搭建探究“支架”，优化实验教学

吴继阁

摘要：依据维果斯基的“最近发展区”思想和建构主义理论提出的“支架学习”模式，阐明在实验教学中，教师通过搭建探究“支架”，来优化实验教学，指导、帮助学生突破学习障碍，顺利完成实验探究任务.

关键词：实验教学；最近发展区；探究支架

前苏联心理学家维果斯基认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力.两者之间的差异就是“最近发展区”.建构主义者在接受学习和发现学习的基础上，提出了支架式学习.

本文从实验教学的角度，借助“支架式学习”思想，在学生难以跨越的障碍处，通过搭建探究“支架”，来优化实验教学，指导、帮助学生跨越障碍，顺利完成实验探究任务，登上新的学习台阶.

1搭建思维“支架”，优化实验方案

制定实验方案是实验探究的基础和重要环节.从培养学生实验探究能力的角度出发，要发挥学生的主体性和能动性，由学生自主、合作设计实验方案.由于学生水平和能力的限制，实验方案的设定不可能完全放手给学生，而应由教师适当引导、启发，在教师指导下完成实验方案设计.教师要注重思维引领和方法指导，通过确立思维起点，寻找思维接点，发现思维接点之间的关联，理清思维路线，搭建思维“支架”，引导学生依托思维“支架”，自主、合作完成实验方案设计.

比如，“牛顿第一定律”教学，定律是在实验的基础上，经过推理而得出的.因此，教学的重点是“探究阻力对物体运动的影响”实验探究活动.这一实验设计思维接点较多，为了帮助学生自主、合作设计实验方案，可以通过搭建思维“支架”的方式来解决.

确立思维起点.思维的起点要从“探究主题”去找.主题是“探究阻力对物体运动的影响”，关键词是“阻力，运动，影响”，思维起点是“不同阻力对相同的起始运动状态的作用结果”.

寻找思维接点和路线.本实验的思维接点和路线是：相同起始运动状态—不同阻力—描述运动的影响—实验结论—实验推理.

围绕上述思维接点和路线，依据控制变量法，设计环环相扣的问题，引发学生思考设计实验方案：如何让物体运动起来？什么办法好？选择什么样的物体？如何在多次实验时保持相同的起始运动状态（使小车以同样的速度运动到不同平面上）？如何改变阻力大小？根据你的生活经验，你准备选择哪些材料？怎样描述阻力大小？通过什么来反映阻力对物体运动的影响？具体怎样记录物体的运动情况（路程）？通过实验你能得出什么结论？进一步可以得出什么结论？

通过上述问题引领，实验方法、思路、选材、步骤、记录表格等水到渠成.

2搭建专题活动“支架”，扫清实验教学障碍

每一个实验都由若干个具体环节和要素组成，各个环节和要素对实验探究的影响度是不同的，总会有轻重缓急之分.实验教学要善于“抓大放小”，要着力解决影响实验效果的关键因素和疑难问题，集中力量引导学生将核心问题作为学习的突破所在，有效突破问题和学习障碍，从而使学生处理、解决疑难问题的能力发生跃迁和质的飞跃.

建立专题活动“支架”，开展专题活动，是扫清实验教学难点、障碍的有效举措.

例如，“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，实验要求测滑动摩擦力时，弹簧测力计要沿水平方向拉动，使物体做匀速直线运动，才能准确测出摩擦力大小.按照这一要求，实际操作中有两个关键：一是如何保证拉动物体做匀速直线运动；二是如何在拉动时准确读数.上述要求和关键之处说起来简单，但做起来很难.由于学生前面使用弹簧测力计的机会不多，经验不足，能力不强，很多学生操作不熟练，实验时就很难使物体做匀速直线运动，测力计的示数就不能准确反映滑动摩擦力的大小；在运动状态下，也很难较准确读取测力计的示数.

如何突破弹簧测力计拉物体做匀速直线运动和较准确读数这些难题呢？有效的办法是搭建专题活动“支架”.将“弹簧测力计拉物体”作为独立活动从整个实验中“剥离”出来，进行“匀速直线拉动物体”的专项训练，让学生在体验中发现问题所在，并在自主与合作探索中找到解决问题的办法.

学生在专项体验活动中，发现弹簧测力计指针一伸一缩，很不稳定，会影响物体的运动状态，也会影响读数.经过多次的专项训练，学生操作技能提升了，心理穩定性更好了，在自主与合作探究中也找到了解决问题的诸多办法：用力均匀，眼睛盯着指针，示数稳定后读数；不拿吊环，手握测力计外壳，更稳定；拉动的距离长些，容易稳定，便于读数.

3搭建对话“支架”，突破数据分析障碍

维果斯基提出“沟通学习”思想，为了实现他所倡导的“沟通学习”，要求实践最近发展区的组织——学习环境（以工具为媒介的学习）的组织、教师与儿童以及儿童与儿童之间的沟通（以他人为媒介的学习）组织，以及儿童自我内部对话（有工具与他人为媒介的思维）的组织.

在实验教学中，实现上述三种形态的全方位沟通，也就是要通过三种媒介开展与客观世界、他人、自我的对话，通过对话、沟通，而真正意义上的理解和认识客观世界、他人和自我.为此，实验教学要搭建对话“支架”，形成对话、沟通机制，通过全方位的对话，了解和认识要探究的主题和内容，更好地与他人合作，丰富和完善自我认知.

以“探究凸透镜成像规律”实验为例，实验中非常重要的环节是对数据的分析与论证，数据分析论证也是难点.

依据维果斯基的“最近发展区”原理，分析学生已有的基础是对焦点的认知，可能的发展水平是发现特殊的“二倍焦距点”，进而找到凸透镜成倒立缩小的实像、倒立放大的实像、倒立等大的实像以及成虚像的规律.

为了增强数据分析的直观性和可视化，降低思维难度，我们选择几组实验实物状态，整合组成实物“对话”数据组，如图1所示.建立开放的学习环境，让学生都集中在“实物数据组”周围，便于对话与交流.选取小组代表汇报和填写数据，如表1所示（学生测出的焦距为5cm）.endprint

为了有效突破数据分析、归纳总结的难点，搭建思维对话“支架”，在师生、生生对话中发现成倒立缩小实像和倒立放大实像时，物距、像距都大于焦距.接着寻找中间状态成倒立等大的实像，并通过实验找出规律：物距和像距相等，且都等于二倍焦距.综合以上发现，归纳凸透镜成倒立缩小的实像、倒立放大的实像、倒立等大的实像的条件和规律.进一步探究焦点以内成虚像的条件和规律，凸透镜成像的整体规律就自然形成了.

4搭建对比“支架”，在价值研判中优化实验教学

差异是资源，差异丰富了资源.差异能激发思维动机和思维活力.对比事物，同中求异，异中求同，开展价值研判，可以更好地认识事物，为选择提供依据，为优化提供可能.在实验教学中，主动引入差异，搭建对比“支架”，可以有效提升学生的价值研判能力，在价值研判中优化实验教学.

在“探究串、并联电路电流的特点”实验中，不同版本的教材实验方法不同，有些版本是直接用不同的灯泡做一次，而有些版本却是进行前后两次对比，第一次用相同的灯泡，第二次换用不同的灯泡.

建立对比“支架”： 直接用不同的灯泡做一次，与“第一次用相同的灯泡，第二次换用不同的灯泡”的实验结果是一样的，都可以得出串、并联电路电流的特点，哪种方法更好呢？为什么？

价值研判：由于事物的本源是多样的、差异的，因此，选用不同的灯泡来做实验是合情合理的.但仅此是不够的，为了扩展思考空间，先用相同灯泡，再用不同的灯泡做实验，更能激发学生思维活力，产生“是不是因为灯泡相同造成串联电路电流相等的”的疑问.基于疑问再探究，可使学生认知无死角.

教学中可以提供价值研判的案例很多.再比如，“探究二力平衡的条件”实验，从器材上，对比研判“卡片”与“小车”（包括其它物体）的优缺点；从方法、步骤、程序上，研判“等值、反向、共线的

平衡——不等值、反向、共线的不平衡——等值、反向、不共线的不平衡”和“不等值、反向、共线的不平衡——等值、反向、共线的平衡——等值、反向、不共线的不平衡”以及“等值、反向、共线的平衡——等值、反向、不共线的不平衡—不等值、反向、共线的不平衡”几种实验程序的不同價值所在，看哪种方法更符合学生认知.

5结语

搭建探究“支架”，是优化实验教学的重要举措，是实现学生“最近发展区”的有效途径.加强实验教学内容的整体和细节研究，是“选点搭架”的重要源泉.在教师“搭架”的基础上，要逐步转化为学生自我“搭架”，以此推动“最近发展区”的延伸和学生自主建构能力的提升.

参考文献：

[1] 佐藤学著，钟启泉译.学习的快乐——走向对话[M].北京：教育科学出版社.2004：3-50.

[2] 刘炳昇，李容.义务教育教科书物理九年级上册[M].南京：江苏科学技术出版社，2013：73-74.

[3] 彭前程，杜敏.义务教育教科书物理九年级全册[M].北京：人民教育出版社，2013：68-70.endprint