建构支架式教学 践行学科核心素养

姜 琳

（杭州市勇进实验学校）

一、理论背景

培养学生的核心素养是新一轮课改的目标，它要求学科教学要从原来三维目标的培养转变为核心素养的培养，从知识为本的教育转向以人为本的教育，这样的学科教学才是有价值的，才是适合人的终身发展和社会发展需要的。物理学科的核心素养主要包括物理观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四方面。

“支架式”教学模式是建构主义的一种教学模式，这种教学模式的理论依据是著名心理学家维果斯基提出的“最近发展区理论”。该理论认为：学生的学习状态有两种水平，一种是目前已达到的水平，一种是潜在可能达到的水平。这两种水平之间的距离就是最近发展区。教学中，教师要介入学生的发展，就必须找到最适宜的介入点，最近发展区为教师的介入提供了一个理想的空间［1］。

图1

支架式教学由以下几个环节组成：（1）搭脚手架；（2）进入情境；（3）独立探索；（4）协作学习；（5）效果评价。它以学生为中心，利用情境、协作、探索、会话等方式充分发挥学生的主动性和积极性，使学生能有效地实现对所学知识的意义建构，又随着学生对知识和方法的掌握而逐渐撤去支架。

图2

由此可见建构主义理论指导下的支架式教学和物理学科核心素养的培养有着惊人的相似，可以说，以人为本的教育理念亘古不变。那么如何以物理学科的核心素养为指导，把物理观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任这四方面落实在整个教学过程中，下面就以《牛顿第一定律》一课为例，谈谈中学物理课堂教学中如何围绕学科核心素养培养，如何建构支架进行教学。

二、案例呈现

1.学情分析

初一学生在生活中已经接触到很多关于力学方面的知识现象，积累了一定的直观认识。但是，由于认知水平的局限，在认识上还很表面和片面，特别是对探究摩擦力对物体运动影响的实验过程更是难以理解，对于控制变量法在整个实验中的运用也还很难做到突出的认识，难以从感性认识上升到理性认识。所以，本课的学习应该在学生跳一跳就能到达的范围（最近发展区），让学生在原有基础上有所提高。

2.教学目标

【物理观念与应用】了解牛顿第一定律的科学发展史；对牛顿第一定律内容有基本认识；明确认识力并不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

【科学探究与交流】通过分组实验，让学生动手探究，获得改变物体运动状态与受外力之间的感性认识。

【科学思维与创新】在感性认识基础上，通过理性分析及科学推理获得牛顿第一定律的规律。

【科学态度与责任】在观察与实验探究活动中，培养学生敢于质疑、勇于推理的科学意识；学习科学家研究问题的方法和态度，体会科学发现的过程往往需要许多科学家共同努力才能完成的科学精神。

3.教学策略分析

为了实现牛顿第一定律的教学目标，我们将这个复杂的任务加以分解，并在不同的进展阶段适时地提供合适的支架，帮助学生形成意义建构，给学生建构知识理解提供一种概念框架，最终帮助学生完成难以独立完成的学习任务，达到我们预设的各类目标。在教学中笔者主要给学生提供了以下几种支架。

支架1（情境型支架）：对物体运动学生是非常熟悉的，但容易受到生活中错误经验的影响，学生总认为物体的运动需要力，有力物体才能运动，没有力物体就停止运动。为了破除日常错误经验的影响，需要给学生提供情境型支架，引导学生发现矛盾。

支架2（实验型支架）：遵循几代科学家的研究历史，学生探究力和运动之间的关系，用斜面和各种摩擦情况不同的材料进行实验，得到相关的结论并能自主进行分析，需要提供实验型支架。

支架3（问题型支架）：学生初次触碰运动和力之间的关系，可以说是认知上的一次突破，教师不能简单地告知牛顿第一定律的内容。需要在实验的基础上，教师通过提问，让一个个问题串引导学生去思考，建构新的知识网络，最终得出正确的认知，需要提供问题型支架。

思考：支架式教学本质上是最近发展区内的教学，最近发展区为教师的介入提供了理想的空间，为教师提供了实现梦想的舞台。但是最近发展区并不是显性的，而是一个潜在的虚拟空间，是否能够准确把握学生的最近发展区对教师提出了更高的要求，对教师提出了挑战，同时也赋予了许多机遇。

4.支架的具体运用与评析

（1）巧用情境支架，建构物理观念

A.多媒体展示：雪中汽车刹车滑行的视频

引发思考：为什么下雪天容易出车祸？（摩擦力减小了）

进一步追问：摩擦力大小对物体运动有怎样的影响呢？揭示本节课主题。

（设计意图：现实生活当中很少有物体不受到摩擦力影响的状况，而通过这样的视频情境，可以引导学生对物体不受摩擦力影响下的运动状况有一个更加深入、直观的认识。通过实例的引入，让学生体验科学来源于生活又服务于生活，唤起了学生学习科学的兴趣。）

B.演示活动：教师手推木箱，使其前进一段距离，松手后马上停下。

学生猜想：（1）因为手的推力使木箱移动了。（2）因为不用力了，所以木箱不动了。（3）所以推力是维持木箱运动的原因。

（设计意图：利用生活中错误的经验认识，通过简单的演示活动展示出来，引出问题，指向明确。）

作用评析：物理观念是物理概念和规律的提炼和升华，正确的物理观念需要建立在正确的物理概念和物理规律之上，它是认识和解释自然的基础。它的形成经历了由感性认识上升到理性认识的过程，由错误认识到正确认识的过程，教师不能越过这些过程直接告诉学生概念和规律，这样会造成学生死记硬背，不能很好地理解和辨析，容易在应用中出现各种各样的错误。

情境型支架从日常生活中常见的事例入手，并将事例在课堂上用多媒体或演示活动等方式展现出来，可以一下子就把学生的注意力聚焦起来，使学生十分关注这个现象，自然会进一步去思考其中的原因。这也是教师期望学生达到的第二个水平即“潜在发展水平”。随着老师所创设的情境，一步一步地引向新的更高的发展水平。在这里作为课题引入的情境支架，其结果与学生平时的认识不同，引起了学生原有认知的冲突，这样的支架不仅可以激发学习兴趣，而且引导思考，让学生亲历概念、规律的建立过程，从原有停留表面的错误认识到最后建立的正确认知，有利于形成正确的完整的物理观念，促进学生思维发展。

（2）重视实验支架，培养科学探究能力

在探究摩擦力对物体运动的影响时，学生很容易能够在教师的引导之下想到采用探究性实验，具体用到控制变量法。用同一小车分别从同一斜面同一高度自由滑向相同的平面，记下三次小车静止在水平面上的位置。

图3

［学生活动］在教师引导之下，开始做探究摩擦力对物体运动的影响的实验，边实验边记录，最后将测得的数据填入如下表格中

表1 摩擦力大小与运动距离

作用评价：物理是一门以实验为基础的学科，任何规律都得经得起实验的检验。物理问题来自日常生产生活，提出问题，建立猜想与假设后，需要制订实验方案，进行实验研究，验证自己的猜想。在实验探究的过程中，学生经历了观察现象、实验设计、仪器使用等，不仅有助建立正确的物理观念，而且促进了思维能力和探究能力的发展，培养了严谨的科学态度。

实际生活中物体不受摩擦力影响的情况是极少的，为了外推出这种情况下的运动，教师需要借用实验型支架分步进行，首先建立模型——小车从斜面上滑下，接着在水平面上滑行一段停下来。

实验支架1：让小车斜面滑行后在毛巾表面滑行停下来；

实验支架2：让小车斜面滑行后再在棉布表面滑行停下来；

实验支架3：让小车斜面滑行后再在木板表面滑行停下来。

小组讨论设计实验方案，小组合作设计实验表格，并相互评价，推荐最合理的方案和表格全班展示。实验中仔细观察实验现象，验证猜想是否正确。本阶段教师放手让学生自己决定探索的问题，选择自己的方法，独立地进行探索。通过实验型支架，把脑海中的设想变成了实际的探究，这对学生知识的建构和能力的提升是一次重大的飞跃。

（3）妙用问题型支架，引导分析促思维

提出问题：力和运动之间是怎样的关系？

问题1：实验中小车从斜面上滑下后，为什么最终会在水平面上停下？

问题2：水平面铺的材料不同，小车在水平面上运动速度减小的快慢一样吗？

问题3：推测小车不受到任何阻力，运动情况会怎样呢？

……

小车载着木块一起匀速运动，当车突然停止后木块向前倾倒。

问题1：研究对象是谁？

问题2：小车原来做什么运动？后来又是什么运动状态？

问题3：木块原来的运动状态怎样？后来的运动状态怎样？

问题4：小车运动状态变化的原因是什么？木块运动状态不变的原因是什么？

问题5：由于惯性物体运动状态将要怎样？

作用评价：科学思维是一种能力，也是一种习惯。教师需要遵循学生认知规律的发展，适时地引导学生思考、分析、判断、归纳、总结，并内化成自己的能力和习惯，然后在此外的问题中灵活地应用。

教师精心设计一连串内涵逻辑关系的问题串，通过搭建阶梯式的问题型支架，引发学生思考，激励他们相互讨论与交流。随着一个个问题的解决，学生对所学内容的理解不再停留在原有水平，可以说是起于原有知识而又突破原来的认知结构。这个搭建问题型支架引导学生层层深入的过程，不仅完成了知识的建构，而且更有利于学生思维能力的提升和思维习惯的养成。

三、结语

本节课的教学实践中，教师目标明确，始终围绕着物理观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四方面物理学科的核心素养，根据最近发展区理论，对学生的原有水平和将要达到的水平进行了研究，并针对最近发展区在课堂中搭建一系列的教学支架。教师首先巧用雪中汽车刹车滑行和手推木箱这两个情境型支架，激发学生兴趣，建构正确的物理观念。紧接着搭建阶梯式的实验支架，引导学生主动探究，实验探究摩擦力对物体运动的影响，从中提炼出牛顿第一定律的实质，培养了学生科学探究的能力。在此过程中，学生主动建构，运用控制变量法，感悟实验探究过程当中的科学思想方法的形成过程。接着精心设计了问题串，利用问题型支架，把复杂问题分解，通过一个个问题的引导，学生自己得出规律和结论，提升了学生的思维能力。整个教学就像建筑工人造房子，先搭好支架，借助支架前行一段，逐渐拆除支架，最终学生完成自我构建，获得独立前行的能力。在这一搭一拆间，不断地缩短了原有水平与学习目标之间的距离，最终完成意义建构，体现学科价值，实现学生核心素养的提升。

［1］何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计［J］.北京师范大学学报（社会科学版），1997（5）.

［2］梁旭.认知物理教学研究［M］．杭州：浙江教育出版社，2011.

［3］朱琳琳.关于支架式教学基本问题的探讨［J］.教育导刊，2004（10）.

［4］人民教育编辑部.核心素养：重构未来教育图景［J］.人民教育，2015（5）.