“支架式”教学在高中物理实验教学中的应用

刘建波

【摘要】：本文论述了支架式教学模式的概念、并以简谐运动中探究弹簧振子的位移-时间图象实验为例，探讨了基于支架式教学的五个步骤进行高中物理实验教学的支架教学模式。教学中通过搭建支架，让学生逐渐感悟，不断建立自己的认知结构，增进学生对实验的理解、使学生实验能力逐步提高，提高了高中实验课堂的学习效率。

【关键词】：“支架式”教学 实验教学 弹簧振子的位移-时间图象

一、问题的提出

高中物理实验教学的目的是培养学生的科学思维方法、科学学习态度，和基本实验技能，提高学生的科学素养，为其今后的发展打好基础。然而，由于各种原因，很多时候，高中物理实验教学在教学中只强调教师的“教”而忽视 学生的“学”，一般教师先讲，或者示范给学生，然后由学生按部就班地完成实验。其结果就是导把学生的自主探索的过程给省略了，学生不用思考，也不用发现、提出问题，更不用分析和解决问题。长此以往，实际教学中物理实验理论知识强但实际操作、探究能力低这一尖锐的矛盾显得尤为突出。在物理实验教学过程中应用支架式教学法，可以妥善解决这一矛盾。在此，以“简谐运动中探究弹簧振子的位移-时间图象实验”为例来介绍采用支架式教学进行物理实验教学，引导学生主动进行实验探究的一般模式。

二、支架式教学模式概述

1.支架式教学概念及理论基础

支架式教学策略来源于苏联著名心理学家维果斯基的“最邻近发展区”理 论，“最近发展区”的理论认为，每个学生都存在着两种水平——现有水平和潜在水平——称之为“最近发展区”和“教学最佳区”。支架式教学模式就是从学生的两种水平出发，对较复杂的问题通过建立“支架式”概念框架，使学习者自己能够沿着“支架”逐步攀升，不停地将学生的智力从一个水平引导到另一个更高的水平，从而完成对复杂概念意义的建构。 在维果斯基的“最邻近发展区”理论基础上建立的支架式教学是一种以学生为中心，利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，使学生有效地实现对当前所学知识意义建构的教学模式【1】。

2、支架式教学模式的一般步骤

支架式教学模式一般是由创建教学情景、搭建教学支架、独立探索、协作学习、学习效果价等相关步骤组成。具体程序如下表所示。

三、支架式实验教学的应用实例——简谐运动（探究弹簧振子的位移-时间图象）的教学设计

1.创设情境——引入问题

（1）列举日常生活中声带、乐器的振动，地震，摆钟、秋千的摆动等。

（2）演示竖直振子和水平振子的振动，学生观察振子振动得出振动特点，建立建理想化模型弹簧振子的概念。

质疑： 研究弹簧振子这种来回往复的运动要如何研究？激发起学生的探究欲望，进入课堂正题。

2.围绕实验主题，搭建支架

搭建支架是开展支架式教学模式的第一要素， 在实验教学中，为了让学生顺利地进行自主探究，教师需要构建相应的支架。在探索过程中，引导学生思考，让学生主动参与实验活动，最终让学生能在没有教师的指引下，自主完成实验中 简谐运动教学进入实验后，给出启发性问题，讨论实验方法。

（1）要研究一个物体的运动，应该从哪着手？

（设法记录振子在各个时刻的运动情况）

（2）记录振子在各个时刻的运动情况，记录什么？

（点——位移，时——时刻）

（3）确定了测量的物理量，如何测量。

（4）仔细观察竖直方向弹簧振子的运动过程，振子位移变化太快，肉眼来不及反应。如何测量记录呢？

（5）这样的困惑在研究自由落体运动的时候也遇到过，当时我们是怎么解决的？（频闪照片，课堂上采用类似频闪照像，用摄像机或手机录制一段运动视频，学生用软件逐帧读取质点在各时刻的位移，记录数据.）

（6）我们得到了一系列X-t数据，如何从这些数据分析运动？

（最简单直接的方法画X-t图）

这样，随着解答问题的过程，学生通过教师提供的支架 ， 理顺解决问题的线 索 ，基本掌握研究简谐运动的方法。

3.独立探索

学生做实验，结合教材并以与其他同学的协作学习为辅助，加之教师针对个别问题的解答，完成实验内容。

4.共享实验结果，协作学习

学生在实验中学习，相互交流 、 讨论 、 思考 ，共同解决实验过程中遇到 的 问 题。最后小组汇报交流， 共享目标和资源， 在学生相互合作学习中学生的学习兴趣得到激发，课堂气氛活跃， 通过交流与讨论，不仅能够化解实验难点， 而且可以帮助学生更深层次的理解实验并完善对所学知识的建构。

5.效果评价，成果展示与评估.

一节实验课最后的评价是整节课画龙点睛的部分，一方面学生学习探究的过程需要得到肯定和认可，另一方面通过评价还能发现学生实验过程和结果中的不足之处，让学生自我完善。同时通过师生一起总结，让知识得到升华，再上新台阶。

在探究弹簧振子的位移-时间图象的教学中，学生小组汇报时几乎都不通过验证，画出图，直接给出了弹簧振子的位移-时间图象是一条正弦或余弦曲线。通过学生之间相互评價，教师评价，学生找到问题，讨论验证方法，最后用拟合法验证得到结论：曲线符合正弦函数规律。证明弹簧振子的位移-时间图象是一条正弦或余弦曲线。

四、反思与结语

支架式教学模式应用到实验教学中，一是大大激发了学生的学习兴趣，学生的学习态度也变得更加积极主动。二是课堂上教师的教学行为也发生了很大的转变，课堂不再是一言堂和满堂灌，合作、交流、讨论成为了课堂主要活动。课堂上学生在思维碰撞中能力得到逐步攀升，达到“期望发展水平”，课堂教学在不断生成过程中向前推进。三是学生的数学学习方式发生了转变，学生不再被动接受和学习方式单一，而变得主动积极和学习方式多种多样。四是通过支架式教学的有效学习和活动，学生体验到的是轻松愉快且富有挑战性，养成了合作学习的学习习惯，从而提高自己的各方面能力和综合素质。

当然，为了让支架式实验教学模式真正发挥教学优越性，更有效的提高高中物理实验教学的效率，支架式教学必须要把握好以下几点：

（1）最近发展区问题 ，教学中教师要根据学生的实际发展水平，提出符合学生实际水平的问题。

（2）设计的问题要有整体性和连续性， 问题的连续性可以体现课堂的教学结构 ， 有利于顺利完成实验教学

（3）支架是动态的，与学生暂时能力相适应的，教师要教学中药逐步减少或撤离支架，使学生最后能达到独立实验的水平。

总之，提供合适的支架和创设情境能够有效地帮助学生理解实验中的概念和原理，并使其参与到教学活动中来，增强学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果。在物理高中物理实验课中应用支架式教学法进行教学，使以往学生轻视理论部分，急于完成实验内容和由于对原理理解的不充分导致实验过程中盲目操作的现象得到了很大改善。

【参考文献】：

【1】梁礼华.支架式教学在物理教学中的应用步骤[J].《广西教育》2018.1

【2】秦红梅.高中物理课堂支架式教学模式的初步研究[J].苏州大学，2013.4.

【3】高稳.支架式教学模式研究[J].校长阅览，2012.3.

【4】高秀丽.基于支架式教学策略下的高中物理高效课堂[J].物理教学探讨，2014，32（6）