例谈“扶放有度”支架式教学在物理教学中的应用

［摘 要］随着教学改革力度的不断加大，构建高水平人才培养体系，推进素质教育，成为新时代重要人才培养任务。课堂教学在从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变的过程中，经常会碰到“扶”“放”程度问题，“放”并非越开放越好，“扶”也要避免灌输。在实际教学中，应当围绕核心素养，合理扶放，促进学生学习能力的发展。

［关键词］扶放有度；教学支架；物理教学

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）14-0045-05

自新课改实施以来，课标要求已从“三维目标”升华到“核心素养”，强调落实立德树人的根本任务，提倡让学生做学习的主人。但在课堂上，如何让学生真正参与进来，却没有合适的框架结构和明确的理论支持。尤其是高中物理选择性必修3部分，知识内容进入到微观世界，学生存在建构概念困难的问题。“扶放有度”支架式教学，可以为新课程下的物理教学提供参考。

在传统教学中，教师在提供了示范之后，就直接让学生独立完成任务。几乎没有教学开放度，未能很好地运用启发式教学原则，无法激发学生对知识进行思考，因而无法将知识内化，难以实现新课改要求培养学生综合素质的目标。在某些优秀的示范课上，教师提供示范，让小组深入交流，并提供针对性的教学辅导，让学生独立完成学习任务［1］。这种看似已足够好的课堂，依旧缺少深入学习，且没有组织学生进行创造性假设与批判性反思。学生接受这样的教育，也难以培养核心素养。为此，引入“扶放有度”的支架式教学，并探讨实际教学中教师如何平衡“扶”“放”的程度，从而提高课堂教学的有效性。

“扶放有度”支架式教学由四个部分构成：教师示证、教师辅导、同伴协作和独立表现［1］。前两个部分由教师为主导，后两个部分以学生为主体。本文对这四个部分进行分析探讨。

一、教师示证

在示证部分，教师的重要任务是阐释，而不是照本宣科。目的是帮助学生掌握认知过程和元认知思维。教师应当做到三点：明确目的，示证策略与技能，关注学生表现。

（一）明确目的

在繁重的学习压力下，学生往往难以养成课前自主学习的习惯。因此在每节课开始授课时，可以让学生明确学习目标，帮助学生合理分配关注度，集中注意力，引导学生与已有概念建立联系并产生联想［2］。主要阐明三个要点：本节知识点、科学方法、应用价值。以人教版高中物理必修第一册第一章第一节“质点 参考系”为例，正如标题，这节课的学习内容是质点和参考系。在初中阶段就已学习过参照物是用来比较物体运动的标准。参考系类似参照物的升级版，今天就系统学习一下。

质点其实在做题中经常用到，如在计算小车速度时，好像没有计算过车身长度，为什么可以这样呢？其实大家在不自觉中已经运用了理想模型法。学会质点知识，有助于把运动学问题分类，使学生在解题时更能有的放矢。

（二）示证策略与技能

在进行习题教学时，教师往往是提供题目让学生作答，再统一讲解；或者是参照答案讲解一道例题就让学生独立完成。这样的习题课难以让学生将物理现象和科学本质联系起来，不利于学生形成物理观念。良好的示证过程需要教师注意表达方法，示范自己的认知过程。教师可为任务命名，阐述任务目的，解释运用策略，向学生展示操作过程，提醒易错点。下面以一道电磁感应与运动学结合的习题为例，浅谈示证策略。

［例1］（多选）如图1所示，电阻不计、间距为[l]的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为[B]、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻[R]。质量为[m]、电阻为[r]的金属棒[MN]置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力[F]的作用由静止开始运动，外力[F]与金属棒的速度[v]的关系是[F=F0+kv]（[F0、k]是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为[i]，受到的安培力大小为[FA]，电阻[R]两端的电压为[UR]，感应电流的功率为[P]，它们随时间[t]变化的图像可能正确是图2中的（ ）。

本题是一个电磁感应与运动学结合的综合图像题，对学生综合素质要求很高。本题涉及法拉第电磁感应定律、安培力、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、函数图像等内容，对学生理解能力、模型建构能力、逻辑推理与判断能力、数据处理能力有一定的要求。

示范过程可以这样展开：首先明确这是一道结合函数知识的图像题，需要关注坐标轴、点、线、斜率，必要时关注面积［3］。对这道题来说，要根据外力变化，寻找电流、安培力、外电路电压和电流总功率的关系。研读题目发现，所求物理量都与时间变化和电流变化有关。很显然利用时间规律需要分析运动状态，这是极为复杂的，因此可以先列出电流关系式。金属棒[MN]相当于电源，结合楞次定律可得感应电动势[E=BLv]，由闭合电路欧姆定律得感应电流[I=BLvR+r]，进而求得[FA=BIl=B2l2vR+r]，[UR=IR=BlvR+rR]，[P=IE=B2l2vR+r]。列出公式后发现，所求物理量都与速度[v]成正比，只要分析速度的变化趋势即可根据函数图像特性求解。把电学与运动学杂糅的混合问题转化为了单纯的运动学问题。通过上述内容的分析，带领学生掌握问题变量较多时的化简方法，相互作用观在解题中得以强化。由受力分析可知，物体竖直方向支持力和重力的作用效果相消是显而易见的，但物体水平方向受到向右的变化的外力，以及运动切割磁感线产生的安培力，借助左手定则可判断安培力方向向左。由牛顿第二定律可得[F-FA=ma]，将[F=F0+kv]代入，即[F0+kv-B2l2vR+r=ma]。对这个公式的分析，是整个题目最考验数学推理能力的部分，也是最容易出错的部分。对自变量[v]合并同类项有，[F0+k-B2l2R+rv=ma]。此时公式已经化简成简单的一次函数，分类讨论[k-B2l2R+r]的正负值，当[k-B2l2R+r>0]时，随着[v]增大，[a]也增大，金属棒做加速度增大的加速运动，图像斜率不断增大；当[k-B2l2R+r<0]时，随着[v]减小，[a]也减小，金属棒做加速度减小的加速运动，图像斜率不断减小，最后[a=0]时保持不变；当[k-B2l2R+r=0]时，金属棒做匀加速运动，斜率不变。经过上述数学推导，不仅可以强化计算能力，培养严谨的思维习惯，而且能认识到跨学科的内在联系。

（三）关注学生表现

形成性评价关注学习过程，有利于及时揭示问题，及时反馈，及时改进教与学活动。形成性评价能够通过不同形式的反馈给学生提供具体的帮助和指导［4］。关注学生的表现，并不是用简单的方式评价正误，尤其不应该在发现学生学习存在困难时，就直接选择降低任务的复杂性和难度。在学生解题时，教师应该深入到学生中，仔细观察每一个学生的解题思路和学习进展，同时可以和遇到学习阻碍的学生交流沟通，倾听学生与同伴交换的解题思路，并给予针对性的指导。在这一阶段，很多教师仅根据学生答案的正误，决定教学进度，往往是发现学生理解困难就降低任务的复杂性，甚至直接讲述。学习中遇到的阻碍是锻炼思维能力和逻辑能力的宝贵资源，直接提供解题思路就错过了一个良好的学习机会。更重要的是，教师根据学生反馈，要在巡视观察中倾听学生发言，由此决定是停留在教师示证阶段还是进入下一阶段（教师辅导）。

二、教师辅导

在“扶放有度”的支架式教学中，教师辅导部分是“扶”的精髓，是认知负荷从教师向学生转移的阶段，学生中出现了参差不齐的进度，需要教师及时帮扶，而教师如何在恰当的时机提供帮助，在何时退出是本阶段需要特别关注的问题。在这个阶段，教师通过提问、提示，为学生的技能和知识学习搭建“脚手架”［5］。教师要注意小组分组的方式，尽可能让学习吃力的学生分在人数较少的组里，以便及时解决他们的疑惑；对于成绩中等偏上的学生，同样需要针对性的辅导，以便引领他们突破最近发展区，达到深度学习。要了解学生学习问题所在，提出有价值的问题是一种有效方法。根据答案情况决定提出新问题，还是通过给出提示、提供线索或直接解释，给出解答过程。

（一）提出问题

提问不能是无效提问：学会了吗？知道了吗？此类封闭问题设计的认知层次较低，学生缺乏思考。提问应该更加具体，使问题符合情境发展，着眼于学生的思维逻辑，以对话的态度提出问题；提问方式多样，要给学生留出思考的时间［6］。提出的问题应具有针对性、发展性、开拓性，在原有的知识水平上激发学习动力，帮助学生体验克服困难的成就感，进一步增强学生学习的自信心。例如，学生在学习功能关系时，往往在摩擦力做功效果上存在障碍。

［例2］如图3所示，质量为[M]、长度为[L]的小车静止在光滑水平面上，质量为[m]的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力[F]作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为[f]，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为[x]。此过程中，以下结论正确的是（ ）。

A.小物块到达小车最右端时具有的动能为[（F-f）（L+x）]

B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为[fx]

C.小物块克服摩擦力所做的功为[f（L+x）]

D.小物块和小车增加的机械能为[Fx]

师：在小物块滑到小车最右端的过程中，小车都受哪些力？方向如何？小物块呢？

生1：在竖直方向，小车受重力，方向竖直向下，地面的支持力，方向竖直向上，这两个力是一对平衡力；小物块也是一样。在水平方向，小车受到的摩擦力向右；小物块受到的摩擦力向左，拉力向右。

师：A选项里问的是哪一个主体？动能是怎么来的？

生2：主体是小物块，由合外力做功转化为物体动能。

师：合外力做功的大小？小物块运动的距离应该是多少呢？是[L]、[x]，还是其他情况？先几个人为一小组互相讨论一下。

生3：合外力大小是[F-f]，距离是小车的长度[L]。

师：生3对合外力的分析到位，但是对力经过的距离还没有完全理解。请试着把初、末位置两种情况画出来看看。

生3：距离是[L+x]。刚刚说的不对，合外力作用在整个运动过程，不止是在小车上经过的距离。通过画图也能看出来，合外力经过了两段距离。

师：同学们已经能很好地分析合外力和动能转化了。那么机械能呢？根据刚才的物理观念，分析一下整个系统增加的机械能。

生4：动能和势能统称为机械能，由于重力势能不变，没有弹性势能，所以系统机械能的增量就是系统动能的增量。

该题通过不断地提出问题，暴露了学生错误的真正原因，以便帮助他们及时纠正错误。

（二）给出提示

提示是学生思路断联后重新连接的重要一环。提示主要分为四种：基于背景知识的提示、基于过程的提示、基于引发学生反思的提示、启发式提示。（1）基于背景知识的提示，多用于已经学过的概念，定律被暂时遗忘或错用时。例如在学习物体守恒定律一节，同属于常用的守恒定律，可以通过回顾机械能守恒定律和动能定理引入，重现已经构建的能量观，在原有的力学知识结构上演绎推理，搭建热学知识体系，建立紧密联系的物理观念。（2）基于过程的提示，多用于提醒学生已经遗忘或未能完全掌握的规则或定律。在“机械运动”一章中有实验“用单摆测量重力加速度”，实验原理来自圆周运动的周期与加速度关系，由于间隔时间太长，学生在实验原理推导过程中常存在遗忘现象。引导学生回顾遗忘的旧知识，领会实验原理，确定合理的试验方法和步骤，培养抽象思维能力，学习极限的科学方法，体会仔细认真的科学态度。（3）基于引发学生反思的提示，常见于元认知或下一步学习目标的提醒。（4）启发式提示，可广泛性运用于支架式教学的所有教学阶段和任意种类的物理课堂教学中。物理概念教学、规律教学、实验教学和习题教学都需要教师的讲授指导，启发式教学思想应时刻贯穿其中。

（三）提供线索

线索分为视觉线索、口头线索、手势线索和环境线索。有些情况下难以为学生提供明确的提示时，可以用提供线索的方式给学生提供更加明确清晰的帮助。视觉线索通过绘制图表、仪器展示、现象演示或PPT播放视频、图片等形式提供，引发学生进行逻辑思考；口头线索可以加重语气、提高声调、加快语速、加入程度副词等方式引起学生对某部分加以注意；手势线索通过指向关键词、动作指向或身体运动展示某种过程；环境线索则是创设情境、使用教具或是生活实物贴近实际的应用。以“点电荷在磁场中受洛伦兹力”一节为例，由于涉及圆周运动、圆的性质及相关几何知识并且和平抛运动的规律相近，因此使用多媒体设备结合几何画板动态展示轨道变化，帮助学生解题。