姜 琳

（杭州市勇進(jìn)實驗學(xué)校）

一、理論背景

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是新一輪課改的目標(biāo)，它要求學(xué)科教學(xué)要從原來三維目標(biāo)的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵乃仞B(yǎng)的培養(yǎng)，從知識為本的教育轉(zhuǎn)向以人為本的教育，這樣的學(xué)科教學(xué)才是有價值的，才是適合人的終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的。物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要包括物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四方面。

“支架式”教學(xué)模式是建構(gòu)主義的一種教學(xué)模式，這種教學(xué)模式的理論依據(jù)是著名心理學(xué)家維果斯基提出的“最近發(fā)展區(qū)理論”。該理論認(rèn)為：學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)有兩種水平，一種是目前已達(dá)到的水平，一種是潛在可能達(dá)到的水平。這兩種水平之間的距離就是最近發(fā)展區(qū)。教學(xué)中，教師要介入學(xué)生的發(fā)展，就必須找到最適宜的介入點，最近發(fā)展區(qū)為教師的介入提供了一個理想的空間［1］。

圖1

支架式教學(xué)由以下幾個環(huán)節(jié)組成：（1）搭腳手架；（2）進(jìn)入情境；（3）獨立探索；（4）協(xié)作學(xué)習(xí)；（5）效果評價。它以學(xué)生為中心，利用情境、協(xié)作、探索、會話等方式充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，使學(xué)生能有效地實現(xiàn)對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，又隨著學(xué)生對知識和方法的掌握而逐漸撤去支架。

圖2

由此可見建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的支架式教學(xué)和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著驚人的相似，可以說，以人為本的教育理念亙古不變。那么如何以物理學(xué)科的核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，把物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這四方面落實在整個教學(xué)過程中，下面就以《牛頓第一定律》一課為例，談?wù)勚袑W(xué)物理課堂教學(xué)中如何圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，如何建構(gòu)支架進(jìn)行教學(xué)。

二、案例呈現(xiàn)

1.學(xué)情分析

初一學(xué)生在生活中已經(jīng)接觸到很多關(guān)于力學(xué)方面的知識現(xiàn)象，積累了一定的直觀認(rèn)識。但是，由于認(rèn)知水平的局限，在認(rèn)識上還很表面和片面，特別是對探究摩擦力對物體運動影響的實驗過程更是難以理解，對于控制變量法在整個實驗中的運用也還很難做到突出的認(rèn)識，難以從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。所以，本課的學(xué)習(xí)應(yīng)該在學(xué)生跳一跳就能到達(dá)的范圍（最近發(fā)展區(qū)），讓學(xué)生在原有基礎(chǔ)上有所提高。

2.教學(xué)目標(biāo)

【物理觀念與應(yīng)用】了解牛頓第一定律的科學(xué)發(fā)展史；對牛頓第一定律內(nèi)容有基本認(rèn)識；明確認(rèn)識力并不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。

【科學(xué)探究與交流】通過分組實驗，讓學(xué)生動手探究，獲得改變物體運動狀態(tài)與受外力之間的感性認(rèn)識。

【科學(xué)思維與創(chuàng)新】在感性認(rèn)識基礎(chǔ)上，通過理性分析及科學(xué)推理獲得牛頓第一定律的規(guī)律。

【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】在觀察與實驗探究活動中，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于推理的科學(xué)意識；學(xué)習(xí)科學(xué)家研究問題的方法和態(tài)度，體會科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程往往需要許多科學(xué)家共同努力才能完成的科學(xué)精神。

3.教學(xué)策略分析

為了實現(xiàn)牛頓第一定律的教學(xué)目標(biāo)，我們將這個復(fù)雜的任務(wù)加以分解，并在不同的進(jìn)展階段適時地提供合適的支架，幫助學(xué)生形成意義建構(gòu)，給學(xué)生建構(gòu)知識理解提供一種概念框架，最終幫助學(xué)生完成難以獨立完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到我們預(yù)設(shè)的各類目標(biāo)。在教學(xué)中筆者主要給學(xué)生提供了以下幾種支架。

支架1（情境型支架）：對物體運動學(xué)生是非常熟悉的，但容易受到生活中錯誤經(jīng)驗的影響，學(xué)生總認(rèn)為物體的運動需要力，有力物體才能運動，沒有力物體就停止運動。為了破除日常錯誤經(jīng)驗的影響，需要給學(xué)生提供情境型支架，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)矛盾。

支架2（實驗型支架）：遵循幾代科學(xué)家的研究歷史，學(xué)生探究力和運動之間的關(guān)系，用斜面和各種摩擦情況不同的材料進(jìn)行實驗，得到相關(guān)的結(jié)論并能自主進(jìn)行分析，需要提供實驗型支架。

支架3（問題型支架）：學(xué)生初次觸碰運動和力之間的關(guān)系，可以說是認(rèn)知上的一次突破，教師不能簡單地告知牛頓第一定律的內(nèi)容。需要在實驗的基礎(chǔ)上，教師通過提問，讓一個個問題串引導(dǎo)學(xué)生去思考，建構(gòu)新的知識網(wǎng)絡(luò)，最終得出正確的認(rèn)知，需要提供問題型支架。

思考：支架式教學(xué)本質(zhì)上是最近發(fā)展區(qū)內(nèi)的教學(xué)，最近發(fā)展區(qū)為教師的介入提供了理想的空間，為教師提供了實現(xiàn)夢想的舞臺。但是最近發(fā)展區(qū)并不是顯性的，而是一個潛在的虛擬空間，是否能夠準(zhǔn)確把握學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)對教師提出了更高的要求，對教師提出了挑戰(zhàn)，同時也賦予了許多機遇。

4.支架的具體運用與評析

（1）巧用情境支架，建構(gòu)物理觀念

A.多媒體展示：雪中汽車剎車滑行的視頻

引發(fā)思考：為什么下雪天容易出車禍？（摩擦力減小了）

進(jìn)一步追問：摩擦力大小對物體運動有怎樣的影響呢？揭示本節(jié)課主題。

（設(shè)計意圖：現(xiàn)實生活當(dāng)中很少有物體不受到摩擦力影響的狀況，而通過這樣的視頻情境，可以引導(dǎo)學(xué)生對物體不受摩擦力影響下的運動狀況有一個更加深入、直觀的認(rèn)識。通過實例的引入，讓學(xué)生體驗科學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活，喚起了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。）

B.演示活動：教師手推木箱，使其前進(jìn)一段距離，松手后馬上停下。

學(xué)生猜想：（1）因為手的推力使木箱移動了。（2）因為不用力了，所以木箱不動了。（3）所以推力是維持木箱運動的原因。

（設(shè)計意圖：利用生活中錯誤的經(jīng)驗認(rèn)識，通過簡單的演示活動展示出來，引出問題，指向明確。）

作用評析：物理觀念是物理概念和規(guī)律的提煉和升華，正確的物理觀念需要建立在正確的物理概念和物理規(guī)律之上，它是認(rèn)識和解釋自然的基礎(chǔ)。它的形成經(jīng)歷了由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的過程，由錯誤認(rèn)識到正確認(rèn)識的過程，教師不能越過這些過程直接告訴學(xué)生概念和規(guī)律，這樣會造成學(xué)生死記硬背，不能很好地理解和辨析，容易在應(yīng)用中出現(xiàn)各種各樣的錯誤。

情境型支架從日常生活中常見的事例入手，并將事例在課堂上用多媒體或演示活動等方式展現(xiàn)出來，可以一下子就把學(xué)生的注意力聚焦起來，使學(xué)生十分關(guān)注這個現(xiàn)象，自然會進(jìn)一步去思考其中的原因。這也是教師期望學(xué)生達(dá)到的第二個水平即“潛在發(fā)展水平”。隨著老師所創(chuàng)設(shè)的情境，一步一步地引向新的更高的發(fā)展水平。在這里作為課題引入的情境支架，其結(jié)果與學(xué)生平時的認(rèn)識不同，引起了學(xué)生原有認(rèn)知的沖突，這樣的支架不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而且引導(dǎo)思考，讓學(xué)生親歷概念、規(guī)律的建立過程，從原有停留表面的錯誤認(rèn)識到最后建立的正確認(rèn)知，有利于形成正確的完整的物理觀念，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。

（2）重視實驗支架，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

在探究摩擦力對物體運動的影響時，學(xué)生很容易能夠在教師的引導(dǎo)之下想到采用探究性實驗，具體用到控制變量法。用同一小車分別從同一斜面同一高度自由滑向相同的平面，記下三次小車靜止在水平面上的位置。

圖3

［學(xué)生活動］在教師引導(dǎo)之下，開始做探究摩擦力對物體運動的影響的實驗，邊實驗邊記錄，最后將測得的數(shù)據(jù)填入如下表格中

表1 摩擦力大小與運動距離

作用評價：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，任何規(guī)律都得經(jīng)得起實驗的檢驗。物理問題來自日常生產(chǎn)生活，提出問題，建立猜想與假設(shè)后，需要制訂實驗方案，進(jìn)行實驗研究，驗證自己的猜想。在實驗探究的過程中，學(xué)生經(jīng)歷了觀察現(xiàn)象、實驗設(shè)計、儀器使用等，不僅有助建立正確的物理觀念，而且促進(jìn)了思維能力和探究能力的發(fā)展，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

實際生活中物體不受摩擦力影響的情況是極少的，為了外推出這種情況下的運動，教師需要借用實驗型支架分步進(jìn)行，首先建立模型——小車從斜面上滑下，接著在水平面上滑行一段停下來。

實驗支架1：讓小車斜面滑行后在毛巾表面滑行停下來；

實驗支架2：讓小車斜面滑行后再在棉布表面滑行停下來；

實驗支架3：讓小車斜面滑行后再在木板表面滑行停下來。

小組討論設(shè)計實驗方案，小組合作設(shè)計實驗表格，并相互評價，推薦最合理的方案和表格全班展示。實驗中仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，驗證猜想是否正確。本階段教師放手讓學(xué)生自己決定探索的問題，選擇自己的方法，獨立地進(jìn)行探索。通過實驗型支架，把腦海中的設(shè)想變成了實際的探究，這對學(xué)生知識的建構(gòu)和能力的提升是一次重大的飛躍。

（3）妙用問題型支架，引導(dǎo)分析促思維

提出問題：力和運動之間是怎樣的關(guān)系？

問題1：實驗中小車從斜面上滑下后，為什么最終會在水平面上停下？

問題2：水平面鋪的材料不同，小車在水平面上運動速度減小的快慢一樣嗎？

問題3：推測小車不受到任何阻力，運動情況會怎樣呢？

……

小車載著木塊一起勻速運動，當(dāng)車突然停止后木塊向前傾倒。

問題1：研究對象是誰？

問題2：小車原來做什么運動？后來又是什么運動狀態(tài)？

問題3：木塊原來的運動狀態(tài)怎樣？后來的運動狀態(tài)怎樣？

問題4：小車運動狀態(tài)變化的原因是什么？木塊運動狀態(tài)不變的原因是什么？

問題5：由于慣性物體運動狀態(tài)將要怎樣？

作用評價：科學(xué)思維是一種能力，也是一種習(xí)慣。教師需要遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的發(fā)展，適時地引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、判斷、歸納、總結(jié)，并內(nèi)化成自己的能力和習(xí)慣，然后在此外的問題中靈活地應(yīng)用。

教師精心設(shè)計一連串內(nèi)涵邏輯關(guān)系的問題串，通過搭建階梯式的問題型支架，引發(fā)學(xué)生思考，激勵他們相互討論與交流。隨著一個個問題的解決，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解不再停留在原有水平，可以說是起于原有知識而又突破原來的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這個搭建問題型支架引導(dǎo)學(xué)生層層深入的過程，不僅完成了知識的建構(gòu)，而且更有利于學(xué)生思維能力的提升和思維習(xí)慣的養(yǎng)成。

三、結(jié)語

本節(jié)課的教學(xué)實踐中，教師目標(biāo)明確，始終圍繞著物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四方面物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論，對學(xué)生的原有水平和將要達(dá)到的水平進(jìn)行了研究，并針對最近發(fā)展區(qū)在課堂中搭建一系列的教學(xué)支架。教師首先巧用雪中汽車剎車滑行和手推木箱這兩個情境型支架，激發(fā)學(xué)生興趣，建構(gòu)正確的物理觀念。緊接著搭建階梯式的實驗支架，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，實驗探究摩擦力對物體運動的影響，從中提煉出牛頓第一定律的實質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力。在此過程中，學(xué)生主動建構(gòu)，運用控制變量法，感悟?qū)嶒炋骄窟^程當(dāng)中的科學(xué)思想方法的形成過程。接著精心設(shè)計了問題串，利用問題型支架，把復(fù)雜問題分解，通過一個個問題的引導(dǎo)，學(xué)生自己得出規(guī)律和結(jié)論，提升了學(xué)生的思維能力。整個教學(xué)就像建筑工人造房子，先搭好支架，借助支架前行一段，逐漸拆除支架，最終學(xué)生完成自我構(gòu)建，獲得獨立前行的能力。在這一搭一拆間，不斷地縮短了原有水平與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的距離，最終完成意義建構(gòu)，體現(xiàn)學(xué)科價值，實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

［1］何克抗.建構(gòu)主義的教學(xué)模式、教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），1997（5）.

［2］梁旭.認(rèn)知物理教學(xué)研究［M］．杭州：浙江教育出版社，2011.

［3］朱琳琳.關(guān)于支架式教學(xué)基本問題的探討［J］.教育導(dǎo)刊，2004（10）.

［4］人民教育編輯部.核心素養(yǎng)：重構(gòu)未來教育圖景［J］.人民教育，2015（5）.