高中生物学支架式教学的应用.pdf

学科探索592023年5月 102023/10（总第608期）孟志龙/太原师范学院生物系，讲师，博士，从事学科教学（生物）研究；张琪/太原师范学院教育学院，从事学科教学（生物）研究（晋中 030619）【基金项目】太原师范学院研究生教育教学改革研究课题“Seminar教学法在研究生课程中的应用与创新”（SYYJSJG2107）高中生物学支架式教学的应用孟志龙张琪【摘要】教师为学生建构有利于理解知识的学习支架，可促使学生更深入内化知识，最终实现自主探索。文章应用支架式教学模式，以人教版高中生物学选择性必修2第3章第2节“生物与环境：生态系统的能量流动”一节课为例，通过“教师预设课堂，合理搭建支架；教师创设教学情境；学生进行独立探索；小组协作、交流互动；评价学习效果”五个基本环节，探索更高效的教学模式。【关键词】支架式教学高中生物学教学现状策略研究【中图分类号】G633.91【文献标识码】A【文章编号】1002-3275（2023）10-59-04一、支架式教学概述（一）定义“支架”是引申最初用在建筑行业的专业用语“脚手架”，在教学中主要指在学生学习过程中遇到难题时能够给予帮助的“桥梁”。1支架式教学是指教师在教学中以学生为主体、以学生已有知识水平为起点、以培养学生的知识技能和创新能力为目的，为学生建构一个有利于理解知识的学习支架，以便学生能更深入内化学习内容，进一步发掘学生的潜能，最终使学生实现自主探索。支架式教学主要将学生置于课堂主体地位，而教师的角色转变为指导者、引导者，构建合作、交流、研讨、竞争的课堂，使学生的主动性、积极性、创造性得以发挥，最终使学生整体素质得以提高。有学者提出，支架式教学的基本环节包括“预热”“探索”“独立探索”2三个环节。还有学者提出支架式教学由“搭脚手架”“进入情境”“独立探索”“协作学习”“效果评价”3五个环节。（二）理论基础支架式教学的直接理论基础为维果斯基的最近发展区理论。该理论指出，学生存在两种发展水平：一种是学生对于教师指派的智力任务，能够独自完成并表现出来的已有发展水平；另一种是学生未能独自达成任务目标，但经过教师帮助、小组协作、自身努力之后，智力可以进入更高一层次的潜在发展水平，而最近发展区正是介于两者之间。教师要以学生的最近发展区为教学依据，向学生提供较难内容的同时，建构一个能够促进学生智力提高到更高层次的概念体系，帮助学生建立起对所学内容的认知，超过他们的最近发展区，以达到下一层次的发展水平。二、支架式教学应用存在的问题（一）部分教师对相关理论研究和实践较少，未能理解其核心目前，支架式教学未大规模在高中生物学课堂中应用，少部分教师仍难以改变灌输式教学，忽视了学生核心素养的培养，使学生被动接受知识，导致教学理论逻辑与生活实际逻辑背道而驰。在课程改革背景下，教师逐步意识到改进教学模式的重要性，但是一些教师对相关理论研究不了解、理解不深入，还有一些教师尽管了解相关理论，但缺少实践。这些现象都导致教师未能理解支架式教学的核心。JICHU JIAOYU YANJIU60孟志龙张琪高中生物学支架式教学的应用（二）情境创设流于形式，缺乏真实性首先，一些教师出于安全问题和时间问题的考虑，较少带学生动手实验，探索生活现象。在支架式教学中，脱离生活实际的情境，容易缺失真实感。其次，一些教师在创设情境之后并没有进行有效指导，导致教学现场无组织、无秩序，学生也无法有效利用情境加强知识学习。最后，一些教师在情境中不注重情感引导，没有发挥情境的作用。（三）受课堂时间限制，缺乏有效的独立探究在支架式教学中，独立探究环节十分重要，但一些教师认为学生在课堂上独立探究会占据大量时间且效率低下，因此尽量压缩课堂上独立探究的时间，并将这一环节安排到课后进行，对学生独立探究不够重视。学生因缺乏时间和有效指导，难以形成自己的思路，能力水平也没有得到提高，从而使支架式教学未发挥出其应有的效用。（四）评价机制尚不完善支架式教学中的评价应以学生为主体，且注重学生的表现性评价。首先，由于高中生时间紧张、压力大，并且没有掌握评价标准和方法，于是部分教师很少采取小组评价和学生自评的方式。其次，部分教师主要利用考试考核的方式进行终结性评价，有时加以口头点评，侧重考查学生对知识的记忆和理解，忽视对学生的发展情况进行过程性评价。这种不完善的评价机制无法全面、准确地对学生的学习效果进行评价。三、课堂教学中有效实施支架式教学的策略研究（一）接受、适应支架式教学模式支架作为一种概念框架，有助于促进学生进一步理解知识，并辅助学生解决问题、进行意义建构，支架式教学就是要使教学源于教材的同时更优于教材。要想在课堂高效运用支架式教学，首先师生要准确理解支架的含义并转变观念，接受并适应支架式教学模式，这对教师和学生都提出了要求。在支架式教学中，教师应拥有丰富的学识和掌握优秀的教法，通过观摩应用支架式教学模式的优质课，不断吸收先进教学思想，并通过融入支架式教学模式，使教学更具创新性和有效性。而学生要认识到自己是课堂的主体，在课堂中积极表现，充分发挥主观能动性，建构自己的知识体系，吸收、内化知识，提升自己的认知能力、构建能力、问题解决能力和实践能力等。（二）在最近发展区内合理设置动态性、渐撤性的支架个体之间在认知水平和能力上会呈现一定的差异，在班级教学中不可避免地会出现最近发展区多重性，因此在学生原有知识水平和能力基础上搭建支架尤为重要。由于原有的知识基础是新知识的起点和生长点，因此教师在教学中尤其要重视了解学生的知识基础。教师可以在课前根据学生的原有认知和前概念进行课堂预设，利用知识之间的因果逻辑关系为学生搭建符合学习主题和最近发展区要求的学习支架，引导学生按照一定程序进行学习、探究，对当前所学内容进行意义建构。学生在这个过程中是主体，教师则要细致观察学生的每一个反应，并通过为学生提供范例或工具、提出问题或给予建议的方式建构支架，为学生提供思路的同时启迪思维。且教师在一节课的教学中并非只能选择一种支架，为达到更优教学效果可以采用多种支架。同时，教师要灵活变通，根据学生的反应动态调整支架，注意搭建与撤除支架的适时性，在恰当的时机提供支架，在帮助学生建构知识和经验之后逐渐撤离支架。4（三）创设具有真实性和指向性的教学情境学生的求知欲、学习动机、学习兴趣对于达成良好的教学效果至关重要，这就需要教师为学生创设合适的具有真实性、指向性的情境，将学生带入可以发现问题、解决问题的情境中，将更有利于深度学习的开展。生物学是一门贴近自然生活的学科，自然生活中的许多现象都与生物学有着密不可分的关联，如雨后蚯蚓爬出土里、一些植物盆景不能放在室内、夏天放久的果蔬和肉易腐烂、做饭时厨房可能出现“白气”“赤潮”现象等。这些问题都是学生在现实生活中可能遇到的，并且与生物学息息相关。教师应从学生生活实际出发，创设能够指向解释并解决与生活有关的生物问题的教学情境。（四）加强教学中的交流互动创设互动情境有助于学生理解知识，对于学生建构知识、进行高水平学习起着关键性作用。为避免某些学生产生“搭便车”的惰性思维，从而导致课堂活动流于形式，教师在互动过程中应积极动员学生主动参与。对此，教师在小组活动过程中要进行巡视，仔细观察每一个学生的反应，为学生提供及时的帮助，并对发现的问题及时采取措施。教师还要有意识地培养学生的沟通交流能力，使学生敢于、善于和他人交2023年5月 1061孟志龙张琪高中生物学支架式教学的应用往。学生要积极主动地与教师以及其他同学进行交流和沟通，阐述自己对知识的理解，从而在交流中获得进步。（五）多元化评价主体与评价方式评价对于促进学生自我教育和自我发展具有重要作用，教师应在引导学生围绕自主学习能力、协作学习表现、意义建构成效等方面展开效果评价。课程改革倡导发挥评价的激励与促进作用，支架式教学更加注重学生情感态度发展。6评价支架式教学应采用多种方式，从多角度科学有效地结合学生自我评价、学生相互评价、教师评价，在他人批评与自我批评中、他人表扬与自我表扬中，客观评定学习效果。评价要及时、真实、诚恳，并具有针对性，且应多以鼓励为主；要以促进学生发展为目的，在激发学生学习兴趣、增强学习自信的同时，让学生更加明确接下来的学习方向。另外，客观真实的评价能为教师提供教学反馈，让教师更加清楚每个学生的学习情况和学习需求，以便适时调整教学内容与方法，从而收获更好的课堂教学效果。四、高中生物学教学应用支架式教学模式的过程设计本文以人教版高中生物学选择性必修2第3章第2节“生物与环境：生态系统的能量流动”为例进行教学过程设计，具体实施过程由“教师预设课堂，合理搭建支架；教师创设教学情境；学生进行独立探索；小组协作，交流互动；评价学习效果”五个基本环节组成（见图1）。图1高中生物学教学应用支架式教学模式的过程（一）教师预设课堂，合理搭建支架1预设课堂本节课涵盖了“能量流动的过程”“能量流动的特点”“生态金字塔”“研究能量流动的实践意义”四个内容，是“生态系统的结构”后的内容，与必修1学过的ATP、细胞呼吸以及光合作用等新陈代谢知识密切相关，又衔接了后续要学习的“生态系统的物质循环”和“生态系统的稳定性”两部分知识。在知识学习方面，学生通过必修1的学习已具有一定的知识储备，并且通过物理学习，已经形成了“能量传递”“能量守恒”等相关概念，但对于教材中“摄入量”“同化量”“生长发育繁殖的能量”的概念容易辨别不清，需要教师着重进行讲解。在认知方面，高中生已经具备了自主学习、问题分析与讨论的能力，因此可在教师讲解了“能量流动”的概念并联系新陈代谢相关内容后，让学生自主探究每一个营养级的能量流动，再在教师的讲解点拨下，小组合作绘制能量流动过程图。为避免无效探究和无效协作，教师全程进行巡视观察，维护秩序并适时给予有效指导。需要注意的是，部分高中生的逻辑思维发展尚不完善，仍需教师提供一些感性材料辅助学习，可以进行以下操作：以“草兔老鹰”这一典型的草地生态系统食物关系链，探究生态系统能量流动的起点、传递与去路；通过定量分析赛达伯格湖能量流动示意图，归纳能量流动的特点；多媒体展示各类型农业生态模式图，让学生感悟研究能量流动的意义。为调动学生学习热情，教师还创设“孤岛生存”的趣味情境，针对学生的学情差异分层设计问题。在情境中，教师要灵活地运用自身丰富的教学经验，采取恰当、多样化的方式应对教学过程可能会出现的意外情况。2搭建支架首先，为了学生自主探究或小组协作的顺利进行，教师可以提供合理的建议支架，例如在学生进行每一个营养级的能量来源与去向的分析时，教师给出联系新陈代谢相关知识的提示；在学生定量分析赛达伯格湖能量流动示意图时，教师给出仅从每一个营养级总流入与总流出的能量多少进行分析的建议。其次，为了能使学生深入思考和解决问题，教师要从多个层次、多个角度出发，搭建问题支架。例如在学生绘制每两个营养级之间的能量流动示意图时，教师提出问题：一株草的能量来源和去路是什么？来源是光合作用有机物总产量中的化学能还是净产量中的化学能？在学生定量分析赛达伯格湖能量流动示意图时，设计问题串：总共输入该生态系统的能量有多少？生产者的能量都有哪些去路？植食性JICHU JIAOYU YANJIU62孟志龙张琪高中生物学支架式教学的应用动物和肉食性动物的同化能量有多少？能量去路都有哪些？未利用的能量是什么能量？第一营养级的能量传递到第二营养级的能量效率为多少？最后，为了让学生系统把握生态系统能量流动的过程和特点，教师可以利用流程图与表格搭建图表工具支架。为帮助学生感悟“研究能量流动的实践意义”，教师可以利用多媒体展示各类型农业生态模式，以搭建多媒体工具支架。（二）教师创设教学情境教师创设“孤岛生存”情境时提问：同学们在小学语文学习过鲁滨逊漂流记，假设现在你也流落到了一个荒岛上，那里有饮用水却没有可以充饥的食物。你有的食物只是一只母鸡和15千克玉米。那么你觉得为了争取更多的时间来等待救援应该选择怎样的生存策略：A.先把鸡吃掉，最后吃玉米。B.先吃玉米，并且拿一部分玉米喂鸡，然后吃鸡孵化出的蛋，最后再吃掉鸡。大部分学生选择B。在学生积极发表各自看法后，教师先不揭晓正确答案，而是让学生带着疑问进入新课学习，充分激发学生的求知欲。（三）学生进行独立探索教师在引出“能量流动”的概念后，引导学生围绕熟悉的食物链“草兔老鹰”进行探究，并提出问题：一株草的能量来源和去路是什么？来源是光合作用有机物总产量中的化学能还是净产量中的化学能？引导学生联系细胞呼吸、光合作用以及总光合产量、净产量等已有知识得出：光合作用有机物中的化学能减去细胞呼吸消耗的化学能即得出一株草所储存的能量。再追问每一个营养级的能量流动是怎样的，并给每个学生 3 分钟时间自行在纸上绘制示意图。（四）小组协作、交流互动教师先提出问题：如何将草和兔、兔和老鹰两两之间存在的捕食关系的能量来源与去路联系起来？再根据组内异质、组间同质的原则，让学生分组进行讨论并绘制纸质图，5分钟后由小组代表展示讲解。在此期间，教师巡视、观察每个小组讨论、画图的情况，并根据学生差异分层指导，同时挑选出观点具有代表性的小组，让他们进行发言，对学生辨别不清的“摄入量”“同化量”“生长发育繁殖的能量”等概念进行重点讲解。教师带领学生共同构建完整、精确的生态系统能量流动示意图。接着，引导学生对教材第 56 页赛达伯格湖能量流动示意图进行定量分析，设计问题串：总共输入该生态系统的能量有多少？生产者的能量都有哪些去路？植食性动物和肉食性动物的同化能量有多少？能量去路都有哪些？未利用的能量是什么能量？第一营养级的能量传递到第二营养级的能量效率为多少？引导学生进行分析与探究。小组最终用表格的形式整理图中数据，分析得出每两个营养级之间能量传递效率为10%20%。教师再引导学生总结归纳生态系统能量流动具有单向传递和逐级递减两个特征。再回到课堂中的“荒岛求生”问题情境中，解释答案为A的理由。最后，教师用多媒体展示各类型农业生态模式，师生共同探讨交流，总结“研究能量流动的实践意义”。（五）评价学习效果在评价环节，教师可以通过课堂提问，观察学生在独立探索和小组合作学习中的表现，并根据本节课的教学目标设计适当的习题进行纸笔测验，结合多种方式进行全面评价。还可以告知学生评价标准与方法，鼓励学生自评和小组互评。支架式教学法是一种基于最近发展区的综合性教学理论和方法，近几年在国内外教学实践中取得显著成效。教师在高中生物学教学中恰当地运用支架式教学，能有效地帮助学生提高学习效率、培养学习兴趣、激发潜能。在课程改革背景下，教师在教学中要更多地关注学生的“学”，根据学生的认知规律，在情境学习、合作学习中引导学生自主展开探究，增强生物学的学习效果。通过支架式教学帮助学生自主解决问题，使学生从被动地接受知识转变为主动地对知识进行探索，从而充分理解和运用知识，成为知识的发现者和创造者。【参考文献】1 王华数学问题讨论过程中“支架”的设置与拆除 J 教育理论与实践，2008（14）：57.2张建伟，陈琦从认知主义到建构主义J 北京师范大学学报（社会科学版），1996（4）：80.3何克抗建构主义的教学模式、教学方法与教学设计J 北京师范大学学报（社会科学版），1997（5）：76.4盛艳，张伟平从系统方法的视角看支架式教学的实践J 当代教育科学，2011（20）：39.5于革华，徐桂娟支架式教学模式在临床护理教学中的应用J 齐鲁护理杂志，2008，14（23）：95.6王舐红支架式教学模式下高一物理课堂设计与实践D 上海：上海师范大学，2011：17.