選擇性支架在生物學疑難知識點教學中的應用

王躍斌

[摘要]支架式教學是以維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論為基礎的一種建構主義教學模式。利用基礎性支架和選擇性支架相結合的方法進行生物學疑難知識點的教學，既能有效突破教學難點，促進學生對新知識的建構和學習能力的提升，也能在一定程度上克服支架式教學在課堂教學中的實踐障礙。

[關鍵詞]支架式教學 疑難知識點 基礎性支架 選擇性支架

在新課程改革過程中，支架式教學成為一種頗受重視的建構主義教學模式。支架式教學即在教學中為學習者建構知識提供一種概念框架，此概念框架是學習者建構知識和進一步理解問題所需要的。因此，教學前教師要把復雜的學習任務加以分解，以便于學習者逐步建構所學知識，理解相關問題。在支架式教學中，教師要為學習者提供建構知識所需要的學習支架，學習者利用該支架進行自主探究和合作學習，最終實現(xiàn)對知識的建構。顯然，相對于傳統(tǒng)的“灌輸式”教學，支架式教學更加符合學生的認知規(guī)律，真正實現(xiàn)了“教學以學生的學習為中心”，促進了學生掌握所學知識并有效提升學習能力。然而，支架式教學在課堂教學中仍存在著一定的實踐障礙。對此，筆者利用基礎性支架和選擇性支架相結合的方法來組織教學，既較好地發(fā)揮了支架式教學的優(yōu)勢，又克服了支架式教學的實踐障礙，收到了較好的教學效果?；诖耍疚闹饕U述選擇性支架在“興奮在神經纖維上的傳導”這一疑難知識點教學中的應用。

一、支架式教學的主要理論基礎

支架式教學最主要的理論基礎是心理學家維果斯基提出的“最近發(fā)展區(qū)”理論?！白罱l(fā)展區(qū)”理論認為，學習者的發(fā)展有兩種水平：①學習者獨立學習可以達到的水平，也稱“現(xiàn)有發(fā)展水平”；②借助他人的啟發(fā)、幫助可以達到的水平，即“可能發(fā)展水平”。兩者之間的差距就是“最近發(fā)展區(qū)”?！白罱l(fā)展區(qū)”為教師的介入提供了理想的空間，支架式教學本質上是“最近發(fā)展區(qū)”內的教學。在支架式教學中，教師應在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內構建學習支架，并通過創(chuàng)設一定的情境，引導學生充分利用支架進行自主探究和合作學習，努力使學生的“可能發(fā)展水平”轉變?yōu)椤艾F(xiàn)有發(fā)展水平”，從而實現(xiàn)學生對知識的建構和學習能力的提升。

二、支架式教學的實踐障礙

盡管支架式教學模式從理論基礎到操作程序都很嚴密，但是在教學實踐中卻仍然會碰到很多障礙。原本起源于個別輔導的支架式教學模式在用于班級授課時所遇到的主要實踐障礙有：①支架式教學要求教學始終保持在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內，但由于班級中學生眾多，學生的“最近發(fā)展區(qū)”具有多重性，而且“最近發(fā)展區(qū)”只是一個潛在的虛擬空間，它不易被教師發(fā)現(xiàn)和測量，所以教師所構建的支架要能夠滿足每一個學生的需求成為一個難題。②互動是支架式教學的一大特點，可以說沒有互動就無法稱其為支架式教學。在課堂上，由于學生人數(shù)多，教師不可能與每個學生或者每個學習小組進行充分的互動，教師作為學生主動學習的支持者和指導者的角色難以盡顯，這樣必然使得課堂上師生之間的互動交流得不到有效落實。這些障礙都是我們在應用支架式教學模式時所要努力設法克服的。

三、選擇性支架在“興奮在神經纖維上的傳導”教學中的應用

1.教學內容分析

“興奮在神經纖維上的傳導”是人教版高中生物必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第二章第一節(jié)《通過神經系統(tǒng)的調節(jié)》中的重點內容之一。由于“興奮在神經纖維上的傳導”是一個動態(tài)的變化過程，而且非常微觀和抽象，所以學生不太容易理解。用建構主義的認知觀點來看，由于相關知識與學生已有知識的關聯(lián)度比較小，所以學生對知識的同化和順應也就比較難以實現(xiàn)。因此，“興奮在神經纖維上的傳導”的相關知識是本節(jié)課的教學難點，屬于典型的生物學疑難知識點。

但是，這些知識點具有一定的難度也為支架式教學的應用，尤其是選擇性支架的應用創(chuàng)造了較好的條件。一方面，教學內容具有一定的難度，便于教師借此設疑激趣，創(chuàng)設良好的教學情境，從而有效激發(fā)學生學習和探究的熱情，調動學生思維的主動性和積極性，使得借助于學習支架的新知識建構成為可能；另一方面，相關知識點與學生現(xiàn)有知識之間具有一定的躍升空間，也便于教師借此在基礎性支架之外再設置若干個具有一定難度、梯度的選擇性支架，從而使學生在應用學習支架時真正具有可選擇性。

2.學生學情分析

在本節(jié)課中，學生在學習“興奮在神經纖維上的傳導”之前，已經學習了神經調節(jié)的基本方式及其結構基礎、反射的大致過程、神經元的結構及主要功能、神經細胞產生興奮的本質、產生靜息電位和動作電位的原理等主要知識。此外，學生根據(jù)日常生活經驗以及在物理、化學學科中所學到的知識掌握了諸如“能使神經元興奮的適宜刺激的類型、在電導體中引起電流產生的原因、電解質溶液具有良好導電性”等知識。上述這些知識都是學生學習“興奮在神經纖維上的傳導”所必需的認知基礎。這些知識內容中有些是學生當堂學習的，有些則是作為常識學生應該有所了解的。當然，為了保證課堂教學的順利進行，教師也可以將學生應該了解的有關知識作為學習的基礎性支架提供給學生。高中生已經具備了較強的獲取與應用信息以及自主與合作探究的能力，只要教師在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內精心設置好學習支架，引導學生充分利用相關學習支架，并進行有效的自主探究和合作學習，學生就會成功探尋到興奮在神經纖維上傳導的原理、方式、方向等知識要點，從而實現(xiàn)對新知識的自主建構。

3.實踐應用過程

基于對教學內容和學生學情的分析，筆者采用支架式教學的方式來組織“興奮在神經纖維上的傳導”相關內容的教學，并著重突出選擇性支架在教學中的應用。

首先，筆者通過下發(fā)講義的形式給每位學生提供了基礎性支架。基礎性支架的主要內容有：

①能使神經元興奮的適宜刺激的類型包括機械的刺激、化學的刺激、溫熱的刺激、適當?shù)碾姶碳さ取?/p>

②在神經纖維細胞膜的內外側充滿具有良好導電性的電解質溶液。

③在電導體中，如果相鄰兩個部位之間存在電位差，則這兩個部位間就可能因為電荷的定向移動而產生電流。

④神經纖維局部興奮時，細胞膜內外的電位示意圖如圖1所示。

⑤興奮在神經纖維上傳導時，神經表面電位差的實驗示意圖如圖2所示。

利用上述基礎性支架，教師創(chuàng)設情境并提出問題：通過前面的學習，同學們已經知道神經元的局部受到適當刺激會因為Na+的內流而產生興奮，那么神經元局部產生的興奮又是如何沿著神經纖維向前傳導的？在神經纖維上，興奮的傳導方向是怎樣的？教師應明確告知學生這個問題具有相當大的難度，需要他們結合已經學過的知識，認真分析和利用好學習支架中的每一個要點，并且要充分調動思維、大膽設想、加強交流、通力合作，才能給出合理的解釋。然后，教師再組織學生以小組為單位進行合作學習與探究。通過學習與探究，會有少數(shù)學生或學習小組能夠利用自己已有的知識和教師提供的基礎性支架提出一些合理的解釋，如：在神經元細胞膜的內外興奮部位和相鄰的未興奮部位都會產生局部電流，這種局部電流會對神經纖維上未興奮部位形成有效刺激，導致未興奮部位Na+內流，產生動作電位；興奮在神經纖維上以電信號的形式傳導；興奮在神經纖維上可以往兩個方向傳導；等等。

但是，由于不同學生的“最近發(fā)展區(qū)”不盡相同，所以不同的學生對相關基礎知識理解的程度、思維的廣度與深度、提取支架所賦信息的能力等方面都存在著顯著的差異。事實上，僅僅借助于上述基礎性支架，有較多的學生仍然會感到一籌莫展，毫無頭緒。為了讓不同的學生都能利用好學習支架去解決問題，筆者還給每個學習小組提供了選擇性支架，不同的學生可以選擇使用不同的選擇性支架。從支架的形式來看，選擇性支架主要有建議支架和問題支架，它們主要通過活動建議和問題引領的形式引導學生進行探究和思考。

在實際教學中，筆者給每個學習小組提供了三個選擇性支架（用信封裝好），美其名日三個“錦囊”，并告訴學生當小組的討論或者自己的探究實在難以進行時，可以依次選擇使用這三個“錦囊”，直至解決問題。這三個選擇性支架分別是：

①在電導體中相鄰部位間若存在電位差，就會形成電流，所以請你在基礎性支架④的圖1中的神經細胞膜外和膜內分別畫出可能存在的電流（用箭頭表示電流方向），并請思考這樣產生的局部電流會對神經元產生什么樣的生理效應。

②所謂“興奮的傳導”就是要讓與興奮部位相鄰的未興奮部位也興奮起來（即出現(xiàn)Na+內流），請結合基礎性支架①和選擇性支架①思考是什么因素導致了相鄰未興奮部位產生了興奮。

③在神經纖維上，興奮部位與左右兩側的未興奮部位之間均能形成局部電流，那么興奮在神經纖維上傳導的方向應該是怎樣的？

選擇性支架是基于不同學生的不同“最近發(fā)展區(qū)”而設計的。少數(shù)現(xiàn)有發(fā)展水平較高、學習能力較強的學生可以不借助選擇性支架，直接利用基礎性支架通過自身努力解決問題，他們在實現(xiàn)對新知識建構的同時，思維和學習的能力得到了有效的鍛煉。而更多的學生根據(jù)自己的能力和需要選擇一個或者幾個選擇性支架，最終也能較好地解決問題，從而順利地獲取知識，他們的學習能力同樣也得到了提升。由此可見，選擇性支架的設置比較好地解決了“學生的最近發(fā)展區(qū)具有多重性和不易測量”的問題。通過對此類支架的選擇性應用，學生的現(xiàn)有發(fā)展水平都獲得了較好的躍升。

選擇性支架的應用也能較好地解決在課堂上師生互動不充分的問題。正如前文所說，當支架式教學應用于班級授課時，教師需要組織學習小組的討論，但教師一個人不能顧及所有學習小組的討論情況，不能對各個學習小組給予有效的學習指導和支持，而選擇性支架可以在一定程度上彌補這個缺陷。由于選擇性支架的設計本來就具有階梯性，越晚呈現(xiàn)的支架越接近問題的實質，所以學生可以利用選擇性支架來調整他們討論和探究的方向。當學生得到了他們認為的正確答案后，可以利用尚未使用的選擇性支架來檢驗他們的想法是否與事實相符。這種選擇性支架的本質就是教師給予學生的指導和提示。顯然，通過選擇性支架的應用，教師與每個小組的交流與互動得到了真正落實。

在實際教學過程中，筆者通過對相關問題的重要性和難度的渲染，及對三個“錦囊”的設計等，創(chuàng)設了較好的教學情境，有效激發(fā)了學生的學習興趣和熱情。學生充分利用筆者提供的基礎性支架和選擇性支架，及結合自己已有的知識展開了熱烈的小組討論和深入的自主探究。通過各學習小組在學習后的交流情況可以看出，學生們大多能較好地解決筆者提出的問題，新知識的建構得以順利實現(xiàn)，教學取得了良好的效果。當然，選擇性支架的應用尚處于嘗試階段，筆者愿在這個方面進行更多的探索，以期能充分發(fā)揮選擇性支架的作用，為課堂教學的改革做出努力。

（責任編輯 黃春香）