搭建探究“支架”，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

吳繼閣

摘要：依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”思想和建構(gòu)主義理論提出的“支架學(xué)習(xí)”模式，闡明在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過(guò)搭建探究“支架”，來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指導(dǎo)、幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)障礙，順利完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù).

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；最近發(fā)展區(qū)；探究支架

前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，指獨(dú)立活動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的解決問(wèn)題的水平；另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，也就是通過(guò)教學(xué)所獲得的潛力.兩者之間的差異就是“最近發(fā)展區(qū)”.建構(gòu)主義者在接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，提出了支架式學(xué)習(xí).

本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度，借助“支架式學(xué)習(xí)”思想，在學(xué)生難以跨越的障礙處，通過(guò)搭建探究“支架”，來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指導(dǎo)、幫助學(xué)生跨越障礙，順利完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，登上新的學(xué)習(xí)臺(tái)階.

1搭建思維“支架”，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

制定實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié).從培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的角度出發(fā)，要發(fā)揮學(xué)生的主體性和能動(dòng)性，由學(xué)生自主、合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.由于學(xué)生水平和能力的限制，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定不可能完全放手給學(xué)生，而應(yīng)由教師適當(dāng)引導(dǎo)、啟發(fā)，在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì).教師要注重思維引領(lǐng)和方法指導(dǎo)，通過(guò)確立思維起點(diǎn)，尋找思維接點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)思維接點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，理清思維路線，搭建思維“支架”，引導(dǎo)學(xué)生依托思維“支架”，自主、合作完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì).

比如，“牛頓第一定律”教學(xué)，定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)推理而得出的.因此，教學(xué)的重點(diǎn)是“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維接點(diǎn)較多，為了幫助學(xué)生自主、合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，可以通過(guò)搭建思維“支架”的方式來(lái)解決.

確立思維起點(diǎn).思維的起點(diǎn)要從“探究主題”去找.主題是“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”，關(guān)鍵詞是“阻力，運(yùn)動(dòng)，影響”，思維起點(diǎn)是“不同阻力對(duì)相同的起始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用結(jié)果”.

尋找思維接點(diǎn)和路線.本實(shí)驗(yàn)的思維接點(diǎn)和路線是：相同起始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)—不同阻力—描述運(yùn)動(dòng)的影響—實(shí)驗(yàn)結(jié)論—實(shí)驗(yàn)推理.

圍繞上述思維接點(diǎn)和路線，依據(jù)控制變量法，設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：如何讓物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)？什么辦法好？選擇什么樣的物體？如何在多次實(shí)驗(yàn)時(shí)保持相同的起始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（使小車以同樣的速度運(yùn)動(dòng)到不同平面上）？如何改變阻力大??？根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，你準(zhǔn)備選擇哪些材料？怎樣描述阻力大??？通過(guò)什么來(lái)反映阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響？具體怎樣記錄物體的運(yùn)動(dòng)情況（路程）？通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？進(jìn)一步可以得出什么結(jié)論？

通過(guò)上述問(wèn)題引領(lǐng)，實(shí)驗(yàn)方法、思路、選材、步驟、記錄表格等水到渠成.

2搭建專題活動(dòng)“支架”，掃清實(shí)驗(yàn)教學(xué)障礙

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都由若干個(gè)具體環(huán)節(jié)和要素組成，各個(gè)環(huán)節(jié)和要素對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的影響度是不同的，總會(huì)有輕重緩急之分.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要善于“抓大放小”，要著力解決影響實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵因素和疑難問(wèn)題，集中力量引導(dǎo)學(xué)生將核心問(wèn)題作為學(xué)習(xí)的突破所在，有效突破問(wèn)題和學(xué)習(xí)障礙，從而使學(xué)生處理、解決疑難問(wèn)題的能力發(fā)生躍遷和質(zhì)的飛躍.

建立專題活動(dòng)“支架”，開(kāi)展專題活動(dòng)，是掃清實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)、障礙的有效舉措.

例如，“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要求測(cè)滑動(dòng)摩擦力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)要沿水平方向拉動(dòng)，使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，才能準(zhǔn)確測(cè)出摩擦力大小.按照這一要求，實(shí)際操作中有兩個(gè)關(guān)鍵：一是如何保證拉動(dòng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；二是如何在拉動(dòng)時(shí)準(zhǔn)確讀數(shù).上述要求和關(guān)鍵之處說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但做起來(lái)很難.由于學(xué)生前面使用彈簧測(cè)力計(jì)的機(jī)會(huì)不多，經(jīng)驗(yàn)不足，能力不強(qiáng)，很多學(xué)生操作不熟練，實(shí)驗(yàn)時(shí)就很難使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)就不能準(zhǔn)確反映滑動(dòng)摩擦力的大小；在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，也很難較準(zhǔn)確讀取測(cè)力計(jì)的示數(shù).

如何突破彈簧測(cè)力計(jì)拉物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)和較準(zhǔn)確讀數(shù)這些難題呢？有效的辦法是搭建專題活動(dòng)“支架”.將“彈簧測(cè)力計(jì)拉物體”作為獨(dú)立活動(dòng)從整個(gè)實(shí)驗(yàn)中“剝離”出來(lái)，進(jìn)行“勻速直線拉動(dòng)物體”的專項(xiàng)訓(xùn)練，讓學(xué)生在體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，并在自主與合作探索中找到解決問(wèn)題的辦法.

學(xué)生在專項(xiàng)體驗(yàn)活動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)指針一伸一縮，很不穩(wěn)定，會(huì)影響物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也會(huì)影響讀數(shù).經(jīng)過(guò)多次的專項(xiàng)訓(xùn)練，學(xué)生操作技能提升了，心理穩(wěn)定性更好了，在自主與合作探究中也找到了解決問(wèn)題的諸多辦法：用力均勻，眼睛盯著指針，示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)；不拿吊環(huán)，手握測(cè)力計(jì)外殼，更穩(wěn)定；拉動(dòng)的距離長(zhǎng)些，容易穩(wěn)定，便于讀數(shù).

3搭建對(duì)話“支架”，突破數(shù)據(jù)分析障礙

維果斯基提出“溝通學(xué)習(xí)”思想，為了實(shí)現(xiàn)他所倡導(dǎo)的“溝通學(xué)習(xí)”，要求實(shí)踐最近發(fā)展區(qū)的組織——學(xué)習(xí)環(huán)境（以工具為媒介的學(xué)習(xí)）的組織、教師與兒童以及兒童與兒童之間的溝通（以他人為媒介的學(xué)習(xí)）組織，以及兒童自我內(nèi)部對(duì)話（有工具與他人為媒介的思維）的組織.

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)上述三種形態(tài)的全方位溝通，也就是要通過(guò)三種媒介開(kāi)展與客觀世界、他人、自我的對(duì)話，通過(guò)對(duì)話、溝通，而真正意義上的理解和認(rèn)識(shí)客觀世界、他人和自我.為此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要搭建對(duì)話“支架”，形成對(duì)話、溝通機(jī)制，通過(guò)全方位的對(duì)話，了解和認(rèn)識(shí)要探究的主題和內(nèi)容，更好地與他人合作，豐富和完善自我認(rèn)知.

以“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)中非常重要的環(huán)節(jié)是對(duì)數(shù)據(jù)的分析與論證，數(shù)據(jù)分析論證也是難點(diǎn).

依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”原理，分析學(xué)生已有的基礎(chǔ)是對(duì)焦點(diǎn)的認(rèn)知，可能的發(fā)展水平是發(fā)現(xiàn)特殊的“二倍焦距點(diǎn)”，進(jìn)而找到凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像、倒立放大的實(shí)像、倒立等大的實(shí)像以及成虛像的規(guī)律.

為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的直觀性和可視化，降低思維難度，我們選擇幾組實(shí)驗(yàn)實(shí)物狀態(tài)，整合組成實(shí)物“對(duì)話”數(shù)據(jù)組，如圖1所示.建立開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生都集中在“實(shí)物數(shù)據(jù)組”周圍，便于對(duì)話與交流.選取小組代表匯報(bào)和填寫(xiě)數(shù)據(jù)，如表1所示（學(xué)生測(cè)出的焦距為5cm）.endprint

為了有效突破數(shù)據(jù)分析、歸納總結(jié)的難點(diǎn)，搭建思維對(duì)話“支架”，在師生、生生對(duì)話中發(fā)現(xiàn)成倒立縮小實(shí)像和倒立放大實(shí)像時(shí)，物距、像距都大于焦距.接著尋找中間狀態(tài)成倒立等大的實(shí)像，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出規(guī)律：物距和像距相等，且都等于二倍焦距.綜合以上發(fā)現(xiàn)，歸納凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像、倒立放大的實(shí)像、倒立等大的實(shí)像的條件和規(guī)律.進(jìn)一步探究焦點(diǎn)以內(nèi)成虛像的條件和規(guī)律，凸透鏡成像的整體規(guī)律就自然形成了.

4搭建對(duì)比“支架”，在價(jià)值研判中優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

差異是資源，差異豐富了資源.差異能激發(fā)思維動(dòng)機(jī)和思維活力.對(duì)比事物，同中求異，異中求同，開(kāi)展價(jià)值研判，可以更好地認(rèn)識(shí)事物，為選擇提供依據(jù)，為優(yōu)化提供可能.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主動(dòng)引入差異，搭建對(duì)比“支架”，可以有效提升學(xué)生的價(jià)值研判能力，在價(jià)值研判中優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué).

在“探究串、并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，不同版本的教材實(shí)驗(yàn)方法不同，有些版本是直接用不同的燈泡做一次，而有些版本卻是進(jìn)行前后兩次對(duì)比，第一次用相同的燈泡，第二次換用不同的燈泡.

建立對(duì)比“支架”： 直接用不同的燈泡做一次，與“第一次用相同的燈泡，第二次換用不同的燈泡”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一樣的，都可以得出串、并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，哪種方法更好呢？為什么？

價(jià)值研判：由于事物的本源是多樣的、差異的，因此，選用不同的燈泡來(lái)做實(shí)驗(yàn)是合情合理的.但僅此是不夠的，為了擴(kuò)展思考空間，先用相同燈泡，再用不同的燈泡做實(shí)驗(yàn)，更能激發(fā)學(xué)生思維活力，產(chǎn)生“是不是因?yàn)闊襞菹嗤斐纱?lián)電路電流相等的”的疑問(wèn).基于疑問(wèn)再探究，可使學(xué)生認(rèn)知無(wú)死角.

教學(xué)中可以提供價(jià)值研判的案例很多.再比如，“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)，從器材上，對(duì)比研判“卡片”與“小車”（包括其它物體）的優(yōu)缺點(diǎn)；從方法、步驟、程序上，研判“等值、反向、共線的

平衡——不等值、反向、共線的不平衡——等值、反向、不共線的不平衡”和“不等值、反向、共線的不平衡——等值、反向、共線的平衡——等值、反向、不共線的不平衡”以及“等值、反向、共線的平衡——等值、反向、不共線的不平衡—不等值、反向、共線的不平衡”幾種實(shí)驗(yàn)程序的不同價(jià)值所在，看哪種方法更符合學(xué)生認(rèn)知.

5結(jié)語(yǔ)

搭建探究“支架”，是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要舉措，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的有效途徑.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整體和細(xì)節(jié)研究，是“選點(diǎn)搭架”的重要源泉.在教師“搭架”的基礎(chǔ)上，要逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生自我“搭架”，以此推動(dòng)“最近發(fā)展區(qū)”的延伸和學(xué)生自主建構(gòu)能力的提升.

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