支架, 是从建筑上的脚手架引申而来的。支架式教学, 就是把教学过程比喻为教师在学生的已有能力和要求达到的能力之间搭上脚手架, 让学生自己沿着脚手架攀爬到既定目标。能力是指顺利完成某项任务所必需的稳定的个性心理特征, 物理建模能力就是在完成物理建模时所需要的稳定的个性心理特征。支架式教学提升高中生物理建模能力具有可行性及可操作性。
一、支架式教学提升高中生物理建模能力的可行性分析
1. 支架式教学遵循的建构主义理论强调以学生为中心, 有利于物理建模能力培养。
能力的养成需要实践, 需要锻炼。传统的灌输式教学把学生当成容器, 学生更多的依靠死记硬背来获取机械的知识, 缺少能力训练, 能力自然得不到提高。而支架式教学遵循建构主义理论, 建构主义理论强调以学生为中心, 教学活动中通过设计各种支架来促进学生的各项智力活动, 这样一来学生的兴趣就会被激发, 学生的主动性就被调动, 学生的主体性得到发辉。最后再由教师提供总结评价支架, 让学生通过自我评价、小组评价以及老师的点拨评价, 获得成就感, 提升信心和能力。在整个课堂活动过程中, 活动都是由学生自己完成的, 结论由学生自己得出, 学生的各项能力经由活动的锻炼而得到提升, 物理建模能力当然也得到提升。
2. 支架设置在最近发展区内, 有利于物理建模能力的培养。
支架式教学的一个原则就是要在最近发展区内设立支架。最近发展区是学生现有能力和教师指导下能达到的能力之间的一个区域。而正因为支架在最近发展区内, 学生沿着支架攀爬肯定能爬上去, 就像常说的, 跳一跳就能摘到桃子。摘到的不仅是桃子, 更有信心。反之, 如果支架不是设置在最近发展区, 学生多次失败后就会失去信心, 也会失去兴趣, 能力提升当然无从谈起。故支架式教学只要遵循了支架设置在最近发展区原则, 必然有利于物理建模能力的培养。
3. 支架式教学天然结合了建构主义理论和最近发展区理论, 对于培养物理建模能力拥有先天的优势。
综上所述, 从能力的定义和建构主义理论的特点可以看出, 能力的获得需要主体积极主动的参与实践活动, 并且在活动中需要累积成功, 累积信心, 能力和信心相辅相成, 互相促进。而建构主义理论支配下的支架式教学正是强调要以学生为主体, 强调学生主动参与, 积极探索, 同时, 教师的主导性也得到强调。由此可知, 基于建构主义理论和最近发展区理论的的支架式教学模式, 对于学生能力的培养具有先天的优势, 而物理建模能力正是集合了多种基本能力的综合能力, 采用支架式教学模式对于提升学生物理建模能力具有理论上的可能性。
二、支架式教学提升高中生物理建模能力的实施途径
1. 从提升学生的主体性地位来培养高中生的物理建模能力。
从支架式教学提升物理建模能力的理论依据中可知, 提升学生的主体性地位对于培养高中生的物理建模能力尤其重要。教师要敢于放手让学生去活动, 教师的主导性就通过设置最近发展区内的支架来实现。如通过引入支架, 设置能迅速吸引学生注意又有利于教学内容展开的视频支架、图片支架、故事支架等, 迅速调动学生的注意力, 激发学生兴趣, 使学生产生主动探索的求知欲。这样可以使学生的主体性得到发挥, 能力培养水到渠成。
2. 从最近发展区着手来培养高中生物理建模能力。
从支架式教学提升物理建模能力的理论依据中可以看到, 支架设置在最近发展区是培养物理建模能力的重要条件。故熟悉学生的最近发展区是支架式教学能否有效提升物理建模能力的关键。教师可以从作业批改、课堂提问、学生辩论、错题分析等环节中了解学生的最近发展区。最近发展区明确, 支架就会有效, 物理建模能力就会得到提升。
3. 用支架群来培养物理建模能力。
支架群是指相对固定的一系列支架的总称, 在培养建模能力的过程中, 有意识的选用适当的支架群能提升高中生物理建模能力。如对加速度概念建立物理模型的时候, 可以选用以下支架群: (1) 运动的快慢用什么描述? (2) 速度是怎么定义的? (3) 某个物理量和时间的比值反应什么? (4) 速度可以变化吗? (5) 速度变化的大小怎么算? (6) 速度变化有快慢吗? (7) 怎么比较速度变化的快慢? (8) 速度变化有方向吗? (9) 加速度是增加的速度吗? (10) 加速度与速度的变化同向吗? (11) 加速度与速度同向吗? (12) 加速度是正的速度一定增加吗? (13) 加速度是负的速度可能增加吗? (14) 速度增加的条件是什么? (15) 加速度可以变化吗? (16) 加速度增大速度一定增大吗? (17) 加速度减小速度可以增大吗? (18) 速度变化大, 加速度一定大吗等等, 学生通过支架群的连续攀爬, 会产生正确的意义建构, 同时攀爬过程可以引发学生的进一步思考。潜移默化中, 物理建模能力会得到提高。
4. 用多种支架的综合应用来培养物理建模能力。
情境支架、范例支架、类比支架、交流支架等在培养高中生的物理建模能力方面都具有很大作用, 在课堂中结合实际情况灵活应用则更能有效的提升物理的建模能力。如在高中生面对复杂的物理情境无从下手时, 则提供路径—方向支架来避免他们误入歧途;当高中生缺乏处理的手段时, 则提供技术—工具支架让他们顺利建模;而当高中生缺少感性认识影响建模时, 则提供图像, 视频—直观支架让他们理解问题情境;当高中生碰到较难的问题时, 则提供范例—类比支架让他们触类旁通, 迁移建构;当高中生意义建构可能产生较大的分歧时, 及时提供同伴的影响—交流支架, 让他们互相检验建模的正确性。通过这些微观支架的具体帮助, 高中生的物理建模能力在潜移默化中得到提升。