談“支架式教學”在高一運動學教學中的應(yīng)用

蔡威宏

[摘? ?要]在高中一年級物理教學中運用“支架式教學”，能有效幫助高一學生逐步形成有條理的解題思路。高一學生初次接觸高中物理，在解決物理問題時仍習慣沿用初中物理的簡單思維方法。然而高中物理知識體系和思維方式與初中物理有很大的區(qū)別，因此讓高一學生有諸多的不適應(yīng)，覺得難以掌握，很容易對高中物理產(chǎn)生厭學情緒。而“支架式教學”的使用，可以很好地引導學生找準運動學問題的特征，有效幫助學生掌握相對復雜的高中物理知識，同時也能完善學生學習物理的方式方法，進而提高學生學習物理的興趣和分析物理問題的能力。

[關(guān)鍵詞]支架式教學;高一學生;運動學教學

一、“支架式教學”簡述

“支架式教學”來源于著名心理學家維果斯基的“最鄰近發(fā)展區(qū)”理論。維果斯基認為，在兒童智力活動中，對于所要解決的問題和原有能力之間可能存在差異，通過教學，兒童在教師的幫助下可以消除這種差異，這個差異就是“最鄰近發(fā)展區(qū)”。

基于這種理論，就衍生出了以學生為中心，以培養(yǎng)學生逐步建立學習方法和解決主要問題為目標的“支架式教學法”。這種教學方法要求教師在學生面對問題的前期，幫助學生設(shè)定好解決問題的步長，并在具體問題中給學生提供適合自己的小臺階，一步一步地向最終目標前進，實現(xiàn)“跳一跳，夠得著”的可持續(xù)發(fā)展目標。讓學生在向上攀登的過程中，提高學習興趣，增強解決問題的能力，讓學生逐步適應(yīng)分析和處理具體問題的方法，最終成長為能獨立分析問題和解決問題的強者。

而要應(yīng)用好“支架式教學”方法，就必須要搞清楚“支架式教學”有哪些環(huán)節(jié)。

首先，分析好學生當前水平和要解決的問題，建立好基本框架。即找出“自身現(xiàn)狀”與“最終目標”之間的差異在哪里，合理搭建連接兩個區(qū)域的“腳手架”。

其次，找到問題的出發(fā)點。從當前問題開始設(shè)定第一個階梯——引入問題情境，并找到與之相關(guān)的知識或概念。

第三，引導學生探索。分析“當前現(xiàn)狀”和“最終目標”的距離，讓學生獨立探索合適的解決問題的步長。步長的大小可以根據(jù)問題的獨立性和相關(guān)性，并按重要性的高低進行設(shè)置，由學生自己分析，探索合適的順序。最初的分析和排序可以由教師啟發(fā)引導，然后再由學生模仿和嘗試自己的方法，此過程中教師應(yīng)該給予適當?shù)膸椭吞崾?，讓學生慢慢適應(yīng)攀登過程，再逐漸減少幫助，最終成功完成既定目標。

第四，學生之間的團結(jié)協(xié)作。學生之間的經(jīng)驗交流與探討，可以使學生的能力得到更好地提升，這種提升不同于教師直接灌輸?shù)慕?jīng)驗，而是由平等地位的學生思想的碰撞、辨析，并在共享過程中最終形成對之前模糊概念的清晰理解，最終把自己在學習過程中建立起來的知識體系不斷補充完整，并最終完成對所學知識的意義建構(gòu)。

二、高一運動學教學的難點

難點一：物理公式紛繁復雜，物理量多且難記

對高一學生而言，之前涉及的初中物理問題，多以生活中常見的、簡單的物理現(xiàn)象為主，即使是一些較為復雜的現(xiàn)象，也基本轉(zhuǎn)化為淺顯的物理問題呈現(xiàn)給初中學生，學生只需簡單運用所學公式，即可輕松求解。而高中運動學單元所涉及的公式和規(guī)律很多，而且公式中涉及分數(shù)、分式、二次方、開方、比例關(guān)系式等，如果靠死記硬背，很容易搞混亂，學生使用時很容易出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。

2.難點二：高中運動學問題以多過程運動為主

高一運動學知識是高中物理的重要基礎(chǔ)之一，其內(nèi)容主要是高中物理必修一第一章《運動的描述》和第二章《勻變速直線運動的研究》，是學生進入高中物理學習的第一道坎，本意是考慮到初中升高中后要掌握的內(nèi)容中，運動學是人們在生活中常見的物理情景，相對來說更容易把形象的實物運動過程轉(zhuǎn)化成抽象的物理過程，而且學生在初中也學過勻速直線運動，所以銜接比較緊密，也遵循了循序漸進的教學原則，從而讓學生更容易理解高中物理運動學中的概念和知識。

但是再形象的物體運動過程在轉(zhuǎn)化成物理過程時，除了需要掌握好基本的物理公式，更需要對整個運動過程進行分析和處理，并轉(zhuǎn)化為適當?shù)奈锢砬榫澈头?，運用相應(yīng)的物理公式求解后，才能最后解決物理問題。而高一新生雖然經(jīng)過了兩年的初中物理學習，但由于義務(wù)教育物理課程標準中的“課程目標”，只要求初中生對“多種多樣的運動形式、機械運動和力、聲和光、電和磁等內(nèi)容”達到“認識”“了解”等相對淺顯的認知程度，初中生所面對的物理現(xiàn)象基本以直觀現(xiàn)象為主，物理過程相對簡單易懂，只需要記住基本的物理公式即可快速求解。同時學生為了應(yīng)對初中物理考試，往往形成了較為簡單而固定的物理分析習慣——從題目找已知量，代入公式，通過數(shù)學計算求解，即能得到正確答案。

所以高一學生在面對高中較為復雜的公式和概念以及物理過程時，往往手足無措，不知道運用多過程思維分析問題，只是習慣性地運用初中物理求解問題的方法，把題目中的已知量直接代入高中物理公式，只要意思正確就可以了，以下就是某同學的錯誤解法。

[例1]一個物體在水平面上從靜止開始做勻加速直線運動，在第4秒內(nèi)通過的位移為3.5 m，則該物體運動的加速度多大？

以上錯誤解法在高一學生中比較常見，從設(shè)定物理量到解題思路，跟他們在解決初中物理題的過程非常相似，將相關(guān)的已知物理量代入基本物理公式，并很順暢地算出答案，看不出有何異樣，但是學生在對照答案時，卻茫然了，甚至很多學生看完解析后，也難以理解正確解法是什么意思。

原因分析：主要是高一學生在解決運動學問題時，往往會先用自己在初中時慣用的解題手法，而很少思考物體的實際運動過程涉及的運動學知識，這樣常常導致求解錯誤，同時由于認知水平有限，基本還處在“初中認知能力”范疇，無法直接跳入較高的高中解題思維中（如圖1），只能寄希望于教師的講解，但高中教師在課堂教學中，往往會直接講授高中物理分析方法，讓學生自己慢慢適應(yīng)新的解題思維方法，能力強的學生基本都能自行在兩個認知區(qū)間搭建好梯子，然后再慢慢揣摩教師所講授的知識，轉(zhuǎn)化成自己的方法，最后解出正確答案。但是對絕大多數(shù)學生來說，不具備這樣的能力，所以這些學生只能強行記住教師上課時教授的方法，當再遇到類似題目時，卻不會變通，只能生搬硬套，最后也只能是“四不像”的結(jié)果。

因此，當教師預估到學生可能遇到的困難時，應(yīng)設(shè)計好“支架問題”，從而在學生的學習過程中自然地、適當?shù)靥峁╊愃朴凇澳_手架”的幫助，使學生不斷完善知識結(jié)構(gòu)，直至完成學習任務(wù)。

三、運用“支架式教學”解決高一運動學教學難點

為了解決第一個難點，設(shè)置的“腳手架”是分析公式特點，找到快速記憶公式的技巧，為學生降低學習難度，例如對四個運動學基本公式進行歸納。

①以上公式中，涉及哪幾個不同的物理量？（初速度[v0]、末速度[vt]、時間[t]、加速度[a]、位移s）

②而在每個公式中，是否五個物理量都用上了？（只需要四個量即可組成一個公式）

③每個公式中有哪個物理量沒有用上？

通過以上支架，學生能相對容易地越過“最鄰近發(fā)展區(qū)”進入到“高中解題思維區(qū)”。嘗到甜頭的學生很快就興奮起來，從而引發(fā)更多的思考，此時，教師可進一步提出問題：“為何沒有[v0]的公式呢？”由于只是涉及公式的分析，還沒有進一步嘗試理解物體的運動過程，所以學生還很難找到無[v0]的公式。

于是這里又涉及了第二個難點的突破。物體運動過程的分析與引導，這一過程往往被高中物理教師所忽略，多以自己講解過程為主，忽略了學生是學習的主體，希望學生看完教師的演示就能自己分析，這樣的跨度太大，所以教師需要再次搭建“腳手架”。還是以例1作為示范。

（1）如果用一個簡單的圖來反映物體的運動過程，該畫些什么呢？（可分析畫出圖2）

（2）如果把題目中的物理量標注到圖中，這些量會在哪里呢？（如圖3）

（3）這幾個物理量能否同時用在同一個公式中呢？（不能）為什么？（因為不在同一段運動過程中）

（4）如果要取一段運動過程來分析，我們可以取哪一段？（可以取BC、AB、AC段）

這樣的分析，首先可以讓學生了解分析運動學問題的一般方法和步驟;其次在分析運動過程以及作運動草圖時，逐漸厘清題目中的每一個運動過程;第三根據(jù)選擇的過程區(qū)間不同，就有各自對應(yīng)的五個不一定相同的物理量，只有配齊4個物理量后，才能列出對應(yīng)的方程來，從而起到環(huán)環(huán)相扣的作用。

當學生一步一步地通過教師設(shè)置的“支架”向上思索時，也就慢慢地形成了自己的解題方法和流程，此時再把“為什么沒有[v0]的公式”這個問題拋出來，讓學生討論，最終學生能發(fā)現(xiàn)：把運動過程倒過來（逆向運動法），把[vt]當成初速度則問題就迎刃而解了。

最后，再引導學生把復雜的分析過程濃縮成簡單的分析流程和步驟：

（1）審題，畫質(zhì)點運動草圖;

（2）把題目中給出的已知量標注到草圖中;

（3）確定要分析的運動段，根據(jù)情況補齊4個物理量;

（4）代入相應(yīng)公式，形成方程（或方程組）求解即可。

學生反復練習到相對熟練的程度，再進一步引導學生推導時間中點瞬時速度公式[vt2=v0+vt2]和位移中點的瞬時速度公式[vs2=v02+vt22]，甚至自由落體運動規(guī)律和初速度為零的勻變速直線運動規(guī)律。

四、最后的總結(jié)

“支架式教學”在高一運動學教學中的應(yīng)用，可以給剛進高中的高一學生在學習物理時很大的幫助，讓學生在教師的指導下逐步學會獨立分析問題和構(gòu)建知識體系，并在與同學的相互學習和協(xié)作中找到自身在分析方面的問題，搭建起適合自己知識水平的“腳手架”，最終完善高一學生的物理學習方式，提高學習物理的興趣。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 覃輝，鮑勤.建構(gòu)主義教學策略實證研究[M].昆明：云南大學出版社，2010.

[2]? 吳曼.支架式教學模式原則淺談[J].長春教育學院學報， 2010（4）：102-103.

[3]? 王治國.在問題情境中打造支架式物理課堂[J].物理教師，2012（10）：17-19.

[4]? 翟曉萌. 簡述支架式教學理論[J].商，2015（51）：290.

[5]? 李逸歌.探討高中物理運動學問題的解題策略[J].中學生數(shù)理化（教與學），2019（8）：93.

（責任編輯 易志毅）