构建探究框架有效生成概念.docx

构建探究框架 有效生成概念
                                             西安市新城区教育局教研室（710004） 高峰英
    摘 要  在初中生物学探究活动教学中，以逻辑联系来构建探究框架，可实现探究性学习与概念建构过程的相统一，从而提高学生的高层阶思维能力。
    关键词  探究活动教学；探究框架；探究支架；逻辑联系；概念构建
《义务教育生物学课程标准（2011年版）》强调“探究性学习”和凸显重要概念传递的教学。刘恩山指出，在教学中要实现主动探究学习与凸显重要概念传递的对接和融合[1]，用主动探究学习实现重要概念的传递。笔者认为，针对目前探究活动教学的实际和存在的问题，构建探究框架是一种有效的解决方案，可实现探究学习与概念建构过程的统一。
1  探究教学的现状和问题
    为了解决探究目标和学生能力之间的差距和矛盾，人教版教材一般采取的方式是设置讨论题，引导学生观察、思考和关注细节，如“观察与思考”和“探究”中的讨论题。教师在组织探究活动教学时有明显的缺憾，其一是讨论题目多且分散，逻辑结构不明显，缺乏清晰的线索；其二是学生的能力有限，跟着讨论题亦步亦趋，结果是学生不能全面考虑问题，生成的知识点零碎，逻辑性差，导致概念的生成性差，探究活动的有效性不足。教师常常需在学生的“探究”后又重新讲解。其三，学生的探究动机不足，思维激活不够，课堂高层阶思维空间不足，批判性思维和创新性思维能力的培养力度不够。
2  构建探究框架的作用
教改的深化与修订稿的出台，使探究活动教学面临新的机遇和挑战，其一，探究活动教学的立意之一是培养高层阶思维能力，如何在探究伊始引导学生产生问题意识，形成思维的逻辑线索，通过分析、综合和评价，培养学生的高层阶思维能力；其二是如何引导学生把探究目标科学分解成探究的问题和任务，并按一定的逻辑关系将生成的知识进行归纳和整合，形成概念，有效防止概念教学中死记硬背知识点的现象。笔者认为，需要运用“脚手架”原理，采用“总—分—总”的逻辑形式，引导学生构建探究框架，并在构建时着重于“分”，引导学生构建“探究支架”，用支架明确探究任务，经过探究对生成的知识进行综合，形成概念。这种教学模式可把探究任务和逻辑线索合二为一，促进概念的生成，而且既见整体又见支脉，起到先行组织者作用，且一箭“三”雕，有效解决了探究活动教学面临的挑战。
    案例1  人教版七年级上册“绿色植物的呼吸作用”的探究框架       （见图1）

图1  “绿色植物的呼吸作用”的探究框架
    构建探究框架  采用“总—分—总”逻辑结构
    教学应用  （1）情境引发问题，构建探究支架。以观察“晚上卧室摆放花卉”和请学生上台往澄清的石灰水里吹气，类比引发思考，在黑板上画出呼吸作用表达式的箭头，提出问题，有哪些物质参加？又产生了什么物质呢？明确探究主线。根据师生的猜想、分析和评价，归纳出三个探究问题：能量、氧气和二氧化碳的变化，构建相应的3个探究支架，明确思维线索和探究任务。（2）演示实验，生成支架知识。对每一个支架的探究任务进行实验设计分析（装置、预测）、演示、观察、报告现象、作出解释和得出结论，生成知识点。（3）分析综合。呼吸作用的反应物和生成物、能量的变化，也就是支架探究形成的知识，以呼吸作用表达式列出，归纳综合，回应探究主线。
呼吸作用的表达式是三个演示实验探究的总目标和结论，是贯穿探究的主线，因此，一开始引导学生明确，如果用表达式来表示，呼吸作用的表达式怎么写？呼吸作用的原料是什么，产物是什么，能量怎么变化，这样就建立起表达式各部分之间的逻辑联系，这是“总”，让学生先看见森林；然后进一步引导“分”，“表达式箭头两边”的探究，怎样通过实验知道反应物和生成物，以及能量的变化，构建3个探究支架，引出三个实验探究的设计分析和实施；实验完毕，再“总”（综合），三个实验说明了什么，填到呼吸作用表达式箭头两边，完整的呼吸作用表达式是什么，完成概念的建构，学生再见森林。通过这个过程，学生头脑中就有了一个思维的逻辑结构，清楚地认识到，这部分学习内容是要搞清楚呼吸作用（用表达式表示），为了搞清楚反应物、生成物和能量变化，需要用实验来证明，那么，学生对实验过程就会格外上心，并带着批判的眼光对实验装置、步骤、现象和检验进行评价和逻辑判断。从整个过程来看，这种探究设计是以思维和逻辑为导向的，扩大了学生思维的空间，提高了学生高层阶思维的水平。
3  探究框架的构建及应用案例
3.1 探究框架的构建
    构建探究框架采用“总—分—总”的逻辑结构。步骤如下：（1）以情境引发问题，确定探究主线，寻找相关逻辑线索，构建探究支架；（2）对各支架任务进行探究和知识生成；（3）汇总综合，形成概念。构建探究框架的教学模式见图2：

图2  探究框架的教学模式
    探究框架的应用基本采用了“问题（假设）—证据—结论”教学模式，但着重在两处进行创新，第一，在产生“问题”处做文章，引导学生通过明确探究主线、分解形成问题和探究支架，训练学生的发散思维、分析和评价能力；第二，在“综合”上做文章，通过完成支架任务，寻找证据，归纳综合，生成概念。换言之，实现了“探究框架—思维框架—概念框架”之间的关联，逻辑清晰，实现了探究学习和概念建构的有效对接和统一，而且给学生足够的发散思维和聚合思维的空间，分析、综合和评价贯穿其间，促进学生高层阶思维能力的发展。
3.2 探究框架的应用案例
    案例2  人教版七年级下册“输送血液的泵—心脏”“观察与思考”的探究框架（见图3）

图3  “输送血液的泵—心脏”的探究框架
    构建探究框架  采用“总—分—总”的逻辑结构
    教学应用  （1）情境引发问题，构建探究支架。听心脏的跳动，观看血液循环和心脏跳动的视频，学生提出问题，对心脏功能进行猜想、分析和评价，引出对“泵”的关注和解释，归纳3个结构性问题：是否“空心”、血液怎样“有进有出”、动力怎样解决？写出3个探究支架和任务。（2）探究并寻找证据。小组探究，根据“结构决定功能”的理论，寻找3个方面的结构证据，生成支架知识。（3）归纳、补充和综合3个方面的证据，强化结构与功能相适应观点。  
    案例3  人教版八年级上册“空中飞行的动物”“鸟适于飞行的特点”的探究框架（见图4）

图4  “鸟适于飞行的特点”的探究框架
    构建探究框架  采用“总—分—总”的逻辑结构
教学应用  （1）情境引发问题，构建探究支架。操纵和观察模型飞机的飞行，观察视频《迁徙的鸟》的飞行片段，引发学生思考，为什么人类不能飞行，鸟类飞行要克服什么障碍？构建3个支架：阻力、重力和动力。（2）小组探究，寻找证据。学生就3个支架代表的3个探究任务，提出猜想，逐个探究，寻找相应证据。（3）综合。小组汇报交流，师生归纳、汇总支架证据，并进行知识重构，按照形态结构、生理特点两方面重构证据，提炼出鸟纲主要特征，构建了概念。
3.3 探究框架的特点
3.3.1  依据一定的思维逻辑结构，采用“总—分—总”的模式。框架的逻辑，引导了学生的思维，构成了学生思维的框架，最终导致概念生成逻辑的条理清晰。
3.3.2  支架—学生思维的拐棍和探究的扶梯，决定了知识的层次性和结构性，以及探究活动任务的程序和结构性。支架与探究任务相统一，生成的知识有内部的逻辑，进一步综合，达成了概念的构建，实现了探究学习与概念构建过程的统一。
3.3.3  利用情境引发的问题，紧紧围绕探究主线，挑战和激活了学生的思维，提高了学生的思维空间和思维活跃程度，学生通过提出问题，分析、评价、生成探究支架，探究寻找证据证明猜想假设，综合形成概念，实现了高层阶思维的课堂，提高了探究教学的实效性。
    综上所述，探究框架对于在探究学习中有效构建概念和激发高层阶思维，是一种有效的教学模式。探究框架的构建思想在许多探究活动教学中，如光合作用、人体各个系统的教学、生态学教学等都能应用，甚至在探究教学或复习教学中，用一定的逻辑线索和联系构建探究框架，也能用来进行概念的建构，因此，探究框架具有广泛的用途。
参考文献
[1] 刘恩山.在教学中实现主动学习与凸显重要概念传递的对接——《义务教育生物学课程标准》修订思路和要点[J].生物学通报，2012, 47（3）：33.
[2] 李珂.空中飞行的动物[J].新课程教学，2011（39）：58.