支架式教学在中学物理教学中的应用

王芳芳 祁瑞娟

摘要：支架式教学强调在学习者的最近发展区搭建概念框架。实施教学前对学习者进行分析就是了解其最近发展区的过程。物理知识环环相扣，探究性强，将支架式教学运用到物理教学中能够有效地帮助学生建构自己。从支架式教学的四个基本步骤入手以楞次定律为例探究支架式教学在物理学科中的应用。

关键词：支架式教学；教学支架；物理教学

1引言

支架式教学是建构主义教学模式下，以著名心理学家维果斯基的最近发展区理论为基础，开发出的一种较为成熟的教学方法。该方法以学习者当前的发展水平为基础，系统有序地运用多种支架引导学习者不断建构自己，将学习者的智力从一个水平引导到另一个更高水平。

在教学实施前了解学生的认知发展情况，可以知道当下学生有哪些理解和认知能力，从而搭建合适脚手架以帮助学生从一个水平进阶到一个更高的水平。支架式教学的定义中强调教师或引导者应事先把复杂的教学任务加以分解，我们认为此过程是在分析完学习者的情况后设计一些支架如问题支架、建议支架、实验支架、预留支架等，从而组成整体的概念框架，即搭建脚手架。目前多数学者普遍认为支架式教学应包含以下四个基本步骤：搭建脚手架、创设情境、协作学习、自主探究。

2教学支架

支架是建筑学常用的名词，又名脚手架。即工人们在建造建筑物时搭建的暂时性平台。在学习情境中，学生知识的建构需要教师以环境为中介为学生提供有效的帮助和支持，借此来促进学生认知、社会情绪、行为的发展。教师通过解释环境中的事件帮助学生学习的行为就是起一种支架作用。常见的教学支架有以下4种：问题支架、建议支架、实验支架和预留支架。对支架分类后我们发现，教学过程还应由不同层级的支架构建而成，其中有一条支架主线是实现教学目标的核心，我们称其为主支架。主支架是指贯穿一节课始终的一种教学支架，比如问题支架，常用于支架式教学4个基本步骤中的情境创设，即通过某一问题或实验将学生带入某一情境。基于物理学科的特殊性，主支架应由某一实验或某一问题担任，教师从实验或问题入手，带领学生进入某种教学情境，以该实验或问题贯穿一节课的始终，从而达到学习新知识的目的。

主支架在教学过程中发挥主导作用，贯穿始终。为了一步步达到教学目标，还需在主支架上搭建一些小支架，我们称其为辅助支架。教学是在主支架的基础上，通过辅助支架层层递进激发学生思维的过程，类似盖房子的脚手架。依据实际，实验在物理教学中担任主支架的可能性较大。辅助支架则由问题、建议等承担，这些支架的目的是帮助主支架完成对某一知识点的阐释。如图1所示，在支架式教学中，学生的思维根据教师搭建的支架层层递进，而学生的思维过程正是学生理解知识点的必要途径。当教学支架被撤去后，通过思维过程形成的知识框架仍旧屹立在学生的记忆中。

3 楞次定律教学实例

3.1搭建支架分析

【学习者分析】学情分析：楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，学习楞次定律是分析和处理电磁感应现象问题的重要支柱之一。认知分析：高二年级学生在观察电磁感应演示实验时能够解释插入、拔出磁铁时磁通量发生变化，从而产生感应电流。1.已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。2.已经知道了条形磁铁的磁感线分布。3.已经利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件。对学习者的分析表明，学生已掌握的知识能够支撑学生学习楞次定律。因而可以选择实验原理能够被学生理解的实验作为主支架创设情境。

【教学目标】对学习者进行分析后，结合高中物理教学标准，将本节课的教学目标设定为以下几个部分。知识技能：（1）知道感应电流自身也会产生磁场，认识感应电流自身产生的磁场是学习楞次定律的关键。（2）知道磁体插入时磁通量增加，抽出时磁通量减少。（3）理解楞次定律的内容：①明白定律中“谁阻碍谁”，即感应电流产生的磁场的磁通量阻碍原磁场的磁通量；②搞清楚阻碍什么，即阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身；③掌握如何阻碍，即原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反（阻碍其增加），当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同（阻碍其减少）；④明白定律中阻碍的意义。（4）会运用楞次定律判断一般情况下感应电流的方向。动作技能：学生能够连接试验、做图、画表、记录实验数据。

在搭建教学支架时应考虑学生现有知识水平，参考课程标准设定学生能够达到的教学目标。如，某一问题支架为“闭合电路中没有电流，那么电流是怎么产生的？” 搭建这一问题支架时应预设学生能够准确地回答出感应电流产生的条件。

3.2创设情境——主支架

采用演示实验作为主支架创设情境。如图2所示，通电螺线管与两个反向并联的发光二极管串联，将磁铁插入、抽出螺线管，让学生观察现象。选用此实验作为主支架是因为该实验包含了感应电流的产生、感应电流的方向、引起感应电流的磁通量等知识。该部分知识是学生理解楞次定律的基础。

3.3协作学习——辅助支架

创设情境后应紧接着进行实验原理探究，以紧凑的小支架协助学生理解实验原理。从而步步深入，构建自身知识框架。

（1）建议支架：发光二极管具有单向导电性。二极管具有单向导电性这一性质在此实验中的作用是至关重要的。学生在观察演示实验现象的同时，知道了二极管具有单向导电性，就意味着学生理解了磁体插入、拔出螺线管时感应电流的方向是不同的。

（2）问题支架：为什么两个二极管会发光？二极管能发光就说明串联二极管的电路中有电流产生，这一显而易见的问题能为下一个问题作铺垫。

（3）问题支架：闭合回路中没有连接电源，电流是怎么产生的？教师在给出第一个建议支架时就已经为此问题做出了预设，而这个问题的答案很容易回答。本节内容之前学生已经学习了感应电流的产生条件，回答此问题就如同回答感应电流的产生条件。学生对此问题的思考可以顺理成章地引出“引起感应电流的磁通量”这一概念。

（4）预留支架：感应电流自身也会产生____。此处采用预留支架是因为在理解了“引起感应电流的磁通量”这一概念后，学生不容易立刻想到感应电流自身也会产生磁场。这是一个转折点，教师须要通过这个填空引出楞次定律中的第二个关键词“感应电流的磁场”。

（5）问题支架：N极插入时红灯亮，根据二极管的单向导电性能否判断出电流的方向？判断感应电流的方向是一个媒介，在理解楞次定律时学生需要通过这个桥梁找出感应磁场与引起感应电流的磁通量之间的关系。

（6）问题支架：知道了感应电流的方向，能否判断感应电流激发的磁场的方向？在前面的学习中，学生已经学习了安培定则，并能够通过安培定则判断电流激发的磁场方向。此处通过问题支架引导学生回忆安培定则，并运用其判断电流激发的磁场的方向。

3.4自主探究

在协作学习的环节，教师通过支架帮助学生完成部分知识的构建。此处，为学生提供一个预留支架引导学生进行自主探究，完成自我知识构建。

预留支架：楞次定律原理汇总表。学习楞次定律的关键在于清楚感应磁场与引起感应电流的磁通量之间的阻碍关系，而“阻碍”二字不能抽象地讲给学生，需要通过一系列的理论论证。所以在理清了整个演示实验的原理后，通过表格（表1）将实验原理有序地排列出来可以使学生一目了然地找出阻碍的关系，因此楞次定律就应用而生。

4 支架式教学模式的应用反思

4.1搭建支架要灵活

将支架式教学运用到物理教学后我们发现，大部分学生能够跟随教师的讲课思路进行思考，但也有小部分学生跟不上教师的节奏。分析认为，对于程度较差的学生而言，某些支架设计得有些难度，以至该部分学生无法利用教师搭建的支架建构自己，从而失去了该部分支架的意义。所以支架的设计和选择尤为重要。教师在设计支架式教学时应将此类问题考虑在内，提前准备一些简单的、更为细致的小支架（如建议支架），以引导个别跟不上思路的同学构建知识框架。

4.2支架要丰富多样

在楞次定律的讲解中学生的思维跟随教师的支架一步步升华，但单一的教学支架会引起学生的思维疲劳，也不能有效地起到激发学生思维的作用，此时丰富多样的支架能够帮助学生建立起最近发展区内的知识体系。

此外，我们无法只用实验或问题让学生明白什么是楞次定律。同样的只用建议引导的课堂会缺乏物理课应有的乐趣。所以为了更好地激发学生的思维，在支架式教学中我们采用各种各样的支架以达到激发学生兴趣、引导学生思考的目的。

5 结束语

依据物理学科的特殊性，在教学过程中，直接为学生讲解某个知识点是枯燥的、难以理解的。这就须要教师在授课过程中通过一些中间媒介帮助学生理解新的或者抽象的概念。支架式教学注重知识的衔接，能有效地激发学习者自身对知识的探索热情，且更加符合当下的创新教育对师生的要求。从这一点出发，为了有效地激发学生的思维，教师在教学过程中须要运用各种手段以达到引导激发学生的目的。而多种多样的教学支架恰能起到这一作用。实践表明，运用支架式教学能够有效地激发学生的思维。

参考文献：

[1]斯滕伯格，威廉姆斯（美）.教育心理学[M].中国轻工业出版社，2003： 51-52.