刘关永：无惧“拦路虎”：学习支架助力项目化学习的实践——以课标例89“体育与运动与心率”为例
“学习支架”这一概念的理论根源可以追溯到苏联心理学家列夫·维果茨基的“最近发展区理论”，即学生当前独立解决问题的能力与在他人指导下可能达到的潜力之间的差距。但真正把“学习支架作为教育术语引入教育领域的，是在1976年，美国的教育学家、心理学家伍德、布鲁纳等。
项目式学习由于在真实情景中，运用跨学科的知识来解决问题，且问题答案往往没有标准答案，往往不是“对与错”的问题，而是“好与坏”的问题，因此项目是学习具有一定的复杂性和挑战性，需要用到学校之外的的知识，也迫切需要“学习支架”来帮助解决问题，以达到原本无法实现的学习目标。
“支架” 一词原是建筑术语， 又称“脚手架”， 是建筑工人在建筑楼房时临时搭建的架子。当楼房被建成后，支架也会随之被撤去。 建构主义研究者用支架来阐述建构主义教学观：“教是支持、 引导、 协助， 而不是代替和灌输； 学是学生在教师的引导、 支持下逐渐形成对事物的认识和理解，获取能满足更高次活动需要的知识和技能。”①
在项目式学习中，学习支架可以定义为：教师为学生提供的额一种临时性的、支持，帮助学生跨越学习中的困难，以顺利完成学习任务。
一、从学生解决问题的角度，学习支架的分类
在项目式学习中，学习支架大致可以分为三类：
1.领域的知识支架，如医学知识、体育知识营养指示等，
2.化技术工具支架，如各种软件、人工智能、微视频平台等，
3.类形成支架。如论文、报告、课题、调查分析等的写作方法等。
二、学习中的学习支架的搭建
在项目式学习中运用学习支架呢？我们以《义务教育数学课程标准（2022年版）》中“例89 体育运动与心率”的为例。来进行阐述。
1.在学生探究体育运动和心率的关系时，可以设计如下室外活动：课间操慢跑10分钟、1000米测试，1分钟跳绳，测量心率后进行分析。测量心率的方法学生基本不会，这是我们可以设置“心率测量学习支架”：一是邀请校医准备几个听诊器，可以每小组一个，并培训用听诊器测量心率的方法，二是如果没有较多的听诊器，可以邀请校医学会用测量脉搏的额方方测量心率（绝大多数的人，脉搏数等于心律，但个别人心率和脉率不等，比如房颤的患者），三是如果有较多的可穿戴监测设备（如华为手表等），班主任也可以组织学生自行测量。
在这个环节中，学生对于测量心率的方法是一个陌生的领域，如果不能实际测量就不能得到第一手资料，学生跨越认知障碍、实现深度学习的关键设计
2.在统计数据、建立模型时，可以设置数字化工具支架。数学的角度就是分析变量与变量之间的关系、 建立表达式。常用的数字化工具支架如统计软件工具Excel和数学软件GeoGebra的使用等。
在测量心率的基础上，由于数据较多，我们可以让学生在Excel中统计好数据，然后利用“插入图表”功能一键生成各种统计图表，如扇形统计图、条形统计图等，这样分析根简单、方便、直观。
在分析体育活动与心率的关系时，教师可以搭建GeoGebra平台（GeoGebra作为一款新兴的数学动态几何软件，是一款集几何、代数、统计、运算为一体的动态数学软件，具有功能全、跨平台、易操作等特点， GeoGebra在平面几何、立体几何、代数、函数、方程、统计、图表、微积分等很多方面都有广泛的应用，几乎全部的数学问题均可以在软件上进行操作，是名副其实的“全能数学软件”。并且学生非常容易上手操作），生成函数图象，建立函数模型，而这些较为专业的信息技术知识，学生需要教师指导下进行。搭建这些支架，为学生解决问题提供了良好的基础。
在本项目中Excel为学生提供快速统计数据的实践路径和分析分式，GeoGebra为学生提供建模方式和搭建参数探索的思维空间。通过学习支架的使用，学生能迅速推进项目化学习的速度，达到我们的目的。
3.搭建成果类形成支架
在项目化学习结束时，学生要进行成果展示并进行项目总结和反思，如为家庭成员从运动强度角度制定运动方案；或者书写展示报告等。这些工作综合性强、难度较高，并且学生平时也没有进行这样的活动，所以教师要提供成果类形成支架，帮助学生完成任务。
如为家庭成员从运动强度角度制定运动方案，教师可以指导学生从以下几个方面入手：
1.做好前期准备工作：
（1）收集基本信息：年龄、性别、体重、身高、BMI、病史（尤其心血管疾病、糖尿病、高血压等）。
（2）运动禁忌排查：是否有关节损伤、高血压控制情况等。
2.心率公式“靶心率=[(HRmax-HRrest)×Q]+ HRrest” （〖HR〗_max表示最大心率，〖HR〗_rest 表示安静时心率Q（0≤Q≤1）表示运动强度），建立一次函数模型，确定个性化运动强度。
3.设置个性化运动方案
根据以上情况确定个性化运动方案，如快走、慢跑、游泳、骑行等。
在搭建成果形支架时，教师也可以可以提供一个样例，让学生学习样例后独立进行。
除了方案类，还有总结类、报告类等成果展示形式，教师都要为学生搭建好支架，是学生能够顺利使用，完成学习任务。
三、项目式学习中搭建学习支架的意义
通过以上案例可以看出，搭建学习支架具有以下意义：
1.着眼于主要问题的解决，不在陌生领域的学习中陷入困境。
项目式学习由于以真实问题为导向，需要跨学科跨领域的知识来解决问题，在一个项目中会现陌生领域的问题需要解决，这些问题挡住了学生前进的步伐，学习支架的出现会让学生迅速解决这些问题，从而把主要精力放在主要问题上，如本项目中测量心率就是“拦路虎”，学生不会解决，但是这个问题会影响到后面对数据的分析和模式的建立，妨碍学习目标的达成。
2.降低学习任务的复杂性和难度，帮助学生“够得着”
初中生正处于抽象思维发展阶段，面对复杂的项目任务（如设计方案、构建函数图象等），容易因信息过载或步骤模糊而退缩。搭建学习支架，可以把复杂的任务加以分解和细化，使学生迅速掌握解决问题的方法
3.激发学生的学习兴趣和挑战性
学生本身就非常喜欢数字化的学习方式，在项目式学习中，数字化支架的搭建，可以唤醒学生的内部学习动机，激发学生的挑战意识，当学生用数字化学会了一种新的解决问题的方式时，那种喜悦心情是不言而喻的。
作者简介：
刘关永，华师教育研究院研究员，高级教师，山东省潍坊市昌乐县新城中学工会副主席；山东省教科院数学兼职教研员、山东省电教馆兼职教研员，潍坊市数学学科育人能手；教育部审核的义务教育教科书初中数学（青岛版）核心作者和义务教育教科书教师用书（青岛版）核心作者，山东省教育教学课题《“信息科技”背景下初中数学实验教学研究》主持人，论文《“信息科技”背景下初中数学实验教学的应用研究》在《中学数学教学参考》发表；荣获第十九届全国初中信息技术与教学融合创新优质课”山东省二等奖、国家级二等奖。
