摘 要 本文以“探究功与速度变化关系”的实验课为例,研究支架式实验教学模式的具体应用。

关键词 功与速度 支架式实验教学

物理学科是以实验为基础的,实验教学是物理教学的最重要组成部分。通过实验教学,不仅可以培养学生的物理实验技能,还可以为学生形成物理概念和理论提供丰富的感性材料,有助于培养学生的观察能力、思维能力、严谨的科学态度和对学生进行科学方法训练等。这与建构主义者提出并强调的一种被他们称之为“支架式”教学模式的理念是相符合的。

支架式教学是按照学习者的“最近发展区”建立一套恰当的概念框架,从而能够像建筑上用的“脚手架”那样不断地把学习者的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平,帮助学习者理解知识并建构知识的建构主义教学模式。教学中,教师为了使学生能够得到发展,就要根据学生的实际情况,这个教学条件实际上就是为学生提供各种合适的学习支架,提供个性化的学习支持,通过支架,教师引导着教学的进行,逐步把管理调控学习的任务转移给学生自己,然后逐步撤去支架,让学生独立探索学习。教师作为文化的代表,通过提供支架的支持,引导学生逐渐将已有的知识内化为新的知识,使学生掌握那些能使其从事更高认知活动的技能,学生获得这些技能后便可以更多地对学习进行自我调节。支架式教学由以下几个环节组成。

一、搭脚手架

搭脚手架就是围绕当前学习主题,按“最近发展区”的要求为知识建立概念框架。这也是实验教学的开始阶段。该实验围绕“功、速度变化”的内容,类比重力做的功与重力势能的关系,为新学的知识建立起概念框架:功与速度变化的关系。实际上也就是明确了实验的目的、实验任务。

二、进入情境

从概念框架中的某个确定的知识节点,将学生引入一定的问题情境。将在概念框架中引出的问题作为知识支点,它在整个概念框架中处于核心地位。在实验教学中就是弄清实验原理,并在此基础上进行实验探究。“探究功与速度变化关系”的实验有两个知识点:一个是功;另一个是速度变化。通过对实验仪器的选择,学生可以知道该实验是利用橡皮筋的弹力对小车做功,而做功的变化是通过橡皮筋的条数变化达到的。速度变化就需要测量小车初、末两个状态的速度。通过教师的层层设问、引导,学生知道小车的初速度为零,末速度可由纸带和打点计时器测出。

三、独立探索

该环节就是启发学生自己去分析探索,其间教师适时提示帮助学生沿概念框架逐步攀升。这也就是实验教学中学生课堂的实验过程、实验步骤。在“探究功与速度变化关系”实验的操作过程中,学生应注意以下几点:

(一)小车摩擦力的平衡,以及明确平衡摩擦力的目的和平衡摩擦力采用的方法。

(二)实验采用功的“倍增法”,就要注意橡皮筋的选择。(三)小车末速度测量所选用的纸带。这些注意点直接影

响实验的结果,学生在探究时就需要教师的适时启发,帮助学生在概念的框架下逐渐构建“功与速度变化的关系”。

四、协作学习

小组协商、讨论,共享集体思维成果的基础上达到对新学概念全面、正确的理解,完成对新学知识的意义建构。这一环节就是对实验数据的处理及实验结论得出。通过学生独立分析探索以及学生间的协商、讨论,管理学习的任务逐渐由教师转移给学生自己。在“探究功与速度变化关系”实验中数据处理采用图象的方法:作w-v或w-v2图象。由图象得出橡皮筋对小车做的功与小车速度之间的关系是:橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比。

五、效果评价

效果评价包括自我评价和学习小组对个人的评价,内容为 :

(一)自主学习能力。

(二)对小组协作的贡献。

(三)是否完成对所学知识的意义建构。

这就是对整个实验过程的反思。在实验报告中详细介绍实验中遇到的问题和故障及解决的办法。实验数据的取舍,解释其取舍的原因,以及实验误差的分析,并在此基础上提出对实验的改进方法。

从实验现象中建构起对所学知识的理解,实验必须紧密实验教学的目的要求进行。在实验教学中很好地利用“支架式”教学,通过观察启发思维,使学生能更好地认识客观规律,培养兴趣,发展能力,形成对物理概念、物理规律的意义建构,从而提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力。