，學(xué)生開始思考并解答有關(guān)問題：除了受到枝干的拉力之外，蘋果還要受到向下的重力.但枝干無法承受住蘋果的重量，所以蘋果會(huì)掉在地上.通過抽象思考，讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析力與勢(shì)能之間的差別，理解重力勢(shì)能的有關(guān)概念.在抽象想象的過程中，學(xué)生能夠根據(jù)自己的想象力來重新梳理物理知識(shí)，在“蘋果”上看見物理信息，進(jìn)而結(jié)合“掉下去”“斷裂”等概念分析物理問題，這一過程中，物理與教學(xué)相互結(jié)合，后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)得到進(jìn)一步的優(yōu)化.

7 構(gòu)建專題支架，構(gòu)建知識(shí)體系

高中物理知識(shí)具有自身的邏輯框架和呈塊狀的知識(shí)體系，要將知識(shí)融會(huì)貫通，首先就需要扎實(shí)掌握同一個(gè)專題之下的基本內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系，幫助他們明確專題知識(shí)的重點(diǎn)，分辨、厘清相關(guān)聯(lián)或相似的知識(shí)點(diǎn).專題化的教學(xué)和復(fù)習(xí)還可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)漏洞，從而可以有目標(biāo)性和針對(duì)性地進(jìn)行知識(shí)的填補(bǔ).專題支架可以從教材重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容入手做專題劃分和總結(jié)，也可以從高中物理題目類型入手劃分和總結(jié)，如皮帶模型、彈簧模型、木板模型、斜面模型、碰撞模型、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等等，都可以成為物理教學(xué)中的專題.將知識(shí)按照某種邏輯和框架進(jìn)行專題的劃分和總結(jié)，可以從整體和宏觀的角度帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，起到高屋建瓴的效果.

如彈簧模型的專題講解中，可以從其設(shè)計(jì)的主要知識(shí)點(diǎn)以及分析關(guān)鍵點(diǎn)入手來豐富、構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系.如彈簧模型中涉及到的力學(xué)問題主要是圍繞胡克定律F=KX進(jìn)行的，彈力的大小為變力，所以它引起物體速度、加速度、動(dòng)量、動(dòng)能等的變化不是簡(jiǎn)單的單調(diào)關(guān)系，往往存在臨界值，在處理變速問題時(shí)需要注意分析物體動(dòng)態(tài)變化過程，為了達(dá)到快捷的目的，可以采用極限方法，重點(diǎn)關(guān)注彈簧可拉可壓的特點(diǎn)，忽略其中間突變的過程，也可以利用彈簧模型的對(duì)稱性等等.

總之，物理概念是構(gòu)成物理教學(xué)的“磚瓦”，在圍繞物理概念開展教學(xué)活動(dòng)的過程中，教師可嘗試?yán)弥Ъ苁浇虒W(xué)法調(diào)整教學(xué)框架，依靠問題、實(shí)踐、工具和范例構(gòu)建不同的支架，展示問題與現(xiàn)象，將概念教學(xué)轉(zhuǎn)化為一個(gè)提問、探究的過程，進(jìn)而提高概念教學(xué)的質(zhì)量.