基于GRR支架式教學(xué)框架的單元教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1GRR支架式教學(xué)框架和單元教學(xué)

GRR支架式教學(xué)框架，又稱“扶放有度”支架式教學(xué)框架，是一個綜合性的教學(xué)模式，該框架融合了皮亞杰的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與圖式理論、維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論、班杜拉的社會認(rèn)知理論，以及伍德、布魯納、羅斯等學(xué)者對支架式教學(xué)的深入研究成果。該框架主要由四個階段構(gòu)成：教師示證（FocusInstruction）、教師輔導(dǎo)（GuidedInstruction）、同伴協(xié)作（CollaborativeLearning）與獨立學(xué)習(xí)（IndependentLearning）。由于GRR支架式教學(xué)框架能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)責(zé)任的漸進(jìn)式轉(zhuǎn)移，并在教學(xué)實踐中取得顯著成效，該框架已得到美國視導(dǎo)與課程發(fā)展協(xié)會（ASCD）的廣泛推廣，并逐漸發(fā)展為一種成熟的教學(xué)模式。]

單元教學(xué)作為實現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的基本教學(xué)組織形式，其整體設(shè)計與實施對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培育具有至關(guān)重要的作用。2然而，在實際教學(xué)中，一線教師常面臨以下問題：過分關(guān)注課時目標(biāo)，而忽視單元整體目標(biāo)的實現(xiàn)；偏重事實性知識，而忽視形成性知識的培養(yǎng)；僅滿足于教材內(nèi)容的基本講授，而未能利用教材進(jìn)行更深層次的教學(xué)的層面，即未能有效引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于解決真實情境中的實際問題。針對上述問題，本文以人教版普通高中教科書《生物學(xué)·選擇性必修 生物與環(huán)境》以下簡稱“教材\"第3章第1節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)\"為例，深入探討了如何運用GRR支架式教學(xué)框架開展單元教學(xué)，以期促進(jìn)學(xué)生真正實現(xiàn)學(xué)以致用，實現(xiàn)知識與實踐的深度融合。

2設(shè)計思路

為提升教學(xué)效果，本文綜合采用多種教學(xué)策略，旨在激發(fā)學(xué)生的參與積極性，促進(jìn)其在知識構(gòu)建、合作探究、語言表達(dá)以及總結(jié)歸納等方面能力的提升，進(jìn)而實現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。3基于此，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計遵循以下邏輯框架展開。

教師課前布置“設(shè)計制作生態(tài)缸并觀察其穩(wěn)定性\"的探究實踐活動，其成果不僅是本節(jié)課的關(guān)鍵教學(xué)資源，還為整個單元的教學(xué)進(jìn)程提供了有力支撐。通過教師精心設(shè)計的一系列遞進(jìn)式問題，學(xué)生逐步深化對生態(tài)系統(tǒng)本質(zhì)的理解。隨后，教師圍繞“如何分析生態(tài)缸這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)\"這一核心議題，組織學(xué)生開展探究評價活動。在此過程中，學(xué)生通過對生態(tài)缸組分的分析、歸類以及組分間聯(lián)系的討論，初步構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步參與閱讀思考、分組討論等多樣化的學(xué)習(xí)活動，深入探討生態(tài)系統(tǒng)組分的功能及其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過設(shè)想將不同生態(tài)缸中的生物組分構(gòu)成復(fù)雜的食物網(wǎng)，并與天然池塘生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，從而更加深刻地理解食物網(wǎng)復(fù)雜性對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要作用。

最后，學(xué)生結(jié)合視頻“飛向月球”中介紹的生態(tài)缸案例，探討建立太空生態(tài)系統(tǒng)的可行性問題，即如何最大限度地維持生態(tài)缸的長期穩(wěn)定運行。

這一過程充分展現(xiàn)了GRR教學(xué)框架中對學(xué)生獨立學(xué)習(xí)能力的高標(biāo)準(zhǔn)要求，同時整個教學(xué)設(shè)計既遵循了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又實現(xiàn)了科學(xué)思維的訓(xùn)練目標(biāo)，有效推動了關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的單元教學(xué)進(jìn)程。

3教學(xué)目標(biāo)

（1）依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的組分，獨立設(shè)計并制作反映

生態(tài)系統(tǒng)基本特征的生態(tài)缸。（2）建立生態(tài)系統(tǒng)的基本概念，并能結(jié)合生活中

的實例進(jìn)行辨析。（3）對生態(tài)缸的各組分進(jìn)行詳細(xì)介紹，分析并概

括生物與生物之間、生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系，進(jìn)

而構(gòu)建并不斷完善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。（4）基于已構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步完

善對生態(tài)系統(tǒng)的理解，并通過生態(tài)缸實例，建立食物

鏈和食物網(wǎng)的概念，理解其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。（5）依據(jù)已建立的生物學(xué)概念和結(jié)構(gòu)模型，形成更

加完整的生命觀念，并能運用這一觀念來解釋生物學(xué)事

實和生產(chǎn)生活中的實例；踐行青山綠水的環(huán)保理念，將

所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際行動，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

4教學(xué)過程

4.1創(chuàng)設(shè)真實情境，用問題驅(qū)動學(xué)習(xí)，建立生態(tài)系統(tǒng)概念

教師借助一系列精心篩選的圖片，生動描繪內(nèi)蒙古東北部大興安嶺與呼倫貝爾草原交界地帶的獨特生態(tài)景觀。該區(qū)域因一條河流的自然分隔，形成了截然不同的草原生物群落與森林生物群落。教師適時拋出問題，帶領(lǐng)學(xué)生探究同一地理區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)不同群落的原因，以及其背后的環(huán)境原因。經(jīng)過深入思考，學(xué)生能夠識別出氣候、水分等環(huán)境因素可能是導(dǎo)致這種群落差異的關(guān)鍵因素。

在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到，在生態(tài)缸的研究中，生物之間的相互關(guān)系固然重要，但生物與非生物環(huán)境之間的相互作用同樣不可忽視。結(jié)合人教版普通高中教科書《生物學(xué)·選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》中關(guān)于“生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次\"的知識，學(xué)生能夠深入理解生物群落與無機(jī)環(huán)境共同構(gòu)成了一個更高層次且統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)，這一認(rèn)識為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。通過這一探討，學(xué)生不僅逐步揭示了生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)，還促進(jìn)了生物學(xué)概念的構(gòu)建，形成了結(jié)構(gòu)與功能觀、生命系統(tǒng)觀等重要的生命觀念，這些觀念的形成將為學(xué)生未來的學(xué)術(shù)探索提供堅實的理論支撐。

隨后，教師對生態(tài)系統(tǒng)的范圍進(jìn)行簡明扼要的闡述，并提出問題：沙溪河、虎頭山以及三明市區(qū)分別對應(yīng)哪種類型的生態(tài)系統(tǒng)？學(xué)生經(jīng)過思考后能夠準(zhǔn)確回答：這些地點分別屬于淡水生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)和城市生態(tài)系統(tǒng)。

為了增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，教師利用多媒體展示生物圈、森林、草原、荒漠、城市、農(nóng)田等多種生態(tài)系統(tǒng)的圖片，并著重介紹其中最大的生態(tài)系統(tǒng) 一生物圈，以及一個具有特殊意義的微小生態(tài)系統(tǒng)一學(xué)生親手制作的生態(tài)缸。通過展示生態(tài)缸制作成果，教師簡要介紹生態(tài)缸的制作流程及近期生態(tài)缸內(nèi)生物種類和數(shù)量的變化情況，并引導(dǎo)學(xué)生思考：生態(tài)缸作為一個生態(tài)系統(tǒng)，包含哪些成分？學(xué)生介紹各自制作的生態(tài)缸，并詳細(xì)闡述其組分，包括植物、動物、泥沙（含微生物）、水、陽光、空氣等，同時繪制了組分之間的聯(lián)系圖，進(jìn)一步加深了對生態(tài)系統(tǒng)的理解。

設(shè)計意圖：本教學(xué)設(shè)計旨在通過探討群落差異的原因，引出環(huán)境因素對生物群落構(gòu)成的重要影響。其核心在于引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)識到，兩個生物群落之間的自然差異不僅源于生物間的相互作用，更在于生物與非生物環(huán)境之間復(fù)雜而微妙的相互關(guān)聯(lián)。這一認(rèn)識的形成將為學(xué)生構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的概念奠定堅實基礎(chǔ)，并促進(jìn)其對既有知識的回顧與整合。具體而言，本教學(xué)設(shè)計以學(xué)生親手制作的生態(tài)缸為切入點，將學(xué)生置身于一個生動、真實的生態(tài)情境中。教師通過一系列精心設(shè)計的問題鏈，巧妙地銜接起新舊知識，不僅有效導(dǎo)入了新課的學(xué)習(xí)，更極大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心與求知欲。這種以情境為引導(dǎo)、以問題為驅(qū)動的教學(xué)方式，不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能促進(jìn)學(xué)生主動思考、積極探索。

4.2開展探究活動，培養(yǎng)科學(xué)思維，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

教師提出問題：在生態(tài)系統(tǒng)中，各個生物體是如何獲取物質(zhì)與能量的？不同種類的生物在獲取物質(zhì)與能量的途徑上是否存在差異？基于已掌握的知識體系，學(xué)生進(jìn)行歸納整理：植物主要通過光合作用過程，利用光能、二氧化碳及水等原料合成有機(jī)物，進(jìn)而獲取所需的物質(zhì)與能量；動物則主要通過攝食其他動植物來獲取必要的物質(zhì)與能量；而微生物則通過分解動植物的遺骸及排泄物等有機(jī)物質(zhì)，來獲取其生存所必需的物質(zhì)與能量。此外，泥沙、水、空氣、陽光等非生物因素也為生態(tài)系統(tǒng)提供了不可或缺的物質(zhì)與能量基礎(chǔ)。

隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生運用箭頭、文字等符號工具，嘗試構(gòu)建生態(tài)缸中生物組分之間關(guān)聯(lián)性的圖解。在成功建立生物組分間聯(lián)系的基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步深入探究生態(tài)缸中生物組分與非生物組分之間的相互作用關(guān)系。學(xué)生基于生態(tài)缸中植物、動物、微生物獲取物質(zhì)與能量的具體機(jī)制，細(xì)致分析這些生物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能角色，從而得出植物作為生產(chǎn)者、動物作為消費者、微生物作為分解者的結(jié)論。接著，學(xué)生依據(jù)這些組分，初步構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型（見圖1），該模型清晰地展現(xiàn)了生態(tài)缸中各組分的相互作用與關(guān)聯(lián)，為深入理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能提供了有力支撐。

設(shè)計意圖：教師利用學(xué)生自制的生態(tài)缸，引導(dǎo)學(xué)生開展一系列有序的探究活動，旨在構(gòu)建對生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)模型的全面理解。探究活動的設(shè)計遵循了由淺入深的原則，緊密貼合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。在每個探究環(huán)節(jié)中，教師均對學(xué)生的回答給予及時且具體的評價，同時鼓勵學(xué)生之間開展相互點評，以此提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，促進(jìn)其在交流與合作中不斷深化對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識與理解。

4.3繼續(xù)探究活動，分析生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，完善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

為了深入探討動物園內(nèi)生物群落與生態(tài)系統(tǒng)的概念界定，教師提出了一系列問題：動物園里的動物和植物是否構(gòu)成一個群落？動物園能否被視為一個生態(tài)系統(tǒng)？學(xué)生通過深入思考與討論，得出以下結(jié)論：動物園中的全部生物并不能簡單地被視為一個群落，若不同種類的動物被分隔飼養(yǎng)，它們之間缺乏內(nèi)在的聯(lián)系與相互影響，無法形成一個有機(jī)的整體。同理，動物園內(nèi)的全部動物與植物之間也缺乏相互依存與相互影響的關(guān)系，因此也不能構(gòu)成一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。

在此基礎(chǔ)上，教師結(jié)合學(xué)生的回答，進(jìn)一步提出問題：生態(tài)系統(tǒng)各組分之間的聯(lián)系示意圖（見圖2）中的字母a、b、c、d分別代表什么？這一問題旨在引導(dǎo)學(xué)生深人理解生態(tài)系統(tǒng)各組分的構(gòu)成及其相互關(guān)系，從而進(jìn)一步鞏固和深化學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)概念的理解。

在學(xué)生回答完前述問題后，教師進(jìn)一步追問：字母e所代表的關(guān)系是什么？基于學(xué)生指出的捕食關(guān)系，教師順勢引入了初中階段學(xué)習(xí)過的食物鏈、營養(yǎng)級和食物網(wǎng)等核心概念。隨后，教師要求學(xué)生根據(jù)各自制作的生態(tài)缸中存在的捕食關(guān)系，繪制出一條具體的食物鏈。

針對學(xué)生繪制的食物鏈，教師提出以下問題：水草在食物鏈中處于哪個營養(yǎng)級？肉食性魚又屬于哪一級的消費者？根據(jù)學(xué)生的回答，教師進(jìn)行相應(yīng)的板書記錄。

為了深化學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解，教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考：如果將所有學(xué)生的生態(tài)缸組分整合到一個缸中，其穩(wěn)定性是否會有所提升？為什么？通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，教師得出結(jié)論：錯綜復(fù)雜的食物網(wǎng)能夠使生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定。

在師生互動的過程中，教師不斷引導(dǎo)學(xué)生完善生態(tài)缸

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，并最終形成了如圖3所示的模型圖示，這一過程不僅加深了學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解，也促進(jìn)了其科學(xué)思維的發(fā)展。

生態(tài)系統(tǒng)

設(shè)計意圖：在探究活動的后續(xù)階段，教師利用學(xué)生自制的生態(tài)缸作為教學(xué)工具，進(jìn)一步加深學(xué)生對食物鏈和營養(yǎng)級等核心概念的理解。學(xué)生在完成生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過這一實踐環(huán)節(jié)，不僅能夠鞏固和深化既有知識，還能補(bǔ)充和完善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，從而達(dá)成構(gòu)建科學(xué)模型的思維訓(xùn)練目標(biāo)。這一過程不僅鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力，還使其深刻體會到知識體系處于不斷發(fā)展和修正的動態(tài)過程，鼓勵學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中保持開放和批判性的思考態(tài)度。

4.4探討食物網(wǎng)對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)

在教學(xué)過程中，教師首先展示某池塘生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)示意圖，并引導(dǎo)學(xué)生將其與自制的生態(tài)缸食物網(wǎng)進(jìn)行對比分析，旨在引發(fā)學(xué)生思考哪個食物網(wǎng)所在的生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。通過細(xì)致觀察與比較，學(xué)生發(fā)現(xiàn)池塘生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)相較于生態(tài)缸中的食物網(wǎng)更為復(fù)雜，并得出結(jié)論：在食物網(wǎng)中，若某個物種減少或消失，其在食物鏈中的位置可以由同一營養(yǎng)級的其他生物所替代。學(xué)生進(jìn)一步分析表明，若食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)過于簡單，某個物種的減少或消失將直接導(dǎo)致食物鏈斷裂；而食物網(wǎng)若足夠復(fù)雜，同一營養(yǎng)級的生物種類將更加豐富，從而能夠在一定程度上緩解由于某一物種減少帶來的生態(tài)壓力，因此，食物網(wǎng)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)展現(xiàn)出更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

隨后，教師布置課后思考任務(wù)，要求學(xué)生比較各組制作的生態(tài)缸的穩(wěn)定性差異，并嘗試探究其原因。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生還須思考如何提高生態(tài)缸的穩(wěn)定性，并在組內(nèi)進(jìn)行反饋評價，討論并提出生態(tài)缸的改進(jìn)方案。同時，學(xué)生需要繼續(xù)觀察生態(tài)缸，撰寫心得體會，以深化對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解。

在教學(xué)設(shè)計的最后環(huán)節(jié)，教師播放“嫦娥四號”搭載的“生態(tài)缸”相關(guān)視頻，并介紹未來宇宙空間站和月球基地的人工生態(tài)系統(tǒng)。這一舉措不僅拓寬了學(xué)生的視野，更激勵其將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，實現(xiàn)了知識的遷移與拓展。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過將自制的簡單生態(tài)系統(tǒng)與復(fù)雜的自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行對比，深人思考并比較兩種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差異，進(jìn)而認(rèn)識到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與食物網(wǎng)復(fù)雜程度之間的密切關(guān)系。通過這一過程，學(xué)生不僅加深了對知識的理解，還提升了探究實踐能力，并滲透了結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等重要生物學(xué)觀念，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了堅實基礎(chǔ)。同時，教師通過引入前沿科技實例，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，為其全面發(fā)展提供了有力支撐。

5教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計圍繞兩大核心主線展開：一是明線，聚焦生態(tài)系統(tǒng)的組分與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的深入剖析；二是暗線，通過學(xué)生親身參與生態(tài)缸的設(shè)計與制作過程，依據(jù)生態(tài)缸內(nèi)部各組分的相互聯(lián)系，逐步構(gòu)建并完善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。這兩條主線相輔相成，共同構(gòu)成了本節(jié)課教學(xué)的主體框架。

在GRR支架式教學(xué)模式的指導(dǎo)下，本節(jié)課以“設(shè)計和制作生態(tài)缸”為任務(wù)核心，通過教師的示范與輔助，引導(dǎo)學(xué)生在小組合作中完成生態(tài)缸的制作。課堂上，一系列精心設(shè)計的問題串與探究活動不僅幫助學(xué)生獲得了更加清晰、準(zhǔn)確的生態(tài)系統(tǒng)概念，還促進(jìn)其運用所學(xué)知識解決真實情境中的問題。

通過構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，本節(jié)課為后續(xù)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞等功能以及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)奠定了堅實基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)了對一個相對完整知識單元的有效學(xué)習(xí)。這一教學(xué)設(shè)計不僅達(dá)成了單元整體設(shè)計與教學(xué)實施的目標(biāo)，還有效達(dá)成了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本教學(xué)要求。

此外，本節(jié)課在GRR支架式教學(xué)模式的引領(lǐng)下，始終堅持立德樹人的教育理念，充分體現(xiàn)了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》與教材的要求。筆者以學(xué)生為中心，通過生態(tài)缸的制作活動，關(guān)注學(xué)生的生活實際與能力提升，堅持理論聯(lián)系實際，促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展。在教學(xué)過程中，環(huán)保知識的滲透，不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，還較好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。教師通過學(xué)生身邊的實例，幫助學(xué)生深入理解和把握生物學(xué)概念，為其形成更高層次的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]道格拉斯·費希爾，南希·弗雷.扶放有度實施優(yōu)質(zhì)教學(xué)[M].徐佳燕，張強(qiáng)，譯.福州：福建教育出版社，2019：1-8.

[2吳曉霞，于可欣，丁海東.基于建構(gòu)一致性的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計—以\"細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”為例[J].中學(xué)生物教學(xué)，2023（20）：60-63.

[3]李娜.“群落與非生物環(huán)境組成生態(tài)系統(tǒng)”的探究體驗式教學(xué)設(shè)計[J.生物學(xué)教學(xué)，2023，48（5）：46-48.