“支架式教學”在高中生物教學中的應用探索

摘要 以支架式教學相關理論為基礎，用高中生物課程教學中的具體案例對支架式教學法加以闡釋。并提出了支架式教學法在高中生物課程的教學運用中應該注意的問題。

關鍵詞 支架式教學 最近發展區 生物學教學

中圖分類號 G633.91

1 支架式教學的定義

“支架”原意為建筑行業中的“腳手架”。支架式教學法的定義很多，目前，比較有影響的定義源自于歐共體“遠距離教育與訓練項目(DGXⅢ)”的有關文件，支架式教學被定義為:在教學中應當為學習者對知識的理解建構提供一種概念框架，這種框架中的概念是為發展學習者對問題的進一步理解所需要的，為此，事先要把復雜的學習任務加以分解，以便于把學生的理解逐步引向深入。

2 支架式教學的理論基礎

支架式教學法的理論基礎源自于前蘇聯著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論。維果斯基區分了個體發展的兩種水平:現實的發展水平和潛在的發展水平，這兩種水平之間的區域即“最近發展區”。現實的發展水平即個體獨立活動能達到的水平，而潛在的發展水平則是指個體在成人或比他成熟的個體的幫助下所能達到的活動水平，這里的幫助就是指教學中在最近發展區所做的工作——搭建恰當的支架;潛在的發展水平以外的區域則是完全超出了學生的能力，在教師的幫助下學生也不能達到的知識水平。傳統的教學是以兒童的現有發展水平為依據，它定向于兒童思維已經成熟的特征。然而，這只能是教學的最低界限。維果斯基提出的“最近發展區”理念指出，只有當兒童的發展達到一定的成熟程度時，一定的教學才有可能進行。該理論的提出也是為了使人們注意到教學的一個事實，除了最低教學界限外，還存在著最高教學界限，這兩個界限之間的期限就是“教學最佳期”，它們之間的關系可以形象地用圖1表示。

3 支架式教學的形式

3.1 范例支架

范例支架是指符合學習目標要求的已有學習成果(或階段性成果)，它包含特定的主題學習中的重要學習步驟或典型學習形式。在學習新知識之前為學生提供范例，如教師展示前屆學生的作品范例或老師的示范操作，其實質就是提供某種有意義的參考和借鑒，讓學生受到啟發以順利完成學習任務。例如在學習“兩對相對性狀的雜交試驗和自由組合定律”時，教師先復習“一對相對性狀的雜交試驗和分離定律”，然后提出問題:“學習兩對相對性狀的雜交試驗和自由組合定律甚至更多對的相對性狀雜交試驗應該從幾方面人手?”學生根據這個思路即可進行自由組合定律的學習，分離定律的學習思路就是一個范例支架。

3.2 問題支架

所謂問題是指在一定情境中人們為了滿足某種需要或完成某一目標所面臨的未知狀態。它是學習過程中最常見的支架，問題支架具有結構性，關注細節與可操作性。當教師預期學生可能遇到的困難時，可以用不同層次、不同角度的問題搭建支架，隨著問題的不斷解決學生的學習就會逐漸深入。例如在學習“分析光合作用強弱與光照強度的關系”時，學生要獨立回答此類問題，必須具備較強的分析能力，大部分學生無從下手，教師可在學生學習前根據圖2提出下列問題:

①橫坐標和縱坐標分別表示什么?②此曲線的起點在哪兒?走勢如何?③拐點有幾個?④此曲線可以分為三段，AB段表示什么?BC段表示什么?CD段表示什么?⑤此曲線與坐標軸圍成的面積可以分為三部分，面積s₁表示什么?面積s₂表示什么?面積s₃表示什么?教師通過這種簡明、集中、富有啟發性一系列逐層深入的小問題，引導學生從一個臺階走向另一個臺階，順理成章地弄清了光合作用強弱與光照強度的關系。

3.3 建議支架

所謂建議支架就是當學生在獨立探究或合作學習中遇到難題時，教師提供恰當的建議幫助學生走出困境的過程。當把問題支架的設問句改為陳述句時，問題支架就變成了建議支架。與問題支架相比，建議支架的建議可能少了一些系統性和整體性，但它往往能直截了當地指出問題的關鍵所在。例如在學習實驗“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”時，學生要成功地完成此實驗，必須注意實驗前及實驗中的細節部分，在學生實驗前教師可提供如下建議:

①培養根尖時要經常換水，增加水中的氧氣，防止根進行無氧呼吸造成根的腐爛;②培養根尖時，應選用舊洋蔥，因為新洋蔥尚在休眠，不易生根;③取根尖的最佳時間是上午10時到下午2時，因為此時細胞分裂活躍;④壓片時要再加一塊載玻片使受力均勻，防止蓋玻片被壓破;⑤觀察時先在低倍鏡下觀察，找到根尖分生區細胞，再換高倍鏡下觀察。學生弄清了這些建議的含義并付諸操作，就能有效地提高實驗成功率。

3.4 工具支架

在教學過程中，為了保證學生對知識的同化和順應、概念的內化和建構，教師所提供的會話、交流、共享、展示、協作的平臺等都可以理解為工具支架，例如計算工具、網絡系統、電子白板、工具書籍、多媒體技術與網絡資源結合等。這種支架可將生物世界中的抽象概念具體化、形象化，對于學生認知生物世界有很好的幫助。如在學習DNA的轉錄與翻譯時，教師將此過程用Flash的形式播放出來，可以使學生更加直觀的理解。

3.5 圖表支架

圖表包括各種表格和圖式，常用到的圖表有表格、流程圖、概念圖、維恩圖、時間線以及統計學里的比較矩陣等。用這種直觀方式描述信息，尤其適于支持學生的高級思維活動，如解釋、分析、綜合、評價等;它可以直觀地表達生物概念之間的聯系，使學生系統地把握生物概念的脈絡。如教師通過表1可讓學生完成下面幾組實驗，從而完成該表格得出結論;最后，教師匯總學生的結論。這是一個非常簡單的圖表支架，但表格中的各項都是精心設計的，最終引導學生對新知識進行有意義建構。

4 支架式教學的環節及在高中生物教學中的運用

以人教版高中生物必修1《分子與細胞》模塊中的第五章第3節“探究酵母菌細胞呼吸的方式”一課為例，探討高中生物教學中運用支架式教學法的基本環節，其教學設計可由以下幾個步驟組成。

4.1 進入情境

根據生物學科的特點，在教學中圍繞當前學習的主題，遵循最近發展區理論，將學生引入到一定的問題情境中，學生原有知識與要掌握的新知識發生強烈的沖突，進而激發學生探索的興趣和產生進一步學習的動力。例如:為探究“酵母菌細胞呼吸的方式”，可從酵母菌的種類、代謝類型、在日常生活中的用途入手引導學生思考并得出:饅頭和面包松軟的原因是酵母菌產生了CO₂;酵母菌用于釀酒是因為酵母菌產生了酒精。然后教師引導學生提出問題:①CO₂，酒精是酵母菌在有氧條件下產生的，還是在無氧條件下產生的?②如何驗證酵母菌產生的CO₂和酒精?③能否設計一個研究該問題的實驗?④這個實驗的原理是什么?需要什么儀器?⑤具體操作步驟是什么?

4.2 搭腳手架

圍繞當前學習主題，按“最近發展區”的要求建立概念框架。在搭建支架時要根據學生的具體情況適當地選擇支架的難易以及設置的多少，不能簡單地認為敘述步驟、指導操作、給出圖表就完成了支架的提供工作，要使支架設置的合理且實用需要結合實際。例如上述“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的學習，提出問題后讓學生獨立探究，要馬上就得到答案有較大的困難。根據這一分析，在學生有了探究的興趣和欲望之后，教師應先建構概念支架:①根據前面已經學習了實驗“探究植物細胞的吸水和失水”，探究實驗的一般操作步驟有:提出問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→分析現象、得出結論→表達與交流。②二氧化碳的檢測:二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃;酒精的檢測:橙色的重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)溶液，在酸性條件下與酒精發生化學反應，變成灰綠色。③要強調設計實驗須遵循的單一變量原則和對照原則。這種建議支架不僅使課堂教學條理更清晰、探究目標更明確，也為生物學實驗的探究學習提供了一個范例。

4.3 獨立探索

教師向學生提供必要的概念框架和解決問題的線索后，就可以讓學生自己決定問題的探索方向，選擇方法。在學生遇到困難或沒有思路時，給予適當的提示、建議，以幫助他們順利進行深層次的探索學習，完成認知的“同化”和“順應”。當學生的意義建構能力提升時，教師要逐漸地減少幫助。還以“探究酵母菌細胞呼吸的方式”為例，此過程中，教師先根據學生人數和能力平均分組，再讓每組學生根據教師搭建的支架確定各組的實驗原理，選擇完成實驗所需要的儀器并設計實驗，在實驗過程中教師可對有困難的小組給予適當的建議，實驗完畢后，各組列出能回答實驗前提出的所有問題的表格，并得出結論。

4.4 協作學習

協作學習包括師生之間的協作，也包括學生之間的協作。在課堂中，協作學習和小組討論能夠充分地調動學生主動參與的積極性，可以使小組成員引發認知沖突，便于交流意見、經驗，有效地改善課堂氣氛并建立積極的人際關系，有助于完成對所學知識的意義建構和參與合作競爭。仍以“酵母菌細胞呼吸的方式”為例，學生獨立探索設計實驗并得出結論后，教師可以讓小組間交流各組的實驗原理、步驟及結論，并討論以下問題:①怎樣控制有氧和無氧的條件?有沒有更好的方法?②如何比較C02產生的多少?最后讓小組間互相合作繪出酵母菌在有氧條件和無氧條件下細胞呼吸的裝置圖。

4.5 效果評價

效果的評價可以幫助學生鞏固所學的知識經驗，摒棄錯誤的方法或結果，也能夠關注學生的情感，激發學生繼續學習的興趣。對學習效果的評價包括對學生個人的評價和學習小組對學生個人的評價，評價的內容有:①自主學習的能力;②對小組學習所做出的貢獻;③是否完成對所學知識的意義建構。例如探究“酵母菌細胞呼吸的方式”實驗結束時，可以從以下幾個方面對學生進行評價:①是否弄清了探究“酵母菌細胞呼吸的方式”的原理;②對“酵母菌細胞呼吸的方式”有何深刻認識;③參與交流和討論的熱情是否高漲;④是否提出了對“酵母菌細胞呼吸的方式”有價值的觀點;⑤如何吸收他人有價值的觀點。

這五個組成環節貫穿在支架式教學的整個過程中，教師可以根據教學中的具體情況設置五個環節的順序，也可以進行環節上的刪減以適應實際的需要，達到最佳的教學效果。

5 支架式教學在生物教學運用中應注意的幾個問題

5.1 對支架式教學法的理解和應用

支架式教學不是在學生探究過程中隨便地給出一個圖表、一組問題或一組建議，而是提供的這些幫助必須適合學生的能力發展水平，并且教學時還要適合時機。生物是一門與生活聯系緊密的學科，在學習過程中教師在合適的時間提供給學生恰當的建議，會激發學生學習生物的興趣，形成生物學習的良性循環。

在教學運用中支架式教學并不是孤立的，有時甚至一個問題的解決都會用到多種形式的教學策略。如建構主義的另外兩種教學方式:拋錨式教學和隨即進入式教學，它們之間是相互補充各有所長，所以要根據教學需要創造性地綜合運用以達到良好的教學效果。

5.2 對最近發展區理論的理解

維果斯基的最近發展區中的現實的發展水平和潛在的發展水平是指圖中橢圓的邊界，而不是整個區域，內部兩個橢圓之間的區域才是最近發展區。高中生物學是一門探究性較強的學科，要求學生具備一定的探究能力，而很多學生由于種種原因，生物學習和實驗能力較低，因此在高中生物支架式教學中，支架的搭建要以學生的現實水平為出發點，基于最近發展區，目標是達到學生的潛在發展水平，并不要求一定達到理想的潛在發展水平，但是教學希望在最近發展區走得更遠。

參考文獻:

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