支架搭建理论在高中化学教学实践中的应用

吴冬冬

摘要：支架式教学是指通过搭建学习支架的方式，让学生借助学习支架，从现有的发展水平，顺利跨越學习的最近发展区，达到潜在的发展水平，完成知识的构建和学习能力的内化的教学过程。本文以人教版化学必修教材“物质的量”的教学为载体，研究支架搭建理论在高中化学课堂中的实践与落实。

关键词：最近发展区;支架搭建;物质的量

一、研究背景

维果斯基的“最近发展区理论”认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，另一种是学生通过努力可以达到的发展水平。两者之间的差距就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供略带难度的内容，学生在教师的帮助下搭建起学习的框架，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到其可能发展到的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。而“最近发展区”与“搭建脚手架”之间的关系在支架式教学这一教学模式中得到了最为真切的描述。支架式教学是以维果茨基的最近发展区理论为基础的一种新的建构主义教学模式，支架原本是指在建筑房屋时搭建的脚手架，是工人在盖房子时临时搭建的辅助工具，当房子建好之后就会被撤除，留下房子本身。而在学习过程中，支架对学生的作用和对建筑物的作用相似：1、都是帮助学生从现有发展水平上一步步自我构建达到潜在发展水平的辅助工具;2、在学生完成构建达到潜在发展水平后，支架可以拆除①。利用学习支架的帮助达到潜在发展水平的具体过程如图所示 ：

二、教材分析

本节课选自人教版高中化学必修一第二章“海水中的重要元素——钠和氯”第三节的内容。人教版初中化学并没有明确出现物质的量的相关内容，因此在高中课标中对物质的量的学习目标主要是让学生在学习物质的量内容时体验定量研究方法在化学实验中的重要性，将学生的思维从初中关注宏观化学现象的定性研究中转变到关注物质内在变化的定量研究中去，并在此过程中培养学生严谨的学习态度。“物质的量”是 高中化学中最重要的基本概念之一，贯穿整个高中化学的学习，在化学实验、化学计算等方面都占据着重要的地位。它所涵盖的内容不仅仅是一个化学概念的学习，还包括物质的量与微粒数目，气体体积之间的相关系，同时涉及气体摩尔体积 、溶液浓度的计算，并且与化学实验中的计量、化学分子式的确定也息息相关。

三、教学过程设计

活动一：设置情景，引出物质的量

学生活动 教师活动 设计意图

1、古时候有一位勇敢且聪明的勇士想娶国王的女儿，国王出题刁难，其中的一个问题是：10kg大米有多少粒？小伙子很快就想到了解决这个问题的办法，顺利地娶到了公主。组织学生进行讨论：勇士是怎么求出10kg大米的数量的？

2、举例讨论生活中以集合体出现的物质。 支架搭建一：通过引导学生解决日常的难题，使学生初步体会到当物质的数量比较庞大时，可以引入集合体的概念进行计数。

并对学生的回答进行评价、补充 通过类比迁移， 初步建立集合体的概念，体会学习物质的量的必要性，发展科学探究与创新的意识。

[过渡]从初中化学的学习中，我们知道宏观世界的物质是由看不见的原子、分 子或者离子构成的，而微观粒子数目非常庞大，为了方便计量，是否可以将一定数目的微观粒子当作一个整体？这个整体应该用什么来表示呢？

学生活动 教师活动 设计意图

3、归纳总结1mol 物质所含微粒数为 NA，约为6.02×1023 mol-1

4、感受阿伏伽德罗常数的大小：

（1）截止到2021年3月，全球人口将近76亿，如果把6.02×1023粒大米给全球76亿人吃，每人每天吃一斤，可以吃多少年。

（2）如果把6.02×1023个一角硬币排成一行，可以绕地球赤道（赤道周长40076KM）多少圈？

5、类比物理量时间与秒的关系;长度和米的关系等，理解摩尔是物质的量的单位

6、用类比方法计量纸巾数量和物质的微粒数

7、总结物质的量与微粒数之间的关系式、填写学案，练习巩固 支架搭建二：

经过实际计算和生活的经验相结合，学生能够体会到一摩尔代表的粒子数目是庞大的，因此摩尔不会用在宏观物体的计量中，从而自主构建出摩尔代表的是微观粒子的数目，而摩尔又是物质的量的单位，因此物质的量也不是用来描述宏观的集合体，而是描述微观粒子的集合体 。

支架搭建三：组织学生回忆之前学过的国际物理量及其单位，引导学生进行类比，理解物质的量及其单位摩尔的概念。

支架搭建四：通过类比纸巾数量的计算方法推出物质微粒数的计算公式

引导学生总结出计算公式，并做出评价、纠错、引导和小结 通过搭建与生活 实际相联系的支架帮助学生更透彻的理解摩尔的概念，并重新认识 物质的量的概念。

通过已知事物类比陌生事物，能够促进学生对新概念的理解。通过类比计算总结出公式，能够帮助学生自主建构计算模型，培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理和模型认知的学科素养。

活动二：类比迁移，学习摩尔质量

[过渡]1瓶农夫山泉矿泉水中含有多少个水分子？我们能否计算出 18g 水中所含有的水分子数？如果不能，还需要知道什么？（学生：还要知道 18g 水有多少 mol？）

活动三：问题驱动，学习摩尔质量

学生活动 教师活动 设计意图

8、看教材 P50 图 2-19，知道18g水的分子数目。

9、解决问题：1 瓶农夫山泉 550ml，含有多少个水分子？

10、完成学案上的练习

11、归纳公式：M=m/n n=m/M 支架搭建五：通过问题引导，使学生解决问题“一瓶矿泉水中含有多少个水分子？”

[过渡]通过本节课的学习，你有何收获？

通过分析概念并 绘制概念图，培养宏微结合意识，和证据推理能力。

四、教学反思

“物质的量”的概念是链接物质宏观与微观之间的重要桥梁，为我们打开了一扇从宏观世界通往微观世界的大门。但是物质的量相关内容对学生来说比较抽象，因为其远离学生的生活，与学生既有的知识结构关联也不大的，所以学生理解起来比较困难。本节课在教学过程中，通过结合学生已有的知识的经验搭建学习支架引导学生从宏观、微观等多角度理解物质的量相关概念，加深学生对概念的理解，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。最后通过绘制概念图进行总结，让学生理解概念间的关系，培养学生证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等核心素养。