支架式教学模式在《氧化还原反应》教学设计中的实践

王永华

【摘 要】新课程改革以来，调动学生的积极性，培养学生的自主性和创造性，已经成为时代和社会对教育的要求。传统的化学教学模式已难以适应学生发展的需要，必须重新审视，重塑学生的主体价值为基点的教学改革，转向学生为中心、学习为中心、学习效果为中心。这样一来，化学课程教学的总体设计就显得十分重要，同时也是一个困难的事情。而基于建构主义理论下的“支架式教学”与化学课程改革有着不谋而合，异曲同工之妙。

【关键词】新课改；建构主义；支架式教学模式；教学设计

在整个教育事业中，基础教育是国家发展的根基，是社会文明进步的基本途径，是全民素质提高的关键。我国党和政府分析世界基础教育发展的趋势，审时度势，及时采取应对措施，2001年在《国务院关于基础教育改革与发展的决定》（国发[2001]21号）中明确指出，基础教育是科教兴国的奠基工程，对提高中华民族素质，培养各级各类人才、促进社会主义现代化建设具有全局性、基础性和先导性作用。

随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，近年来，认知学习理论的一个重要分支——建构主义学习理论在西方逐渐流行，且越来越显示出其强大的生命力，并在世界范围内日益扩大其影响。如今这种影响在我国教育界也日益显著。正在全面推出的中小学各科新课程标准就是以建构主义理论为基础的。建构主义学习理论是新课程改革的一个重要理论基础，建构主义认为学习并不是学习者机械地将外界知识搬到记忆中，而是在学习者已有的知识和生活经验的基础上，通过与外界环境里的各种因素相互作用，在交互作用的过程中获取和建构自己新的知识体系。建构主义提出了许多富有创新的教学思想。它提倡情境式教学，认为教学应以解决学生在现实生活中的问题为目标，让学习在与现实相似的情境中进行，使学习者在与环境的相互作用中自行建构知识。建构主义提出并强调“支架式教学”，用支架（建筑用的脚手架）来形象地说明这样一种教学模式：教师作为支架引导着教学的进行，使学生掌握、建构和内化所学的知识技能，从而使他们进行更高水平的认知活动。

支架式教学是建构主义学习理论三种教学模式（支架式教学、抛锚式教学、随机进入式教学）之一。“支架”（Scaffold）一词的运用始于1300年，其原意是指建筑行业的脚手架，也即工人们在建造、修葺或装饰建筑物时所使用的能够为他们的建筑材料提供支持的暂时性的平台、柱子等。当楼房建好后，这种支持就撤掉了。运用到教学中则被形象地描述为一种学习方式：儿童被看作一座建筑，儿童的“学”是在不断地、积极地、建构自身的过程；教师的“教”则是一个必要的脚手架，支持儿童不断地建构自己，不断建造新的能力。

关于什么是支架式教学还没有一个统一的概念界定，在具体的表述上也不同，但是，这些表述在某种程度上都体现了建构主义关于教与学的理念，特别是教的支持、引导、协助的作用。罗森赛恩（BarakRosenshine&CarlaMeister，1992）认为支架式教学是教师或更有能力的同伴为帮助学生解决独自不能解决的问题，也即帮助学习者跨越当前水平和目标之间的距离而提供帮助、支持的过程。布鲁纳和伍德等人（Wood，Bruner & Ross，1976）认为支架式教学是一种幼儿或新手在更有能力的他人帮助下解决问题、完成任务或达到他们在没有支持的情况下不能达到的目标的过程。这是关于支架式教学目前最广泛接受的观点。某种程度上这种形象的比喻迎合了建构主义的学习理论，发展成为今天的“支架式教学法”。

支架式化学教学设计中支架的搭建策略：

范例支架：范例即举例子，它是符合学习目标要求的学习成果（或阶段性成果），往往包含了特定主题的学习中最重要的探究步骤或最典型的成果形式。

问题支架：是学习过程中最为常见的一种支架。相对“框架问题”而言，支架问题系统性较弱，教学经验丰富的教师会在学生的学习过程中自然地、恰到好处地提供此类支架。

建议支架：当学生在独立探究或合作学习中遇到困难时，教师提出恰当的建议，有利于学习顺利进行。

工具支架：物质的微观结构既看不见，又摸不着，且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果，因此教学中单靠语言和文字的描述，学生较难理解和掌握，在以学为主的教学活动中，为了保证学生学习过程的顺利实施，可使用PPt、Flash动画等多媒体工具支架，还可以是传统的知识库、挂图、结构模型、会话、协作、展示平台、共享平台，也可以是现代化的BBS、电子白板等。

思维导图支架：通过思维导图支架，可以直观地、立体化地、可视化地体现知识间的关系，在化学教学中尤其是化学复习课的教学中尝试构建思维导图支架进行复习，可收到事半功倍的良好效果。

概念图支架：概念图包括节点、连线、层级和命题4个基本要素。节点表示概念；连线表示概念之间的陈述；命题是概念之间通过某个连接词而形成的意义关系；层级包括两层含义：第一层指同层面中的层级结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同而分层排布，第二是指不同层面的层级结构，即不同知识领域的概念可以就某一概念实现链接。

实验支架：化学是一门以实验为基础的科学。实验不仅仅是化学学科的重要内容，同时也是化学学习和研究的主要方法。

元认知支架：元认知支架就是帮助学生在学习的过程中评估和反思自己的学习过程和学习效果，这类支架可以是一些简单的提示或设问。

支架式教学法主要由进入问题情景、搭脚手架、独立探索、协作学习、效果评价等五个环节构成。

《氧化还原反应》支架式教学模式的教学设计：

人教版高中化学必修1第二章《化学物质及其变化》第三节《氧化还原反应》第一课时。

教材分析：初中化学第二单元《我们周围的空气》课题二《氧气》中介绍了氧化反应的定義：物质跟氧发生的化学反应；其特征：一定要有氧参加。并解释氧化反应里的“氧”既可以是氧气中的氧，也可以是含氧物质中的氧。但是初中化学教材并没有提到还原反应，且初中化学教材给出的氧化反应概念具有片面性。进入高中，学习必修1第二章第三节氧化还原反应，第一课时认识氧化还原反应，第二课时认识氧化剂和还原剂。在第一课时氧化还原反应中，从三个角度让高中生更深入的认识理解氧化还原反应。第一个角度从得氧失氧的角度初步认识氧化还原反应：提出在一个化学反应中有得氧的物质，就有失氧的物质，得出氧化反应和还原反应是同时进行的，氧化反应和还原反应是一对立又统一的现象。由此得出了新的化学反应类型：氧化还原反应。给出若干个氧化还原反应的化学方程式，分析它们的共性，得出都有化合价的变化。再给出一个化学反应，也有化合价的变化，但并没有得氧失氧，以此得出根据得氧失氧来判断氧化还原反应是不全面的，氧化还原反应不局限于存在得氧失氧的反应。即从第二个角度认识氧化还原反应：凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。第三个角度是分析化合价有升降的实质是电子的转移。

三维目标

1.知识与技能

（1）通过回顾初中给出的氧化反应的定义，首先从得氧，失氧的角度理解氧化反应和还原反應，并分析得出氧化反应和还原反应是对立又统一不可分割的统一体，引出氧化还原反应的概念。

（2）引导学生进一步了解化学反应根据分类标准不同可有多种分类形式。

（3）能够根据化学反应中元素化合价是否有升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。

（4）能够理解化学反应中元素化合价的升降其实质是发生了电子转移，即氧化还原反应的实质是发生了电子转移。

（5）初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法。

2.过程与方法

（1）通过“讨论探究式”的学习方式，让学生学会在大量事实的基础上分析，探究，得出结论。

（2）通过培养学生思考、分析、解决问题的能力，进一步深刻理解氧化还原反应概念。

（3）通过对氧化还原反应概念认识的过程，让学生体会科学探究的方法，培养科学探究的能力。

3.情感态度与价值观

（1）通过对“氧化还原反应”这一概念不断深入的认识，培养学生用发展的观点认识事物。

（2）通过创设问题情境，以“讨论探究式”的学习方法，培养学生科学探究的精神和态度，激发学生学习化学的兴趣和求知欲望。

4.教学重点

用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。

5.教学难点

氧化还原反应电子转移的分析。

6.教学资源

多媒体课件，NaCl形成过程的Flash动画，HCl形成过程的Flash动画。

7.教学过程

问题支架：回顾初中学习的四大基本反应类型，多媒体课件给出若干个化学反应，让学生指出其反应类型。而CO+CuOCu+CO2属于什么反应类型？

协作学习：由CO（反应物）到CO2（生成物），得氧反应即是氧化反应。

问题支架：CuO（反应物）到Cu（生成物），失去了氧，是什么反应？

建议支架：还原反应。

猜想问题：氧化反应和还原反应的关系。

小组讨论：同时发生。

获得结论：氧化还原反应。

教师总结：氧化反应和还原反应是同时进行的，氧化反应和还原反应是一对立又统一的现象。由此得出新的反应类型：氧化还原反应。

问题支架：如何认识氧化还原反应

小组协作及板书：有氧得失的反应是氧化还原反应

问题支架：多媒体课件列出若干个有氧得失的氧化还原反应，它们有什么共性？

假设与猜想：元素化合价反应前后有变化。

建议支架：（多媒体课件给出）而2Na+Cl2==2NaCl，H2+Cl2===2HCl通过观察也有化合价的变化，它们是氧化还原反应吗？

小组讨论：

获得结论：并非只有得氧失氧的反应才是氧化还原反应，凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。

结论及板书：氧化还原反应判断依据：化合价升降（表观现象）

问题支架：为什么元素化合价发生变化，其实质是什么？

工具支架：NaCl形成过程的Flash动画，HCl形成过程的Flash动画。

小组讨论：

获得结论：电子得失或电子对偏移导致元素化合价升降。

总结及板书：氧化还原反应的实质是：电子的转移（电子得失或电子对的偏移）。

课堂练习：多媒体课件给出。

在这种支架的支撑作用下，不停顿地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平，把学习者的理解逐步引向深入，学生们沿着教师一层一层搭建好的支架奋力向上攀登，真正做到使教学走在发展的前面。这种课程设计有利于追溯科学知识体系构建的本源，使学生形成完整的概念和原理框架，增强对自然科学规律的认知和理解，有利于培养和引导学生的科学思维、自主学习、构建知识和应用知识的能力，真正做到以教师为“主导”，学生为“主体”教学局面，对中学化学教学具有较好的指导和借鉴作用。

参考文献：

[1]朱琳琳.关于支架式教学基本问题的探讨[J].教育导刊，2004，（4）：4一7

[2]高稳.支架式教学模式研究[J].校长阅刊，2005，12：30-34

[3]Winnips J C. Scaffolding by design： a model for www-based learner support[M]. UniversiteitTwente， 2001.8：39

[4]张炳林，宁攀.支架式教学法及其在高中化学教学中的应用[J].中学化学教学参考，2007，（4）：5一7