利用支架式教學模式，改進初中物理課堂教學
——《滑動變阻器》教學反思和改進案例
上海市建平中學西校 張麗
一、案例背景
變阻器是電路中的一個重要元件。由于變阻器的部件較多，接法又有多種，而且在使用過程中又是動態(tài)變化的，而課本一下子就提到一個叫滑動變阻器的裝置，對學生來說，在變阻原理的理解上感到起點較高，對如何正確使用滑動變阻器學生更加感到難于接受。盡管本人根據(jù)這節(jié)課的教學內(nèi)容的認真?zhèn)湔n、上課，但教學效果仍然欠佳，一部分學生學得很吃力，導致今后解決動態(tài)電路習題時，這些學生在電路中一看到滑動變阻器，就有心里障礙，就害怕。但究竟是什么原因？就是沒有搭建一些有效的支架，沒有激起學生的求知欲，沒有讓學生潛在的水平得以發(fā)展。為讓學生自如地構建知識，學得既輕松又開心，我以支架教學理論作為依托，對一些教學環(huán)節(jié)加以改進。通過搭建一系列試驗支架，降低探索難度，激發(fā)學生的學習興趣，充分發(fā)揮學生的潛能，使他們的知識水平獲得攀升，最大程度地提高了教學效率，取得了良好的教學效果。
二、理論依據(jù)
支架式教學是以前蘇聯(lián)著名心理學家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論為依據(jù)的。支架式教學是建構主義的一種教學模式。支架原本指建筑行業(yè)中使用的腳手架，在這里用來形象地描述一種教學方式：學生被看作是一座建筑，學生的“學”就是在不斷地、積極地建構自身的過程；而教師的“教”則是為學生搭建一個必要的腳手架，支持學生不斷地建構自己，通過支架作用不停地將學生的智力從一個水平引導到另一個更高的水平，不斷建造新的能力。
三、案例情景
以往的教學：
教師出示調(diào)光臺燈實物，并當堂演示調(diào)光臺燈亮度的變化，并引導學生觀察的同時讓學生提出問題：（投影）
①這種臺燈與其它的臺燈有什么不同的地方？
②調(diào)節(jié)旋鈕，臺燈的亮度有什么變化？
教師演示：出示滑動變阻器，告訴學生它叫滑動變阻器，實驗室中常用的儀器，將滑動變阻器、小燈泡串聯(lián)后接入電路，閉合開關，移動滑片，讓學生觀察小燈泡亮度，指出亮度變化都是由于滑動變阻器起作用。
教師指出：調(diào)光臺燈的旋鈕，就相當于滑動變阻器。
引入新課：這節(jié)我們就研究滑動變阻器的作用、構造、原理及使用方法．然后，依次介紹滑動變阻器的作用、構造、原理及使用方法。
上述教學設計以知識的傳授為主線，過分強調(diào)接受和掌握，在教學時，只講結(jié)論，缺少對知識的體驗, 師生之間缺乏及時的信息反饋，學生獲得知識基本上都是通過教師強加給的，教師并沒有留充足的時間讓學生去思考、去切實體驗和感受過。學生處在被動接受的地位，學生學習物理的積極性被抑制，因而使學生對知識建構發(fā)生困難。大大降低了學生的學習興趣和熱情。這顯然不符合“二期課改”的基本精神，有必要嘗試對教學方法進行改進。
改進后的教學
1、創(chuàng)設情境、引入課題（情景型支架）
演示：讓掛在黑板四周的彩燈由亮逐漸變暗、再由暗逐漸變亮，讓學生觀察思索其變化,思索其原因。目的是激發(fā)學生的學習興趣與動機，引發(fā)探究的問題。
教師引導：燈泡亮度的變化是由通過的電流引起的，我們知道，在電壓不變的條件下，要改變電流只有改變電阻。那么怎樣改變連入電路的電阻呢？彩燈的電阻變化是由改變導體電阻的什么因素引起的？
（1）學生探究、理解原理（實驗型支架）
圖1
實驗探究：學生會根據(jù)影響導體電阻大小的三個因素（導體的材料、橫截面積和長度）去猜想。然后讓學生選擇桌面上的器材（鉛筆芯、銅線、電爐絲、小燈泡、帶夾子的導線、開關、電源等），設計一個調(diào)節(jié)小燈泡亮暗的電路方案，并實際操作驗證。
方案一（改變導體的材料）：如圖1所示，在A、B間分別接入不同材料的導體電阻，如銅絲和鉛筆芯，觀察小燈泡的亮度變化，觀察并記錄小燈泡的亮度變化，并加以比較。
方案二（改變橫截面積）：如圖1所示，在A、B間改變導線橫截面積（分別接入1根筆芯與2根筆芯），觀察小燈泡的亮度變化，觀察并記錄小燈泡的亮度變化，并加以比較。
方案三（改變長度）：如圖1所示，在A、B間（有鄂魚夾）夾入一段鉛筆芯，使一端在鉛筆芯上自由滑動，通過改變接入電路中鉛筆芯的長度來改變接入電路中的電阻，觀察并記錄小燈泡的亮度變化，并加以比較。
交流評價 讓完成以上3種不同類型的小組相互交流，并歸納篩選出這樣一個結(jié)果：改變導體的長度能較方便地改變小燈泡的亮度。最后師生共同總結(jié)歸納出：彩燈亮度的改變實質(zhì)上是通過改變接入電路中導體的長度，來改變電阻，從而改變燈的亮度的。要想弄清其原理，我們先來學習一種能改變電阻的器件──變阻器。其實，根據(jù)上面的實驗學生就已經(jīng)悟出變阻器的工作原理。
（2）學生探究、熟悉結(jié)構（問題型支架）
通過下面一系列活動，師生討論，將一根電阻線逐漸改造成滑動變阻器，讓學生感悟科學家的研究方法和制作思想。
問題1：電路中電阻改變較大，需要長的電阻線，導線較軟，容易打結(jié)使用不方便，為了方便使用，怎么辦？將電阻線繞成線圈，就像縫衣服的線繞在擱置上一樣。
問題2：線圈密繞、導致短路怎么辦？
將電阻線涂絕緣漆繞在絕緣材料做的（瓷筒）支架
問題3：為使電阻線連到電路中既不會短路又可改變電阻線的長度，怎么辦？
配上附件：滑片、金屬棒
問題4：為方便連入電路，加接線柱。
最后展示滑動變阻器的實物。
（3）學生探究、學會使用（問題、實驗型支架）
提出問題：
①要使燈泡和變阻器中的電流大小相同，變阻器應該與燈泡串聯(lián)還是并聯(lián)？（如圖2）
②滑動變阻器在使用過程中，你能不能知道它連入電路的阻值大小如何變化？
實驗探究：
關于“滑動變阻器的使用方法”，我又為學生創(chuàng)設實驗情境（如圖3），組織學生討論滑動變阻器在使用過程中，它連入電路的阻值大小變化。
圖2 圖3
接著分小組各自制定的計劃進行操作，嘗試改變燈泡的亮度。同時，教師巡視，并指導各實驗小組將變阻器的實物連接、電路圖連接、及電路符號連接進行對照，研究電阻變化的原理和規(guī)律。
交流評價：各小組分別結(jié)合各自的實驗結(jié)果相互討論，交流比較改變燈亮暗的方法，共同歸納出：
①能使變阻器電阻變化的接法有4種（“一上一下”）；
②不能使變阻器電阻變化的接法有2種，其中“同下”電阻總是很大，而“同上”電阻總是很小。
③滑片越靠近下端的接線柱，接入電路的電阻越小。
本環(huán)節(jié)中重組了教材內(nèi)容，讓學生經(jīng)歷“提出問題──實驗探究──交流評估”的探究過程，去主動突玻“變阻器”這一教學重難點，使學生“不僅知其然，而且知所以然。”
四、分析反思
著名的美國教育心理學家波斯納提出了一個教師成長公式：成長=經(jīng)驗＋反思。如果沒有反思與小結(jié)，教師的教學就會僅僅是一種重復單調(diào)的工作，沿襲自己的昨天，即使有20年的教學經(jīng)驗，也許只是一年工作的20次重復。這兩節(jié)課，學生都學會了使用滑動變阻器，但前一種教學，教師幾乎為學生設計了整個實驗，不能激勵學生創(chuàng)新愿望，滿足學生動手操作的要求，更不可能讓學生體會“發(fā)現(xiàn)”和“克服困難解決問題獲得成功”后的喜悅。整個實驗過程中學生處于被動的應付機械訓練、死記硬背，很快學生就會把學過的內(nèi)容忘記。改進以后教學，教師較多地運用了情景型支架、問題型支架、實驗型支架。就整堂課而言，教師搭建的支架發(fā)揮了有效而巨大的作用——激發(fā)了學生的興趣，學生勤于觀察，樂于動手，課堂學習氣氛熱烈、輕松、和諧，學生學有所得，最終促進了學生知識的自我構建。從課后的作業(yè)和練習反饋來看，也如期達到了本課的教學目標。
通過對“滑動變阻器”教學所經(jīng)歷過程進行反思與總結(jié)，幫助我在課堂教學的計劃和改進方面積累了資料和經(jīng)驗。更促使我在今后注重對教學實踐的反思，為個人業(yè)務發(fā)展和向?qū)W者型教師的轉(zhuǎn)變提供了方式和方法。
五、專家評價
本節(jié)課，教師運用支架教學理論，對以往的教學進行了大膽的改進，改進后的課堂教學具備以下優(yōu)點：整堂課教學目標的制定與教學過程的展開緊密相連，教學過程的展開，由淺入深，由表及里，環(huán)環(huán)相扣，各個環(huán)節(jié)上創(chuàng)設了有利于學生學習的教學情境，設計了實現(xiàn)教學情境的必要手段或方法，為學生知識的建構搭建了合理的支架，降低探索難度，教師通過轉(zhuǎn)變學生學習方式，不是將知識“灌輸”給學生，而是以知識為載體，以全體學生的觀察能力、探究能力和學生的合作能力為主要教學目標，將學生的能力發(fā)展為教學的主線，關注的是全體同學的共同發(fā)展。
本節(jié)課，通過搭建一系列支架，有力地突破了教學重點和難點，實現(xiàn)了三維一體的教育目標。
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