王治國(guó)

（無(wú)錫市第六高級(jí)中學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214023）

隨著新課改的不斷推進(jìn)，教師們逐漸形成這樣的理念：在教學(xué)中應(yīng)從問(wèn)題中來(lái)，到問(wèn)題中去.物理問(wèn)題來(lái)源于生活，物理的學(xué)習(xí)可以通過(guò)在教師預(yù)設(shè)的問(wèn)題情境中通過(guò)體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、理論探究等自主建構(gòu).而問(wèn)題情境的設(shè)置又應(yīng)該和教學(xué)梯度相結(jié)合，以便幫助學(xué)生完成支架的搭建，達(dá)到預(yù)設(shè)的能力生成要求，即在撤去這種支架后學(xué)生已完成了教師所期望的某節(jié)課中知識(shí)和能力的自主建構(gòu).

1 理論依據(jù)

問(wèn)題情境教學(xué)是指從學(xué)生認(rèn)知水平、心理、情感需要出發(fā)，以比較現(xiàn)實(shí)的、有趣的問(wèn)題或與學(xué)生已有知識(shí)相聯(lián)系的問(wèn)題引起學(xué)生的注意，讓學(xué)生帶著明確的目的去探究新知識(shí)，形成新技能，最終解決問(wèn)題.

支架式教學(xué)是以前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論為依據(jù)的，是建構(gòu)主義的一種教學(xué)模式.支架原本指建筑行業(yè)中使用的腳手架，在這里用來(lái)形象地描述一種教學(xué)方式：學(xué)生被看作是一座建筑，學(xué)生的“學(xué)”就是在不斷地、積極地建構(gòu)自身的過(guò)程；而教師的“教”則是為學(xué)生搭建一個(gè)必要的腳手架，支持學(xué)生不斷地建構(gòu)自己，通過(guò)支架作用不停地將學(xué)生的智力從一個(gè)水平引導(dǎo)到另一個(gè)更高的水平，不斷發(fā)展認(rèn)知能力.

支架式教學(xué)一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：

（1）搭腳手架.圍繞當(dāng)前教學(xué)主題，按“最鄰近發(fā)展區(qū)”的要求建立概念框架.

（2）進(jìn)入情境.將學(xué)生引入一定的問(wèn)題情境（概念框架中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)）.

（3）獨(dú)立探索.探索的內(nèi)容包括：確定給定概念有關(guān)的各種屬性，并將各種屬性按其重要性的大小順序進(jìn)行排列.探索開始時(shí)，要先由教師引導(dǎo)啟發(fā)（例如演示或介紹理解類似概念的過(guò)程），然后讓學(xué)生自己去分析.探索過(guò)程中教師要適時(shí)加以提示，幫助學(xué)生沿著概念框架逐步攀升.起初的引導(dǎo)、幫助可以多一些，以后逐漸減少，而愈來(lái)愈多地放手讓學(xué)生自己去探索，最后要爭(zhēng)取做到無(wú)需教師引導(dǎo)，學(xué)生自己能在概念框架中繼續(xù)攀升.

（4）協(xié)作學(xué)習(xí).進(jìn)行小組內(nèi)的協(xié)商、討論.討論的結(jié)果又可能使原來(lái)確定的、與當(dāng)前所學(xué)概念有關(guān)的屬性增加或減少，各種屬性的排列次序也可能逐漸變得明朗和一致起來(lái).在共享集體思維成果的基礎(chǔ)上達(dá)到對(duì)當(dāng)前所學(xué)概念比較全面、正確的理解，即最終完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu).

（5）效果評(píng)價(jià).對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)包括學(xué)生個(gè)人的自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)小組對(duì)個(gè)人的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：① 自主學(xué)習(xí)能力；② 對(duì)小組協(xié)作學(xué)習(xí)所作出的貢獻(xiàn)；③是否完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu).

在問(wèn)題情景中，搭建支架的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面.

（1）激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力.有趣的問(wèn)題能激發(fā)求知欲和內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生進(jìn)入問(wèn)題探索者的“角色”，真正“卷入”學(xué)習(xí)活動(dòng)之中，從而達(dá)到努力完成整個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)、掌握知識(shí)以及訓(xùn)練思維能力的目的.

（2）促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí).支架式教學(xué)將學(xué)習(xí)者置于一定的情境中來(lái)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，隨著支架的使用和淡出，學(xué)習(xí)者開始獨(dú)立探索問(wèn)題，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和以后自己解決問(wèn)題的反復(fù)探索中，學(xué)習(xí)者不斷地完成自主建構(gòu).

（3）引導(dǎo)學(xué)習(xí)者思維發(fā)展.創(chuàng)設(shè)條理清晰、合乎邏輯和學(xué)生認(rèn)知心理特點(diǎn)的“階梯式”或“分層式”的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、一步步地進(jìn)行深入的思考，最終抓住事物的本質(zhì).在這一過(guò)程中，既使學(xué)生理解了知識(shí)的內(nèi)涵，又培養(yǎng)了學(xué)生良好的思維習(xí)慣，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和深刻性都有重要的意義.

在物理課堂中支架教學(xué)理論如何結(jié)合問(wèn)題情境來(lái)進(jìn)行教學(xué)呢？根據(jù)認(rèn)知理論，物理課堂教學(xué)過(guò)程應(yīng)該是以不斷地提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的方式來(lái)獲取新知識(shí)的問(wèn)題性思維過(guò)程.要解決問(wèn)題首先要提出問(wèn)題，因此，教師無(wú)論是在教學(xué)的整個(gè)過(guò)程中還是在教學(xué)過(guò)程中的某些微觀環(huán)節(jié)，都應(yīng)該十分重視問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè).應(yīng)該注意的是教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要一方面思考“支架”的縱向要有利于教學(xué)過(guò)程的展開，“支架”的高度要符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展，并有利于學(xué)生攀爬支架，從一個(gè)發(fā)展區(qū)到另一個(gè)發(fā)展區(qū).另一方面應(yīng)思考不同“支架”的橫向“扣件”的設(shè)計(jì)，即與之搭配的問(wèn)題情境.教師需用不同層次、不同角度的問(wèn)題幫助學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架.隨著這些問(wèn)題的不斷解決，學(xué)生的學(xué)習(xí)就逐漸深入，能力不斷得到發(fā)展.故而，“支架問(wèn)題”應(yīng)符合學(xué)生物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，使之既具有結(jié)構(gòu)性又關(guān)注細(xì)節(jié)與可操作性.

下面，筆者通過(guò)對(duì)高一物理必修課教學(xué)中“超重和失重”的課堂實(shí)例，作一介紹和說(shuō)明.

2 案例背景

在生活經(jīng)驗(yàn)方面，超重和失重現(xiàn)象雖然學(xué)生常常聽說(shuō)，但在實(shí)際生活中并不經(jīng)常感受到，容易把生活中說(shuō)的有些“超重”與物理學(xué)上的超重概念相混淆，把物理學(xué)上所指的失重誤認(rèn)為是物體“失去重力”.在理論方面，學(xué)生雖然已學(xué)過(guò)“牛頓第二定律”，對(duì)解決物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題已有所了解，但對(duì)定律的運(yùn)用還不是很熟練，從理論上自主地認(rèn)識(shí)到超重、失重現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征較困難.

3 案例情景

圖1

支架1.（1）如圖1所示，讓學(xué)生快速提起用紙帶穿過(guò)的重物，觀察會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象？學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)快速提起時(shí)紙帶會(huì)斷掉.由此教師引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出這種情況下拉力大于物體的重力，然后引出超重的概念.（2）讓學(xué)生手托自己身邊的詞典（或較重的書），快速向下運(yùn)動(dòng)，說(shuō)出自己的感覺是什么？學(xué)生會(huì)回答說(shuō)詞典變輕了.由此教師引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出這種情況下物體對(duì)手掌的壓力小于物體的重力，然后引出失重的概念.

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)創(chuàng)設(shè)源于生活的“體驗(yàn)式”的問(wèn)題情景引入課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并為課堂教學(xué)搭建了直觀的“情景型”支架，讓學(xué)生明確概念，指明本節(jié)課的研究對(duì)象.

支架2.讓學(xué)生思考問(wèn)題“產(chǎn)生超重和失重的原因是什么？”“物體具體怎樣運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生超重現(xiàn)象？怎樣運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生失重現(xiàn)象？”組織學(xué)生通過(guò)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室（包括力學(xué)傳感器、計(jì)算機(jī)、鉤碼等）進(jìn)行探究活動(dòng)，完成表1所示的實(shí)驗(yàn)表格.

表1

根據(jù)學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)探究，師生結(jié)合實(shí)驗(yàn)表格和由實(shí)驗(yàn)畫出的圖像（見表2、圖2、圖3所示），得出超重、失重不是取決于物體的速度方向和速度大小，而是由物體的速度方向及速度的變化來(lái)共同決定的，最后引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到加速度的方向才是超重、失重的條件.

表2

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)設(shè)置“操作型”的問(wèn)題情境讓學(xué)生有目的地進(jìn)行自主探究，在教師的引導(dǎo)下得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，搭建“實(shí)驗(yàn)型”支架，初步認(rèn)識(shí)產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件.

支架3.教師組織學(xué)生一起討論“水平方向的加速或減速運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生超重和失重嗎？”“在超重、失重現(xiàn)象中是不是物體的重力發(fā)生了變化？”通過(guò)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，使他們進(jìn)一步明確超重、失重的概念及其產(chǎn)生的條件.

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)“階梯式”問(wèn)題情境和“錯(cuò)誤式”問(wèn)題情境，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而進(jìn)一步理解所學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵，避免學(xué)生僅僅顧名思義，對(duì)物理概念造成誤解.

圖2

圖3

支架4.指導(dǎo)學(xué)生先一起從理論的角度進(jìn)行分析，通過(guò)投影一步步用公式加以推導(dǎo)（如圖4所示）.

然后進(jìn)行鞏固練習(xí)：質(zhì)量為50kg的人站在升降機(jī)內(nèi)的體重計(jì)上，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)各是多少？（g＝10m／s2）

（1）升降機(jī)勻速上升；

（2）升降機(jī)以4m／s2的加速度加速上升；

（3）升降機(jī)以4m／s2的加速度減速上升.

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)“生活型”和“理論型”的問(wèn)題情境，幫助學(xué)生形成物理“建?！钡乃枷?，從“直觀支架”過(guò)渡至“能力遷移支架”，引導(dǎo)學(xué)生用已學(xué)過(guò)的物理規(guī)律、知識(shí)來(lái)解決新的實(shí)際問(wèn)題.

圖4

支架5.設(shè)置游戲活動(dòng)：怎樣讓自己在體重計(jì)上的示數(shù)減小？比比誰(shuí)的最小？思考取勝的關(guān)鍵是什么？

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)“開放式”問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際地進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，讓物理知識(shí)回歸生活，從中提高學(xué)生的應(yīng)用能力.

支架6.在支架4的鞏固練習(xí)中補(bǔ)充追問(wèn)：（4）如果升降機(jī)以重力加速度g加速下降，那么體重計(jì)的示數(shù)將是多少？這是一種什么情況？

通過(guò)討論、分析，得到此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)為0，也就是說(shuō)，人對(duì)體重計(jì)的壓力為0，從而引出“完全失重”的概念.

接著通過(guò)視頻課件讓學(xué)生欣賞宇宙空間站中完全失重環(huán)境下的種種奇妙景象.進(jìn)而演示實(shí)驗(yàn)：讓側(cè)面戳有小孔的塑料瓶裝滿水，靜止在空中，放開瓶蓋上的小孔，水（為使現(xiàn)象明顯可加些紅墨水）從側(cè)面兩個(gè)小孔中噴出，然后將手指封住瓶蓋上的小孔，讓兩位學(xué)生面對(duì)面站在瓶子落下較近的兩側(cè)，讓學(xué)生們思考：“當(dāng)我放開瓶蓋上的小孔讓瓶自由下落時(shí)，水會(huì)不會(huì)噴到他們兩位的身上？”讓學(xué)生在緊張、刺激的情景下加深感官體驗(yàn)同時(shí)加深對(duì)“完全失重”的認(rèn)識(shí).

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“階梯式”和“生活型”的問(wèn)題情境，尋求一般中的特殊問(wèn)題，一方面發(fā)展學(xué)生的思維和想象力，一方面加深學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)，從遠(yuǎn)景到近景，進(jìn)一步提升能力支架的高度.

支架7.讓學(xué)生相互討論，談對(duì)“超重和失重”的認(rèn)識(shí)，并要求解釋本節(jié)課一開始“紙帶拉重物”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)在實(shí)驗(yàn)中自己出現(xiàn)的問(wèn)題以及自己在哪些方面的能力得到了提升.

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)“輻射式”問(wèn)題情境，構(gòu)建知識(shí)體系，完成整節(jié)課的“封頂”工作.

4 效果評(píng)價(jià)與反思

從課堂的實(shí)際效果來(lái)看，通過(guò)搭建一系列的支架，有效地突破了教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生不僅較清楚地知道了超重、失重的概念，理解了超重、失重的條件，而且通過(guò)生活化的問(wèn)題鞏固了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，通過(guò)游戲體驗(yàn)嘗試用理論知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)相互討論引導(dǎo)學(xué)生們總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成果，從而實(shí)現(xiàn)了承上啟下、三維一體的教育教學(xué)目標(biāo).這節(jié)課教學(xué)的框架梳理如圖5所示.

圖5

眾所周知，物理知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個(gè)螺旋式上升的過(guò)程，“支架式”教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是“以人為本”、“以生為本”，本身就比較適合物理學(xué)科的教學(xué).但在具體應(yīng)用的時(shí)候，筆者認(rèn)為應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：

（1）問(wèn)題的梯度不能過(guò)大，應(yīng)“小步推進(jìn)”，過(guò)大的梯度無(wú)疑會(huì)“欲速則不達(dá)”，甚至造成學(xué)生的畏難情緒.

（2）問(wèn)題的指向應(yīng)該明確，提出的問(wèn)題是準(zhǔn)備幫助學(xué)生搭建相關(guān)的支架，在學(xué)生搭建支架的過(guò)程中可能會(huì)遇到什么問(wèn)題，教師在預(yù)設(shè)時(shí)應(yīng)該做到心中有數(shù).

（3）從筆者個(gè)人的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，“體驗(yàn)式”的問(wèn)題情景適合搭建“背景”支架；“生活式”的問(wèn)題情景適合搭建“直觀”支架；“操作型”的問(wèn)題情境適合搭建“實(shí)驗(yàn)型”支架；“理論型”加“階梯式”的問(wèn)題情境適合搭建“能力遷移”支架；“輻射式”問(wèn)題情境相當(dāng)于“撤去支架”，及時(shí)配合適當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境進(jìn)行教學(xué)，將會(huì)有效地提升教學(xué)效果.

1 李永翠.問(wèn)題情境教學(xué)法在生物教學(xué)中的應(yīng)用.教育革新，2006（6）：60－61

2 趙順?lè)?物理課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的研究.中學(xué)物理教學(xué)參考，2000（4）.

3 陳時(shí)見.課程與教學(xué)理論和課程與教學(xué)改革.桂林：廣西師范大學(xué)出版社，1999.