生物課堂教學運用支架理論案例分析

筆者近期旁聽了某校招聘高中生物教師的一節試講課，試講者為一重點高校的碩士生，課題為“神經調節之興奮的傳導”，課后筆者與試講者交流，試講者談到他在本節課里運用了支架理論，于是，筆者特意查閱了支架理論的相關資料，并對該節課的部分課堂實錄進行了分析。

一、“興奮的傳導”之課堂實錄及支架類型

教師：用課件展示神經元、神經纖維的結構，并請學生參照圖片到講臺上復習相關知識。然后用課件展示“興奮的傳導過程”，提示學生注意觀察。相鄰的學生可以討論興奮產生過程。【情境支架】

學生：觀看動畫并討論得出：在細胞未受刺激時，也就是靜息狀態時……（思路清楚，略）

學生：當神經纖維某一部位受到刺激時，膜上的Na+離子載體通道蛋白被激活，Na+離子通透性增強，大量Na+離子內流，然后……（思路不清楚，略）

教師：引導學生具體分析興奮傳導的過程并分步演示興奮在神經纖維上傳導的動畫。【情境、探究支架】

學生：靜息時，由于K+離子外流，膜內電位為負、膜外電位為正。由于Na+離子內流，興奮部位膜內外迅速發生了一次電位變化，膜外由正電位變為負電位，膜內則由負電位變為正電位。

教師：引導學生分析并討論，鄰近未興奮部位仍然維持原來的外“正”內“負”，那么，興奮部位與原來未興奮部位之間將會出現怎樣變化？【問題支架】

此時學生沉默不語。

教師提示：試用物理電學知識來解釋這個問題，并就膜外和膜內情況分別說明。【建議支架】

學生：在神經纖維膜外興奮部位與鄰近的未興奮部位之間形成了電位差，于是就有了電荷的移動。在細胞膜內的興奮部位與鄰近的未興奮部位之間也形成了電位差，也有電荷的移動，這樣就形成了局部電流。

學生：電流在膜外由未興奮部位流向興奮部位，在膜內則由興奮部位流向未興奮部位，從而形成了局部電流回路。

教師闡述：這種局部電流又刺激相鄰的未興奮部位發生上述同樣的電位變化，又產生局部電流，如此依次進行下去，興奮不斷向前傳導，而已經興奮部位又不斷依次恢復原靜息電位。興奮就按照這樣的方式沿著神經纖維迅速向前傳導。

教師：完整演示動畫并讓學生歸納和復述興奮的傳導過程。【拆除支架】

學生歸納并總結：

興奮傳導過程：刺激→膜電位變化→電位差→電荷移動→局部電流→產生興奮傳導。

興奮在神經纖維上傳導的實質：膜電位變化→局部電流，傳導方向為膜內電流方向。

教師：我們分析了當興奮從樹突經胞體傳向軸突時的傳導方向，如果在一條離體神經纖維中段施加一適宜刺激，傳導方向又是怎樣呢？【探究支架】

教師再次提示：從物理角度來思考這個問題。【建議支架】

學生：興奮部位與兩側未興奮部位都存在電位差，所以刺激神經纖維上任何一點，所產生的沖動均可沿著神經纖維向兩側同時傳導。

學生：得出“興奮在神經纖維上的傳導特點是雙向性”的結論。

教師：出示2010年江蘇高考生物第13題。

下圖為反射弧結構示意圖，相關敘述中錯誤的是（ ）。【范例支架】

A.伸肌肌群內既有感受器也有效應器

B.b神經元的活動可受大腦皮層控制

C.若在Ⅰ處施加一個有效刺激，a處膜電位的變化為：

內負外正→內正外負→內負外正

D.在Ⅱ處施加刺激引起屈肌收縮屬于反射

【教學過程】

教師：本題以反射弧示意圖為載體考查反射弧結構識別及神經調節等，按學習小組進行討論，并派代表發言。

第一小組代表：從圖示可看出，傳入神經和傳出神經均與伸肌相連，所以伸肌肌群中含有感受器和效應器。A項正確。

第二小組代表：b為該反射弧位于脊髓的神經中樞，肌肉伸縮反射活動受大腦皮層控制，而大腦皮層通過控制低級反射中樞來實現其控制功能。B項正確。

第三小組代表：Ⅰ處受刺激后，產生興奮傳導到a處，a處由靜息電位（外正內負）變為動作電位（外負內正），然后恢復靜息電位（外正內負）。C項正確。

第四小組代表：在Ⅱ處施加刺激引起的屈肌收縮不屬于對外界刺激產生的反應，該過程沒有通過整個反射弧完成，因此不屬于反射。D項錯誤。

教師：總結。【拆除支架】

二、案例中支架理論的運用分析

在學生已經具有的相關生物學知識和能力的“實際發展水平”與需要解決的“興奮的傳導”的“潛在發展水平”之間存在相互交錯的“最近發展區”，在這個已知和未知之間、能夠勝任與不能勝任之間，需要支架才能完成。支架理論就是基于強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構，教師的“教”則是一個必要的“支架”，支持學生不斷地建構自己，不斷建造新的能力，隨著學生探究技能的提高，教師的引導逐步減少，“支架”逐步撤離。

“興奮的傳導”研究的是生命活動的本質規律，微觀、抽象，很難理解。在課前教師顯然已經充分研究了教材。本節課的教學選擇了搭建支架的合適方法——探究、討論，還選擇了適當的支架材料和手段——圖片、動畫，且支架方案設計得很好。該試講教師充分利用現代信息技術與學科的整合，從微觀到宏觀，從抽象到具體，創設情境支架，幫助學生突破難點。在教師創設的情境中，學生在教師的指導下獨立思考和合作探究。為了讓學生能盡快通過“最近發展區”，教師不斷適時地給學生搭建問題支架、探究支架和建議支架，充分體現了引導者的身份。當然，在“刺激→膜電位變化→電位差→電荷移動→局部電流→產生興奮傳導”的過程中，教師變換支架的同時也在不斷地拆除和重建。

本節的最后內容是教師呈現的例題，這既是對學生“潛在發展區”演變程度的考查，又是給學生提供解決問題的范例支架，使學生在知識和能力上得到顯性的提高。

三、支架實施的反思

當前，各學校都在提倡開放式教學，在課堂上讓學生大膽地猜想，大膽地操作，但實踐中卻發現有一些教學環節，如果直接讓學生去做、去想，學生往往卡在那里，不知所措。而當教師搭建了某個支架后，學生就容易找到答案和辦法，“興奮的傳導”這節課的教學就是很好的例子。所以，搭建支架的前提就是要充分了解學生，了解學生可能遇到的困難，這樣搭建的支架才更有效，同時也體現了在教案中任務分析的重要性。

在不同的課堂中，不同的學生對同一個問題會有不同的想法，不能生硬地讓學生一定按照教師的思路走，只有利用了學生在課堂上的生成，才能激發學生的學習熱情和動力。目前有不少學校的班級人數較多，因為學生存在多元化，在同一個班級會形成多重的最近發展區，這給實施支架式教學造成了很大的困難，這些問題都需要教師思考和解決。

支架理論雖然在很大程度上反映了新一輪課程改革的趨勢和理念，但教師不能簡單地用支架教學模式去取代或否定傳統的教學模式。例如，對于一些較簡單的知識技能，用傳統的教學方法就可以達到教學目標，沒有必要畫蛇添足去搭建支架，如果不分時間和場合而提供學習支架，只會對學生的學習起阻礙作用，不利于提高學生的學習能力。因此，應在學生需要幫助時才提供合適的學習支架，學習支架的提供要恰到好處，而且在知識的形成過程中要根據學生學習的實際情況逐漸重建、減少或拆去支架。總之，提供支架的教學目的就是提高課堂效率，同時有利于學生的長遠發展。

(責任編輯 廖銀燕）