支架式教学在“电化学”教学设计与实践中的应用

胡　洁

摘　要：建构主义认为，知识不是通过教师直接传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料通过意义建构的方式而获得的。本文通过探讨建构主义理论中的支架式教学模式，尝试其在高中化学“电化学”模块教学中的应用，并进行教学设计与实践的研究。

关键词：建构主义　教学设计和实践　支架式教学

支架式教学是借建筑行业中使用的脚手架来形象地说明教学的模式。教师引导着教学的进行，使学习者掌握、建构和内化所学的知识技能，从而使他们进行更高水平的认知活动。通过支架（教师的帮助）把管理学习的任务逐渐由教师转移给学习者自己，最后撤去支架。

支架式教学由以下几个环节组成：

（1）进入情境——将学生引入一定的问题情境。

（2）搭脚手架——围绕当前学习主题，按“最邻近发展区”的要求建立概念框架。通过支架作用不停地将学生的智力从一个水平引导到另一个更高的水平。

（3）独立探索——让学生独立探索。探索开始时要先由教师启发引导，然后让学生自己去分析；探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。

（4）协作学习——进行小组协商、讨论。在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学概念比较全面、正确的理解，即最终完成对所学知识的意义建构。

（5）效果评价——评价内容包括：①自主学习能力；②对小组协作学习所作出的贡献；③是否完成对所学知识的意义建构。

化学能转化为电能的支架式教学的应用实例

课堂学习中由一些生动的问题将学生引入学习主题，在好奇、感兴趣的心理情境中，学生自发地确定了知识目标，在探究知识的过程中培养了能力目标和情感目标。不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，鼓励学生围绕所需要解决的问题而自己独立发现解决问题的方法。在学生遇到困难时，教师提供一定的“脚手架”，主要提供问题支架或实验支架，以使学生的理解进一步深入，从而得出实验结论，以达到本堂课的知识与技能目标。为了提供合作学习的能力和利用伙伴间思维的共享，采用了分组实验探究的教学方式，把学生分为若干个小组，每个小组负责完成一个探究构成原电池条件的实验方案的设计。经过小组间的交流、讨论、补充来共同完成原电池原理及形成条件的意义的建构。

教学实录和分析：

【引出课题】

教师：展示三组图片。

1．阿波罗登月飞船和氢氧燃料电池；

2．杭州市区的电动出租车和铅蓄电池；

3．iPhone手机中的锂电池。

提出问题：这些都使人类的生活发生了质的改变，具有划时代的意义，靠的都是化学电池。这些所获得的电能都低，靠什么转变而来的呢？（以锌与稀硫酸反应为例）要想使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转变为电能，要设计怎样的一种装置？

（分析：从具体事实上升到一般事实的思维方法；从具体事实材料上升到科学思维激发学生自主学习需求确定学习需求。把学生原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中生长新的知识经验。）

【问题支架】

教师提问：1．反应中哪种物质失去电子，哪种物质得到电子？

2．锌是通过什么途径将电子转移给溶液中的氢离子的？

3．想什么办法可以使锌与氢离子分开，不让氢离子直接在锌表面得电子？

4．如果用导线将锌片和铜片连接，在平行插入同一盛有稀硫酸的烧杯中，推测氢离子到哪里得到电子？导线中有无电流？如何知道导线中有电流？

（分析：教师提供解决问题的有关线索帮助学生沿着老师搭建的“支架”逐步攀升，教师给予学生自己分析问题的空间，发挥学生的主体性，从而发展学生解决问题的能力。）

【学生实验，教师巡视指导】

实验1：锌片插入稀硫酸；

实验2：铜片插入稀硫酸；

实验3：将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

【实验中的问题支架】

问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？

问题2：锌是通过什么途径将电子转移给溶液中的氢离子的？

问题3：铜片上为什么有气泡？

问题4：溶液中的离子如何移动？向哪极移动？

（分析：通过这些问题既可以帮助学生理解实验设计的思路和实验操作的原理，顺利完成实验；又可以培养学生质疑问难的精神，掌握质疑问难的方法，提高质疑释疑能力。）

【协作交流】

学生：大胆猜测讨论是什么金属提供给氢离子电子？1．如果是铜提供的电子，溶液显蓝色，实际溶液无色。2．可以通过什么方法电子是由锌提供？3．怎样才能指导导线中电子流动的方向？设计并完成实验：将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。4．总结实验现象。

（分析：在能够激发、维持学生学习兴趣与动机的氛围中，由学习伙伴合作完成任务的过程，从而达到知识的意义建构。通过合作，交流讨论，教师的引导，理解原电池完成能量转变的过程。）

教师：动画模拟——铜锌电池的工作原理。

（分析：通过具体生动的动画将学生看不到的微观世界宏观化。）

【实验支架】

探究原电池的形成条件。

第一组实验：

学生：第一组学生完成第一组实验，并分析实验现象。

得出实验结论：形成原电池的条件之一：活泼性不同的两个电极。

负极：较活泼的金属。

正极：较不活泼的金属、石墨等。

第二组学生完成第二组实验，通过分析实验现象得出实验结论：形成原电池的条件之二，电极需要插入电解质溶液中。

第三组学生完成第三组实验，分析实验现象，得出实验结论：必须形成闭合回路。

第四组学生完成第四组实验，分析实验现象得出实验结论：形成原电池的条件之四，电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。

（分析：1．通过科学探究实验进一步让学生大胆猜想，获取感性材料，初步学会控制实验条件的方法，从而得出实验的结论；2．通过学生分组实验，以及呈现事实、数据等为学生提供必要的经验背景；3．通过小组间的讨论、意见的整合完成形成原电池条件的意义建构；4．在实验过程中，教师根据新情况、新出现的问题帮助学生不断进行实验方案的完善、手段的更新和思路的拓展；5．课堂教学中通过师生平等对话师生交往、积极互动、使教学信息在师生之间回应，促进信息的加工和意义的建构。）

实践练习——设计原电池：利用Cu＋2FeCl═══3CuCl2＋2FeCl2的氧化还原反应设计原电池。（分析：验证效果，提升学生对电化学的认识。）

课后反思

这是一堂学校范围内的公开课，收到了很好的教学效果，同时受到了老师们的好评。这一堂课完全摒弃了“教师讲，学生听；教师问，学生答；教师写，学生记”的传统教学模式，开创了基于建构主义理论上的全新的课堂教学模式，受到了学生的喜爱。作为教师感受到了学生通过逐步探究建构知识而收获的喜悦。

通过一个个的探究实验，突出重点，突破了难点，以问题的发现、探究及解决为主义线索，激发了学生的求知欲，学生发挥了主观能动性，学生在活动中思考，动手动脑。不仅深刻理解了原电池的原理，掌握了形成原电池的条件，而且提高了科学探究的能力，开拓了科学创新思维能力。课堂气氛活跃，学生与同伴合作动手实验，与老师交流自己的想法，提高了学生的合作与交流能力，同时形成了教师与学生、学生与学生之间交流互动的良好局面，也有了很好的情感交流。