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摘 要：支架式教学是指为学习者建构知识提供的一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。文章结合具体教学案例来讲述如何通过为学生提供各种教学支架，充分利用学生之间、师生之间的讨论和活动，依靠学生的学习经验，让学生成为课堂的主人，让学生不断地缩短原有水平与学习目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。
关键词：支架式教学；支架；已有发展水平；潜在发展水平；最近发展区
1 引言
建构主义学习理论——学习者在一定的情境下，借助他人（教师或学习伙伴）的帮助，利用学习资料，通过意义建构的方式获得。维果茨基指出教师教学应该走在学生发展的前面，并通过教学帮助学生消除其所要解决的问题和原有能力之间可能存在的差异。而实现这个目的的最好手段之一，就是采用不断帮助学生从一个智力水平提升到另一个更高水平的支架式教学。
支架式教学策略被定义为：为学习者建构对知识的理解提供的一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。学生原有能力和所要解决的问题之间存在差异，这个差异就是“最近发展区”。教师通过概念框架把学生的认知发展从一个水平引导到另一个更高的水平，就像沿着脚手架那样一步步向上攀登。通过其支撑作用，使学生的认知发展不断从实际水平提升到潜在水平，真正做到使教学走在学生发展的前面。
下面以“牛顿第二定律”这节课为例分析支架式教学在高一物理教学中使用。
2 案例分析
2.1 教学目标确定
支架式教学本质上是最近发展区内的教学，首先要发现学生的最近发展区。教师了解学生的已有发展水平，这是确定最近发展区所必不可少的基础。通过课前测试，以及与学生的交流，教师充分掌握学生已有的发展水平。
2.1.1 已有发展水平
知识方面：力是物体运动状态发生变化的原因。物体处于平衡状态是指物体保持静止或者做匀速直线运动。
能力方面：能够利用打点计时器研究匀变速直线运动；知道利用逐差法、图像法计算加速度。
2.1.2 潜在发展水平
能够应用控制变量法、图像法，进行实验设计与数据分析，并通过与其他人的交流合作探究获得“牛顿第二定律”。理解“牛顿第二定律”的内容并熟练运用牛顿第二定律解决物理问题。
2.2 通过搭建合理支架让教学保持在学生最近发展区内。
牛顿第二定律是力学的核心规律，是重点内容。通过实验探究加速度、质量、力三者的关系，最后得到牛顿第二定律的要求，与学生已有发展水平之间的差距是很大的。因此必须将学习任务加以分解，通过给学生搭建一系列的框架，将学生学习保持在最近发展区内，最终使学生完成对知识的建构。
2.3 具体支架及其评析
支架1（情景型支架），创设情景，引入课题
教师：什么是物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？
学生：是指物体速度改变，力是使物体运动状态变化的原因。
教师：物体运动状态的改变，是因为有加速度。那么加速度大小是由哪些因素决定的呢？
演示：用大小不同的力拉同一小车，引导学生观察，拉力越大，小车的速度改变越快，加速度越大。
演示：用同样的力拉质量不同的小车，引导学生观察，质量大的小车，速度改变的慢，加速度小。
猜想与假设：学生通过观察思考，提出假设：物体加速度的大小与所受合外力大小以及物体的质量有关。
作用评价：情景型的支架通过教师设问，学生回答的师生之间的对话使学生高效组织原有的知识，为学生自主建构知识做好准备。演示实验也是一种有效支架，通过它使学生的猜想与假设有了方向性，并降低思维的难度。
支架2 ： （实验型支架）
教师：用变量控制法实验探究a的大小与F、m的关系时，必须能够测出这三个物理量，其中m可用天平测出，加速度可以利用纸带上打出的点，通过计算得到。F是物体所受的合外力，在实验中如何测出F？
教师：现有细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺。
教师：研究对象选定“小车”，那么小车的合外力F，怎么测量？请大家讨论。
要求学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流。
学生设计出实验方案主要有如下两种：
方案一：在水平木板上放置一辆小车。小车拖着纸带，纸带穿过限位孔，用弹簧秤拉着小车前进。拉力与小车受到的阻力的合力就是合外力F。
方案二：在水平木板上放置一辆小车。小车拖着纸带，纸带穿过限位孔，小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂上质量较小的重物。拉力与阻力的合力就是合外力F。
教师：对两种方案评价，两种方案中F都等于拉力与阻力的合力，第二种方案中拉力是恒力，第二种方案比第一种方案好，但是两种方案都有一个问题，小车所受的阻力如何测？
作用评价：教师通过提供实验型支架组织学生进行讨论，让每一个学生参与到课堂教学中，通过小组活动和交流，使实验设计获得补充和完善。教师通过评价让学生的认识到实验方案不足之处，实现教师的调控、点拨目的
支架3：
教师：在重物的质量远小于小车的质量的情况下，可以近似认为小车所受的拉力等于重物所受的重力大小。因此在实验中所挂重物的质量要远小于小车质量。
支架4：
教师：同学们，想出测小车阻力的方法吗？
学生：没有。
教师：既然我们无法直接测出小车阻力，就要转换思路，去除阻力的影响，让小车所受的合力F 就等于小车所受到的拉力。那么怎么做到？请大家讨论！ 学生提出，让小车在木板上运动，将木板无滑轮的一端垫高一些，用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力。
教师：如何判断摩擦力被平衡？
学生：眼睛看小车是否沿斜面匀速运动。
教师：用眼睛能看出小车是否匀速运动？
教师的提问使学生意识到实验设计的不足之处，通过学生间讨论与交流，相互间的思维碰撞，使方案设计更合理，学生明白：阻力不只是木板对小车摩擦力，还有限位孔及振针对纸带的阻力；其次靠眼睛看小车是否做匀速直线运动是不可靠的。改进后做法是：小车拖着纸带、打点计时器打点的情况下，给小车一个沿斜面向下的初速度，使小车沿斜面运动。如果纸带上打出的点间隔均匀，就表明小车受到的阻力被平衡了。
作用评价：教师是学生主动学习的指导者。指导的目的在于帮助学生跨越学习中障碍，扩展学生自己所不能形成的认识。通过支架3使学生跨越了学习中障碍，（学生原来不知道重物质量远小于小车质量时，小车受到的拉力近似等于重物重力），使探究活动得以继续。通过支架4，教师引导学生进行实验方案设计，同时对学生的活动进行适当干预，顺着学生活动的方向提出有挑战性的问题，将学生活动中潜在的冲突点明，引发学生的思考。通过师生之间的对话，学生与学生之间的互相启发，学生逐渐地将已有的知识和方法应用到新的实验设计中，使学生将潜在发展水平发展为已有发展水平。
支架5：教师引导提问，分析实验结果，得出规律（问题型支架）
问题一：在保持小车的质量不变的情况下，测出不同的合外力对应的小车的加速度，如何找出加速度与合外力的关系？
学生：用图像法寻找加速度与合外力的关系。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力F，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。
学生：这些点是在一条过原点的直线上，证明了在质量不变的情况下加速度大小与合外力大小成正比。
问题二：在保持小车的合外力不变的情况下，测出不同的质量对应的小车的加速度，如何找出加速度与质量的关系？
学生：用图像法寻找加速度与质量的关系。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示质量m，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。
教师：a-m是一条曲线，这一曲线与反比曲线相似，但a与m是否成反比有待进一步确认。如果a与m成反比的话，那么a与1/m成正比，因此我们可以再尝试作出F不变时的a-1/m图像。
学生：a-1/m图像是在一条过原点的直线，证明了在保持小车的合外力F不变的情况下a与1/m成正比，a与m成反比。
支架6：
教师：通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：物体的加速度大小跟所受的合外力大小成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律的主要内容。牛顿第二定律还确定了加速度和合外力的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的合外力的方向相同。
教师：牛顿第二定律也可用数学式来表示：a∝F/m或F∝ma；
F∝ma可改写为等式：F=kma，式中的k是比例常数.如果各物理量都采用国际单位，k=1；
F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式.
作用评价：支架5，通过教师的设问，引导学生使用图像法来分析物理量之间的关系，通过教师的启发，学生将曲线图线转变为直线图线，更容易找到物理量之间的规律。支架6，通过教师讲解，补充了学生自己探究所无法获得的一些内容，使学生完整全面的理解牛顿第二定律。真正体现了教师在学生自己建构知识过程中的引导作用，教师通过提供适当的支架（帮助），实现学生从已有发展水平向潜在发展水平的发展。
2.4 反思与总结
在本节课的案例中，教师根据最近发展区的理论，首先了解学生的原有发展水平，然后围绕本节课主题为学生搭建好支架开展“支架式”教学。
首先，搭建情景型的支架引入课题 ，激发学生探究兴趣，紧接着搭建实验型的支架，引导学生主动探究，对于学生遇到的困难，应用问题型支架，把问题一步步引向深入，引导学生自己得出结论规律。整个教学过程是通过教师不断搭建各种教学支架，降低学习难度，然后学生沿着教学支架不断主动探究，通过学生间、师生间的交流解决探究过程中的困惑，修正自己的错误，最后通过总结，使学生获得对物体的加速度、物体质量、物体所受合外力三者关系的全面认识，即牛顿第二定律。
教师根据教学经验估计学生在学习中可能遇到的困难，为学生提供帮助， 充分利用学生之间、师生之间的讨论和活动，依靠学生的学习经验，让学生成为课堂的主人，让学生不断地缩短原有水平与学习目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。在活动进行时，教师应观察并根据实际情况，进行适当的引导；对活动中学生表现出来的创造性要及时给予表扬和鼓励。支架的另一个目的在于培养学生的自我调节能力，让学生学会如何学习，能够独自进行学习。这是由于支架式教学在吸收维果茨基思想的同时，还受到皮亚杰的建构主义的影响，强调学生的自我建构与自我发展。由于经验、能力等的限制，学生的自我建构带有一定的盲目性，因而教师的支架应为学生的发展提供方向，以减少学生的许多无谓的努力，使学生能以最适合的速度、符合目标的发展。随着学生的学习能力和自我监控能力的增长，学生应逐渐获得学习的管理权。支架式教学强调教师所提供的支架必须是逐渐减少的。
参考文献：
[1]冯杰.高中物理探究实验及案例教学设计[M]. 北京：北京大学出版社，2011.
[2]李志厚. 变革课堂教学方式-建构主义学习理念及其在教学中的应用[M].广州：广东教育出版社，2010.
关键词：支架式教学；支架；已有发展水平；潜在发展水平；最近发展区
1 引言
建构主义学习理论——学习者在一定的情境下，借助他人（教师或学习伙伴）的帮助，利用学习资料，通过意义建构的方式获得。维果茨基指出教师教学应该走在学生发展的前面，并通过教学帮助学生消除其所要解决的问题和原有能力之间可能存在的差异。而实现这个目的的最好手段之一，就是采用不断帮助学生从一个智力水平提升到另一个更高水平的支架式教学。
支架式教学策略被定义为：为学习者建构对知识的理解提供的一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。学生原有能力和所要解决的问题之间存在差异，这个差异就是“最近发展区”。教师通过概念框架把学生的认知发展从一个水平引导到另一个更高的水平，就像沿着脚手架那样一步步向上攀登。通过其支撑作用，使学生的认知发展不断从实际水平提升到潜在水平，真正做到使教学走在学生发展的前面。
下面以“牛顿第二定律”这节课为例分析支架式教学在高一物理教学中使用。
2 案例分析
2.1 教学目标确定
支架式教学本质上是最近发展区内的教学，首先要发现学生的最近发展区。教师了解学生的已有发展水平，这是确定最近发展区所必不可少的基础。通过课前测试，以及与学生的交流，教师充分掌握学生已有的发展水平。
2.1.1 已有发展水平
知识方面：力是物体运动状态发生变化的原因。物体处于平衡状态是指物体保持静止或者做匀速直线运动。
能力方面：能够利用打点计时器研究匀变速直线运动；知道利用逐差法、图像法计算加速度。
2.1.2 潜在发展水平
能够应用控制变量法、图像法，进行实验设计与数据分析，并通过与其他人的交流合作探究获得“牛顿第二定律”。理解“牛顿第二定律”的内容并熟练运用牛顿第二定律解决物理问题。
2.2 通过搭建合理支架让教学保持在学生最近发展区内。
牛顿第二定律是力学的核心规律，是重点内容。通过实验探究加速度、质量、力三者的关系，最后得到牛顿第二定律的要求，与学生已有发展水平之间的差距是很大的。因此必须将学习任务加以分解，通过给学生搭建一系列的框架，将学生学习保持在最近发展区内，最终使学生完成对知识的建构。
2.3 具体支架及其评析
支架1（情景型支架），创设情景，引入课题
教师：什么是物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？
学生：是指物体速度改变，力是使物体运动状态变化的原因。
教师：物体运动状态的改变，是因为有加速度。那么加速度大小是由哪些因素决定的呢？
演示：用大小不同的力拉同一小车，引导学生观察，拉力越大，小车的速度改变越快，加速度越大。
演示：用同样的力拉质量不同的小车，引导学生观察，质量大的小车，速度改变的慢，加速度小。
猜想与假设：学生通过观察思考，提出假设：物体加速度的大小与所受合外力大小以及物体的质量有关。
作用评价：情景型的支架通过教师设问，学生回答的师生之间的对话使学生高效组织原有的知识，为学生自主建构知识做好准备。演示实验也是一种有效支架，通过它使学生的猜想与假设有了方向性，并降低思维的难度。
支架2 ： （实验型支架）
教师：用变量控制法实验探究a的大小与F、m的关系时，必须能够测出这三个物理量，其中m可用天平测出，加速度可以利用纸带上打出的点，通过计算得到。F是物体所受的合外力，在实验中如何测出F？
教师：现有细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺。
教师：研究对象选定“小车”，那么小车的合外力F，怎么测量？请大家讨论。
要求学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流。
学生设计出实验方案主要有如下两种：
方案一：在水平木板上放置一辆小车。小车拖着纸带，纸带穿过限位孔，用弹簧秤拉着小车前进。拉力与小车受到的阻力的合力就是合外力F。
方案二：在水平木板上放置一辆小车。小车拖着纸带，纸带穿过限位孔，小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂上质量较小的重物。拉力与阻力的合力就是合外力F。
教师：对两种方案评价，两种方案中F都等于拉力与阻力的合力，第二种方案中拉力是恒力，第二种方案比第一种方案好，但是两种方案都有一个问题，小车所受的阻力如何测？
作用评价：教师通过提供实验型支架组织学生进行讨论，让每一个学生参与到课堂教学中，通过小组活动和交流，使实验设计获得补充和完善。教师通过评价让学生的认识到实验方案不足之处，实现教师的调控、点拨目的
支架3：
教师：在重物的质量远小于小车的质量的情况下，可以近似认为小车所受的拉力等于重物所受的重力大小。因此在实验中所挂重物的质量要远小于小车质量。
支架4：
教师：同学们，想出测小车阻力的方法吗？
学生：没有。
教师：既然我们无法直接测出小车阻力，就要转换思路，去除阻力的影响，让小车所受的合力F 就等于小车所受到的拉力。那么怎么做到？请大家讨论！ 学生提出，让小车在木板上运动，将木板无滑轮的一端垫高一些，用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力。
教师：如何判断摩擦力被平衡？
学生：眼睛看小车是否沿斜面匀速运动。
教师：用眼睛能看出小车是否匀速运动？
教师的提问使学生意识到实验设计的不足之处，通过学生间讨论与交流，相互间的思维碰撞，使方案设计更合理，学生明白：阻力不只是木板对小车摩擦力，还有限位孔及振针对纸带的阻力；其次靠眼睛看小车是否做匀速直线运动是不可靠的。改进后做法是：小车拖着纸带、打点计时器打点的情况下，给小车一个沿斜面向下的初速度，使小车沿斜面运动。如果纸带上打出的点间隔均匀，就表明小车受到的阻力被平衡了。
作用评价：教师是学生主动学习的指导者。指导的目的在于帮助学生跨越学习中障碍，扩展学生自己所不能形成的认识。通过支架3使学生跨越了学习中障碍，（学生原来不知道重物质量远小于小车质量时，小车受到的拉力近似等于重物重力），使探究活动得以继续。通过支架4，教师引导学生进行实验方案设计，同时对学生的活动进行适当干预，顺着学生活动的方向提出有挑战性的问题，将学生活动中潜在的冲突点明，引发学生的思考。通过师生之间的对话，学生与学生之间的互相启发，学生逐渐地将已有的知识和方法应用到新的实验设计中，使学生将潜在发展水平发展为已有发展水平。
支架5：教师引导提问，分析实验结果，得出规律（问题型支架）
问题一：在保持小车的质量不变的情况下，测出不同的合外力对应的小车的加速度，如何找出加速度与合外力的关系？
学生：用图像法寻找加速度与合外力的关系。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力F，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。
学生：这些点是在一条过原点的直线上，证明了在质量不变的情况下加速度大小与合外力大小成正比。
问题二：在保持小车的合外力不变的情况下，测出不同的质量对应的小车的加速度，如何找出加速度与质量的关系？
学生：用图像法寻找加速度与质量的关系。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示质量m，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。
教师：a-m是一条曲线，这一曲线与反比曲线相似，但a与m是否成反比有待进一步确认。如果a与m成反比的话，那么a与1/m成正比，因此我们可以再尝试作出F不变时的a-1/m图像。
学生：a-1/m图像是在一条过原点的直线，证明了在保持小车的合外力F不变的情况下a与1/m成正比，a与m成反比。
支架6：
教师：通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：物体的加速度大小跟所受的合外力大小成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律的主要内容。牛顿第二定律还确定了加速度和合外力的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的合外力的方向相同。
教师：牛顿第二定律也可用数学式来表示：a∝F/m或F∝ma；
F∝ma可改写为等式：F=kma，式中的k是比例常数.如果各物理量都采用国际单位，k=1；
F=ma这就是牛顿第二定律的数学表达式.
作用评价：支架5，通过教师的设问，引导学生使用图像法来分析物理量之间的关系，通过教师的启发，学生将曲线图线转变为直线图线，更容易找到物理量之间的规律。支架6，通过教师讲解，补充了学生自己探究所无法获得的一些内容，使学生完整全面的理解牛顿第二定律。真正体现了教师在学生自己建构知识过程中的引导作用，教师通过提供适当的支架（帮助），实现学生从已有发展水平向潜在发展水平的发展。
2.4 反思与总结
在本节课的案例中，教师根据最近发展区的理论，首先了解学生的原有发展水平，然后围绕本节课主题为学生搭建好支架开展“支架式”教学。
首先，搭建情景型的支架引入课题 ，激发学生探究兴趣，紧接着搭建实验型的支架，引导学生主动探究，对于学生遇到的困难，应用问题型支架，把问题一步步引向深入，引导学生自己得出结论规律。整个教学过程是通过教师不断搭建各种教学支架，降低学习难度，然后学生沿着教学支架不断主动探究，通过学生间、师生间的交流解决探究过程中的困惑，修正自己的错误，最后通过总结，使学生获得对物体的加速度、物体质量、物体所受合外力三者关系的全面认识，即牛顿第二定律。
教师根据教学经验估计学生在学习中可能遇到的困难，为学生提供帮助， 充分利用学生之间、师生之间的讨论和活动，依靠学生的学习经验，让学生成为课堂的主人，让学生不断地缩短原有水平与学习目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。在活动进行时，教师应观察并根据实际情况，进行适当的引导；对活动中学生表现出来的创造性要及时给予表扬和鼓励。支架的另一个目的在于培养学生的自我调节能力，让学生学会如何学习，能够独自进行学习。这是由于支架式教学在吸收维果茨基思想的同时，还受到皮亚杰的建构主义的影响，强调学生的自我建构与自我发展。由于经验、能力等的限制，学生的自我建构带有一定的盲目性，因而教师的支架应为学生的发展提供方向，以减少学生的许多无谓的努力，使学生能以最适合的速度、符合目标的发展。随着学生的学习能力和自我监控能力的增长，学生应逐渐获得学习的管理权。支架式教学强调教师所提供的支架必须是逐渐减少的。
参考文献：
[1]冯杰.高中物理探究实验及案例教学设计[M]. 北京：北京大学出版社，2011.
[2]李志厚. 变革课堂教学方式-建构主义学习理念及其在教学中的应用[M].广州：广东教育出版社，2010.