搭建探究支架，構筑理性思維

鄭佩瓊

摘要：支架式教學是指在教學中為學生提供“支架”即概念框架，它是學生在獨立學習新知識的過程中所需要的，隨著學生能力的不斷提高，將會被拆除，從而達成學生自主學習、自主構建知識，靈活應用知識的目標。在高中生物探究教學過程中，教師為學生搭建支架，引導學生獲得學習方法，逐步達到一定的學習目標，本文論述了支架式教學的定義及其理論基礎，并結合高中生物探究式教學實踐，以達成理性思維和科學探究的學科育人目標。

關鍵詞：支架式教學；探究教學；理性思維

中圖分類號：633.91 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2018）21-0018-02

支架式教學是在前蘇聯(lián)心理學家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論的基礎上提出的，他將學生的心理發(fā)展分為兩種水平：一種是現(xiàn)實的發(fā)展水平，即學生能獨立解決問題的實際發(fā)展水平，另一種是潛在的發(fā)展水平，表現(xiàn)為借助外界幫助才可以達到的解決問題的水平， 這兩種水平間的區(qū)域即“最近發(fā)展區(qū)”。支架式教學中，教師關注學生現(xiàn)有的知識儲備和能力水平，在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)搭建恰當?shù)闹Ъ?，引導學生沿著支架主動探索，獲得知識，最終建構知識。

一般來說，支架式教學會經(jīng)歷五個過程： 情境引入，即教師創(chuàng)設情境，帶學生進入新的學習領域；搭建支架，教師將復雜教學任務分解，搭建教學支架； 獨立探索，學生在支架的輔助下，進行個人的獨立探索學習；協(xié)作學習，當遇到學習困難時，師生、生生之間協(xié)作共同解決問題； 效果評價，針對學生的學習效果，進行評價，使所學知識得到鞏固和深化。

目前，中學生物支架式教學常用的形式有范例支架、問題支架、建議支架、工具支架、圖表支架等。

“學科核心素養(yǎng)”是指學生參與社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態(tài)度與價值觀。它強調各學科的統(tǒng)籌，目標指向學生發(fā)展核心素養(yǎng)，必備品格和關鍵能力。生物學科核心素養(yǎng)由生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個要素組成。中學生物學課程應聚焦學科核心素養(yǎng)，目的是強化學科育人功能。

筆者在高中生物教學中，精心建構探究支架，培育學生的理性思維，把提升理性思維、科學探究的生物學科核心素養(yǎng)有效地融入學科教學中。

1.善于創(chuàng)設有利于探究式教學的支架情境

支架式教學會經(jīng)歷5 個過程： 情境引入，即教師創(chuàng)設情境，帶學生進入新的學習領域；這個環(huán)境包括“硬”環(huán)境和“軟”環(huán)境。前者是指探究式教學所需要的物質條件，如儀器設備、教學工具、實驗經(jīng)費、以探究為理念編制的教材和一定的活動空間等。在探究教學中，無論是觀察、測量、調查和實驗，還是交流、提出假設、建立模型等，都需要借助一定的物質媒介，如果沒有過硬的“腳手架”，探究式教學將難以進行下去。“軟”環(huán)境是指學校各級管理人員、學生家長和社會各界的支持及教師的探究式課堂教學情景的創(chuàng)設。從某種意義上講，這一方面顯得更為重要。因為各級管理人員一旦認識到探究式教學的內(nèi)涵及優(yōu)勢，不僅會予以人、財、物等的支持，還會在政策上予以優(yōu)待。外在的“軟”、“硬”環(huán)境建設好的前提下，教師根據(jù)教材、學情及探究教學內(nèi)容的需要，搭建支架情意。知識的探究始于問題的發(fā)現(xiàn)。教學中，應用視頻、文本、生活生產(chǎn)實踐甚至學生自行收集的資料，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出探究的問題，利用支架，引導學生逐步解決問題。

例如，現(xiàn)代生物進化理論的教學中，先提供給學生案例：“假如生活在綠色樹叢中的某種灰色翅昆蟲的群體（基因型為AA）中，偶然出現(xiàn)一個綠色翅的變異個體（基因型為aa）?！币龑W生提出問題：該種昆蟲的翅色將怎樣變化？該變異對于昆蟲的存活有什么影響？該綠色個體能一直生存下去嗎？該綠色個體怎樣才能把它體內(nèi)的基因a傳遞下去？該個體的后代還是綠色翅嗎？等等。又如，學習必修3“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”，可充分利用血液生化六項檢查化驗單，貼近學生生活實際，有些知識學生早已耳聞目染，學生能從中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，通過學習，用學科知識解答。聯(lián)系學生生活實際發(fā)現(xiàn)問題提出問題的另一個做法是開放課堂空間，比如，探究“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的課題時，一定要在草地上，讓學生自主發(fā)現(xiàn)問題，提出探究的問題。在課堂教學中，教師甚至可以故意出“錯”給學生留下“鉆空子”的機會，設法讓學生鉆這個“空子”，使學生認識到自己有獨立探索問題的能力，體驗成功的喜悅，從而愿意多提問題、思考問題，始終保持旺盛的探究的激情。

2.搭建“范例支架”，規(guī)范探究學習方式，學生少走彎路

所謂范例支架，是指在學習新知識之前教師展示前屆學生的作品范例或教師的示范操作。例如，探究課題的擬定：“探究自變量對因變量的影響“，從題目的規(guī)范設置中明白探究實驗自變量的設置；在探究實驗教學過程中，可借鑒探究實驗“探究溫度對酶活性的影響”的操作步驟：提出問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→分析現(xiàn)象、得出結論→表達與交流，引導學生規(guī)范探究實驗學習的一般方法；教師在要求學生顯微鏡下觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞時，教師可以通過數(shù)碼顯微鏡及時反饋學生中的觀察范例。又例如，必修2“脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性”探究教學中，由于其不同于生物實驗探究，是一種學生很不熟悉的數(shù)學探究。先展示DNA分子的平面結構，引導學生發(fā)現(xiàn)問題“DNA分子中哪些成份的排序順序可能蘊含豐富的遺傳信息？”；然后通過四個堿基對（A、T、G、C）的排列組合游戲，讓學生體驗四種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列的多樣性，從而從數(shù)學層面的探究上升到生物學層面的“DNA分子的多樣性及遺傳信息的多樣性“的認識。又比如，高中生物人教版必修2遺傳學的教學過程中，從孟德爾的遺傳規(guī)律到摩爾根發(fā)現(xiàn)《基因位于染色體上》的教學，教學設計、教學思路的引導方面認真落實“假說—演繹”邏輯思維，引導學生進行探究知識、應用知識。這有利于學生未來在應對全國卷高考生物遺傳題解題方面更規(guī)范。

示范性支架的搭建，對學生的示范作用無論在技術上，還是主題上都會對其他學生的學習起到引導作用，避免了教師拖沓冗長或含糊不清的解釋，幫助學生規(guī)范探究學習行為，進行探究學習時少走彎路，能更便捷地達到學習目標。

3.搭建精準、科學、有效的“問題支架”，以問題為中心，激發(fā)學生思維，培育理性思維

問題支架是指當教師預期學生 可能遇到困難時，用不同層次、不同角度的問題搭建支架。愛因斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?！碧骄渴菑膯栴}開始的，發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究式教學的開端。在教學中，教師要精心備課，注重問題的科學性，引導學生精準設問。在發(fā)現(xiàn)問題以后，一定要以準確的方式提出問題。在大多數(shù)場合下，人們注意到了問題和問題意識的重要性，卻忽略了準確地提出問題的必要性。事實上，只有準確的提問方式才能使問題本身得到合理的解答。設問的科學性是使學生獲得正確認識的前提條件，是提高教學質量的重要保證。否則，會使學生對知識的理解模糊，產(chǎn)生負遷移，甚至形成錯誤的認識。根據(jù)生物學科知識的科學性原則及提問的一般規(guī)律，從起始階段就要關注學生提問的科學性。先看幾個實例：例如，“為什么說細胞是一切生物體結構和功能的基本單位？”這個問題有科學性錯誤。因為病毒、類病毒不具有細胞結構，但它們也屬于生物。糾正學生提問所出現(xiàn)的學科知識的科學性錯誤，培養(yǎng)提問的嚴謹性。又如，講光合作用需要光這一條件時問： “光合作用在什么時候進行？” 其他學生答出“在白天進行”。這是設問中用詞不當造成的答錯，其中的“時候”一詞對學生的思維產(chǎn)生“答案必和時間因子有關”的暗示作用。如果改為“光合作用在什么條件下進行？”回答的錯誤率就會大大降低。又如，有位教師在講基因控制蛋白質合成時問學生，“氨基酸有什么作用？” ，結果學生分別答出：“分解后能釋放能量，供生命活動之用”、“經(jīng)變化后能合成糖類或脂肪”、“經(jīng)轉化能形成尿素”等。教師可能很郁悶學生怎么沒往“陷井”跳：如果從誘導學生發(fā)散思維來看，該問題設計具有一定作用，可是教師的目的是要學生明確氨基酸是構成蛋白質的基本單位。教師自身也要養(yǎng)成科學提問的習慣，才有可能培養(yǎng)學生科學設問的能力，并理性地解決問題的能力。

4.引導學生善于應用適合“工具支架、圖表支架”，收集、分析、處理探究實驗證據(jù)

尋求實證是科學探究過程中的重要特征。科學家在探究中要花費大量的精力來收集有關的證據(jù)，并以此為基礎解釋自然界的運行機制。在科學探究中，學生也要根據(jù)實證資料做出對科學現(xiàn)象的解釋。證據(jù)是學生通過探究獲得新知的關鍵所在。同時，通過證據(jù)的收集、從證據(jù)中提煉解釋、將解釋與已有的知識相聯(lián)系等過程，可鍛煉學生的推理及批判思維能力，也使他們懂得科學家是如何思考問題、如何工作以及如何通過探究發(fā)展并獲得新知的。布魯納要求學生“要像數(shù)學家那樣思考數(shù)學，要像歷史學家那樣思考歷史”，教師在教學過程中，引導學生“要像科學家那樣探究”，重視通過實踐活動獲得第一手資料是探究式學習與接受式學習的重要區(qū)別。例如，在探究“酵母菌種群數(shù)量的變化”時，要求學生實驗時，做好觀察記錄及數(shù)據(jù)的收集；在探究孟德爾兩大遺傳實驗時，善于應用圖、表、曲線、柱形圖等，理解遺傳規(guī)律。在講“愛護水資源”時，可以先安排學生社會調查，收集有關本地用水情況和水體污染情況的資料，再提出合理化建議，并有效地把研究性學習與課堂教學有機融合，引導學生關注現(xiàn)實生活，關注社會熱點，培養(yǎng)社會責任，滲透社會主義核心價值觀，增強家國情懷。

5.圍繞當前學習主題，按“最近發(fā)展區(qū)”的要求建立概念支架，引導學生逐步達成學習目標

探究式教學的總體安排應有一定的梯度。探究支架的搭建，也要有梯度，引導學生抽絲剝繭，逐步達成學習目標，并能獲得成功的喜悅。首先，在具體活動的安排上，應遵循由易到難的原則，逐步加大探究力度。以培養(yǎng)學生的科學探究能力為例，探究活動可以考慮如下的安排：在剛學習生物時，主要安排一些觀察、測量、通過報刊、網(wǎng)絡等收集和處理數(shù)據(jù)等簡單的探究活動以及一些生物科學史上的探究范例，以訓練學生進行探究所需要的基本技能，并了解探究的基本過程；在有了一定的知識和技能后，可以安排一些局部探究和指導性探究，重點訓練學生提出問題、提出假設、通過簡單的實驗等收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)、作出結論等綜合性的探究技能，使學生認識探究的內(nèi)涵；在學生對探究有了一定的認識之后，就可以安排有關控制變量、設計實驗等難度較大的活動，以發(fā)展學生的探究能力。其次，活動的數(shù)量也應考慮由少到多，使教師和學生都有一個逐步適應的過程。

6.拆除支架，學生自主參與獲得新知識，培養(yǎng)探究能力

支架式教學是學生在獨立學習新知識的過程中所需要的。隨著學生能力的不斷提高，將會被拆除。學生將嘗試自主建構知識，進一步培養(yǎng)自主探究能力。探究式教學不是先將結論直接告訴學生，再通過演示實驗或學生實驗加以驗證，它是通過學生“做”來學習的。從支架引領，至支架拆除，學生將學會自主通過各式各樣的探究活動諸如觀察、實驗、調查、制作、收集資料等，親自得出結論，親自參與并體驗知識的獲得過程，建構起新的認識，也慢慢培養(yǎng)自主探究意識及探究的能力。這種通過豐富的、復雜的活動情境來獲得知識的教學方法，可以使學生從多方位多層次深入地理解知識，建立知識間的內(nèi)在聯(lián)系，從而使他們在面對實際問題時，能更容易地激活知識，靈活地運用知識解決問題。也只有這樣，學生的學習才是積極主動的，才能夠真正激發(fā)學生學習的內(nèi)在動機，積極主動建構知識。

高中生物教學過程中，圍繞探究學習內(nèi)容搭建支架，為學生提供必要的事實知識、方法、思維導向，有助于學生在探究學習中排除障礙，幫助學生組織探究學習；對于學生來說，也有了更大的自由空間，在教師搭建的支架下，發(fā)揮自己的主體作用，進行有意義的知識構建，并在教師引導下，獲得科學探究的方法和培育理性思維。然而，中學生個體發(fā)展層次水平存在明顯差異， 需要根據(jù)學生自身的具體情況，合理設置、及時調整符合學生實際需求的學習支架，提高探究教學的有效性。在今后的生物探究教學中，我們需要更多地研究學生的心理特征，知識水平等，以確定學生的“最近發(fā)展區(qū)”，在“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)搭建更合理有效的支架，提升學生生物學科核心素養(yǎng)，以期促進學生發(fā)展。

參考文獻：

[1] 吳立崗主編.《教學的原理、模式和活動》，廣西教育出版社.

[2] 姜海瑞.“支架式教學”在高中生物學教學中的應用.生物學通報.（47）：32-34，2012.

[3] 魏志平.支架式教學方法.數(shù)學通訊.（19）：1—2，2003.

[4] 《布魯納教育論著選》，人民教育出版社.