基于支架式理论的中学物理教学设计

肖雅洁 郑卫峰 罗秀琴 李明哲

摘   要：本文在简述支架式教学理论的基础上，以人教版初中物理“光的直线传播”这节课为例，通过搭建支架进入情景、引导探索、自主协作学习、效果评价四个基本步骤来探讨支架式教学理论在初中物理教学中的课堂实践。

关键词：最近发展区;支架式教学;搭建支架;光的直线传播

引言

课程改革倡导“学生主体、教师主导”的课程教学理念，即必须转变传统“被动性、依赖性”的教学模式，引导学生主动地参与知识建构的过程，深化理解知识内涵。这就要求教师在教学过程中要明确学生认知发展的基本规律，充分发挥自己的引导作用。而支架式教学模式便是指教师在教学过程中找准学生的最近发展区进行教学设计，借助教学支架将学生的智力从已有水平提升到潜在发展水平，从而跨越最近发展区。本文以“光的直线传播”为例，尝试运用支架式教学来进行更有效的物理课堂教学实践。

1  支架式教学及其理论基础简述

1.1  “支架”概念

前苏联心理学家维果斯基将“支架”引用于心理学理论中，类比在学习中通过帮助学习者完成他无法独立完成的任务。在此基础上，学者伍德最先在儿童的语言学习中，明确提出“支架”的概念[ 1 ]。

1.2   理論基础

“最近发展区”是前苏联杰出的心理学家维果斯基创立的一个重要理论。是指儿童的两种发展水平：一是儿童现有水平，也就是已经完成的发展系统所形成的儿童心理技能的发展水平;二是儿童在有指导的情况下，借助成人帮助或在与他人合作所能达到的解决问题的水平，而最近发展区就是两者之间的差距[ 2 ]。

支架式教学即教师为学生搭建学习支架，学生在老师的指导下主动构建知识和经验，促进自身能力发展[ 3 ]。在教学支架的搭建过程中教师要及时为学生学习提供辅助工具，比如创设情境，提出问题，提供范例，给出建议等[ 4 ]。

2  支架式教学在物理新课教学的应用—初中物理人教版“光的直线传播”为例

教学支架通常可以划分为四种类型，即信息铺垫型、问题型、操作型和元认知型支架[ 1 ]。支架式教学的基本环节有：进入情境、进行探索、协作学习、效果评价四个基本环节。

将教学支架类型和具体的教学环节应用于“光的直线传播”课堂教学中，其教学过程支架搭建导视图如图1所示，具体应用如下：

图1 支架搭建导视图

2.1  由诗歌引出光影现象 搭建信息铺垫型支架

物理知识源于自然现象，古代很多诗词都是物理现象的精彩描述。从诗歌中引出本节所要学习的物理知识在调动学生学习积极性的同时，搭建信息铺垫型支架，有利于学生后续的知识建构。

师：我们都知道物理知识来源于自然现象，中国古代很多诗词都是物理现象的精炼描述。接下来请大家认真研读这两首曾经学过的古诗，认真思考其中蕴含着什么常见物理现象？

《小池》

宋代 杨万里

泉眼无声惜细流，树阴照水爱晴柔。

小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头。

《月下独酌四首·其一》

唐代 李白

花间一壶酒，独酌无相亲。

举杯邀明月，对影成三人。

生：第一首诗中“树阴照水爱晴柔”描写的是光透过树木的缝隙形成的树荫在水中的倒影，第二首诗中“对影成三人”写的是作者在月光下的影子。这两种现象都与光的传播有关。

师：这位同学总结得非常好。接下来让我们一起进入今天这节课的学习，从物理学的角度探索古诗中呈现的物理奥秘，探究光在不同介质中的传播方式。

效果评价：用诗歌作为情境引入课堂教学，能够激发学生的想象力，促进学生学习物理的积极性。在教学中恰当地使用诗词，有利于学生对物理知识的建构，为后续的教学做好铺垫。

2.2  在演示实验中搭建问题支架 引导学生积极探索

环节一：光在空气中传播方式的演示实验

教师提问1：同学们知道光在空气是怎样进行传播的吗？现在老师手中有一只激光笔，打开激光笔照射墙壁，大家能观察到光传播的路径吗？

学生回答1：不能。

教师追问2：为什么我们观察不到光的路径呢？我们都知道大雾天经常能看到车前灯光沿着直线传播的路径，那大雾天和教室里的环境有什么区别呢？

学生回答2：大雾天空气湿润，空气里存有着许多小水珠。

教师回答3：非常好，那我们也可以试着在教室创造类似于雾天的环境。老师现在朝着激光笔的方向喷一些水雾，大家能观察到激光笔光的传播方式吗？

学生回答3：能，光沿着直线进行传播。

教师追问4：同学们知道为什么空气中有了水雾就可以清晰地显示光路吗？

学生回答4：可能与小水珠的反射有关。

环节二：光在液体、固体中传播方式的演示实验

教师提问1：上一环节我们一起验证了光在空气中是沿直线进行传播的，那么光在其他介质中还是沿着直线进行传播吗？桌面上有准备好的果冻、装满水的矿泉水瓶、激光笔，请大家开始动手实验，观察光在液体、固体中的传播特点。

学生回答1：光在果冻和矿泉水瓶的水中是沿着直线进行传播的。

教师在矿泉水瓶中加入了食用盐，并没有搅拌均匀。教师用激光笔照射盐水，大家惊奇地发现光路竟然变得弯曲了！

教师提问2：现在还能说明光在介质中沿着直线传播吗？为什么会出现这种变化呢？

学生回答2：因为介质变得不均匀了。

教师提问3：所以光沿直线传播需要保证哪些条件呢？

学生回答3：保证介质是均匀的！

效果评价：利用情境引出今天所要探究的课程内容。接下来教师趁热打铁搭建问题支架，及时向学生抛出问题、引导学生发现问题形成认知冲突并加以解决，让学生在探究的过程中积极思考、发散思维，参与认知产生、发展的全过程。通过问题型支架和操作支架的搭建将抽象的概念直观化，不仅让学生深刻地了解光沿直线传播所要满足的物理条件，而且让学生学会用科学知识解释生活中常见的物理现象，从而循序渐进地提高学生的知识迁移及逻辑推理能力。

2.3  协同合作搭建操作支架  培养学生主动探索能力

环节一：自制小孔成像实验

实验器材：易拉罐（筒装薯片外壳、羽毛球筒亦可）、蜡烛、打火机、膜片（透明塑料袋或者学生字帖半透明纸）、皮筋、黑色卡纸。

环境要求：保证实验环境较暗（将日光灯、窗帘关上）

实验过程：首先老师将同学们进行分组，两两一组进行实验。将易拉罐的顶部镂空，并在底部钻个小孔，制作装置，并认真观察烛焰像的变化。此时教师可以引导学生运用所学的知识，提出问题：物体通过小孔为什么会成倒立的像？像的形状与孔的形状是否有关系？像的大小与哪些因素有关呢（问题支架）？通过教师一连串的问题，引起学生的求知欲并引导学生结合实验现象进行推理。

環节二：实验改进

教师：同学们在进行实验的过程中有发现什么问题吗？

学生1：小孔太大的时候像呈现的是小孔的形状而不是烛焰的像。

学生2：光斑不清晰有点模糊。

学生3：在移动易拉罐的时候光斑总是在动。

教师：同学们都观察得非常仔细，接下来能不能试着改进一下这个小实验呢？

小组1：可以设计一个小孔板来解决光斑形状和小孔形状、大小的关系。

第一组为圆形、三角形、菱形三种形状的小孔，在观察其中一种小孔图形成像时可以用黑色卡片遮挡其他小孔，分别来观察光斑形状与小孔形状的关系。

第二组是一个大的直角三角形孔，可以用黑色卡纸从左向右移动减小小孔的大小来动态地观察光斑形状和小孔大小的关系。

小组2：可以制作一个可拉伸的观察筒来解决移动易拉罐时光斑移动的问题。

效果评价：小孔成像实验不仅增加了课堂趣味性，还鼓励学生合理利用生活中的物品进行实验，发挥自己的奇思妙想对实验过程进行改进。从“认识”过渡到“应用”，操作支架的搭建过程更加符合“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。

2.4  教师总结、学生评价相结合  搭建动机支架 提升课堂整体效果

教师总结，即初步了解本节教学是否达到预期目标，进而检验支架式教学模式的教学效果，可通过询问学生对本节课是否存在疑惑，在解答学生疑问后对学生课堂表现作出合理的评价。

学生自评、互评，即学生对各自及其他同学的实验方法、实验过程、课堂表现等进行交流与评价，进而提出相应的改进建议并优化。

效果评价：通过教师总结与学生评价，加强“师生对话”与“生生对话”，共同搭建动机支架。教师可以在回答学生疑问的过程中对本次支架式教学作出评价，总结优势与不足之处，便于指导今后的课堂教学。学生也可在听取其他同学的体验、感受的过程中，丰富自己的认知体验。

3  总结

本文以支架式教学为理论基础，以“光的直线传播”这节课为例，阐述了教师在教学过程中通过一步步地构建支架来推动学生思维的发展，确保课堂有序地开展，带领学生跨越“最近发展区”。而在实际的教学中，由于每位学生的学情不同，导致学生对于各种教学支架的接受能力各不相同。因此，在班级授课的条件下如何搭建适合于每个学生的教学支架，是需要我们继续深入探究思考的问题。

参考文献：

[1]刘雅.支架式教学方法在高中物理概念教学中的应用研究[D].扬州：扬州大学，2019：15-16，38-40.

[2]荆晓冰.基于最近发展区的暗示力在物理习题教学中的发挥[J].物理通报，2017（7）：38-39.

[3]薛朝玉.基于支架式教学模式的初中物理课堂建构——以“浮力”为例[J].湖南中学物理，2016（9）：28-29.

[4]谭龙飞.物理概念教学中运用支架式教学模式的探讨[J].教学研究，2011（3）：87-90.