搭建探究支架，构筑理性思维

郑佩琼

摘要：支架式教学是指在教学中为学生提供“支架”即概念框架，它是学生在独立学习新知识的过程中所需要的，随着学生能力的不断提高，将会被拆除，从而达成学生自主学习、自主构建知识，灵活应用知识的目标。在高中生物探究教学过程中，教师为学生搭建支架，引导学生获得学习方法，逐步达到一定的学习目标，本文论述了支架式教学的定义及其理论基础，并结合高中生物探究式教学实践，以达成理性思维和科学探究的学科育人目标。

关键词：支架式教学；探究教学；理性思维

中图分类号：633.91 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2018）21-0018-02

支架式教学是在前苏联心理学家维果斯基的“最近发展区”理论的基础上提出的，他将学生的心理发展分为两种水平：一种是现实的发展水平，即学生能独立解决问题的实际发展水平，另一种是潜在的发展水平，表现为借助外界帮助才可以达到的解决问题的水平， 这两种水平间的区域即“最近发展区”。支架式教学中，教师关注学生现有的知识储备和能力水平，在学生的“最近发展区”内搭建恰当的支架，引导学生沿着支架主动探索，获得知识，最终建构知识。

一般来说，支架式教学会经历五个过程： 情境引入，即教师创设情境，带学生进入新的学习领域；搭建支架，教师将复杂教学任务分解，搭建教学支架； 独立探索，学生在支架的辅助下，进行个人的独立探索学习；协作学习，当遇到学习困难时，师生、生生之间协作共同解决问题； 效果评价，针对学生的学习效果，进行评价，使所学知识得到巩固和深化。

目前，中学生物支架式教学常用的形式有范例支架、问题支架、建议支架、工具支架、图表支架等。

“学科核心素养”是指学生参与社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它强调各学科的统筹，目标指向学生发展核心素养，必备品格和关键能力。生物学科核心素养由生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个要素组成。中学生物学课程应聚焦学科核心素养，目的是强化学科育人功能。

笔者在高中生物教学中，精心建构探究支架，培育学生的理性思维，把提升理性思维、科学探究的生物学科核心素养有效地融入学科教学中。

1.善于创设有利于探究式教学的支架情境

支架式教学会经历5 个过程： 情境引入，即教师创设情境，带学生进入新的学习领域；这个环境包括“硬”环境和“软”环境。前者是指探究式教学所需要的物质条件，如仪器设备、教学工具、实验经费、以探究为理念编制的教材和一定的活动空间等。在探究教学中，无论是观察、测量、调查和实验，还是交流、提出假设、建立模型等，都需要借助一定的物质媒介，如果没有过硬的“脚手架”，探究式教学将难以进行下去。“软”环境是指学校各级管理人员、学生家长和社会各界的支持及教师的探究式课堂教学情景的创设。从某种意义上讲，这一方面显得更为重要。因为各级管理人员一旦认识到探究式教学的内涵及优势，不仅会予以人、财、物等的支持，还会在政策上予以优待。外在的“軟”、“硬”环境建设好的前提下，教师根据教材、学情及探究教学内容的需要，搭建支架情意。知识的探究始于问题的发现。教学中，应用视频、文本、生活生产实践甚至学生自行收集的资料，引导学生发现问题、提出探究的问题，利用支架，引导学生逐步解决问题。

例如，现代生物进化理论的教学中，先提供给学生案例：“假如生活在绿色树丛中的某种灰色翅昆虫的群体（基因型为AA）中，偶然出现一个绿色翅的变异个体（基因型为aa）。”引导学生提出问题：该种昆虫的翅色将怎样变化？该变异对于昆虫的存活有什么影响？该绿色个体能一直生存下去吗？该绿色个体怎样才能把它体内的基因a传递下去？该个体的后代还是绿色翅吗？等等。又如，学习必修3“内环境稳态的重要性”，可充分利用血液生化六项检查化验单，贴近学生生活实际，有些知识学生早已耳闻目染，学生能从中发现问题，提出问题，通过学习，用学科知识解答。联系学生生活实际发现问题提出问题的另一个做法是开放课堂空间，比如，探究“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”的课题时，一定要在草地上，让学生自主发现问题，提出探究的问题。在课堂教学中，教师甚至可以故意出“错”给学生留下“钻空子”的机会，设法让学生钻这个“空子”，使学生认识到自己有独立探索问题的能力，体验成功的喜悦，从而愿意多提问题、思考问题，始终保持旺盛的探究的激情。

2.搭建“范例支架”，规范探究学习方式，学生少走弯路

所谓范例支架，是指在学习新知识之前教师展示前届学生的作品范例或教师的示范操作。例如，探究课题的拟定：“探究自变量对因变量的影响“，从题目的规范设置中明白探究实验自变量的设置；在探究实验教学过程中，可借鉴探究实验“探究温度对酶活性的影响”的操作步骤：提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析现象、得出结论→表达与交流，引导学生规范探究实验学习的一般方法；教师在要求学生显微镜下观察洋葱鳞片叶表皮细胞时，教师可以通过数码显微镜及时反馈学生中的观察范例。又例如，必修2“脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”探究教学中，由于其不同于生物实验探究，是一种学生很不熟悉的数学探究。先展示DNA分子的平面结构，引导学生发现问题“DNA分子中哪些成份的排序顺序可能蕴含丰富的遗传信息？”；然后通过四个碱基对（A、T、G、C）的排列组合游戏，让学生体验四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列的多样性，从而从数学层面的探究上升到生物学层面的“DNA分子的多样性及遗传信息的多样性“的认识。又比如，高中生物人教版必修2遗传学的教学过程中，从孟德尔的遗传规律到摩尔根发现《基因位于染色体上》的教学，教学设计、教学思路的引导方面认真落实“假说—演绎”逻辑思维，引导学生进行探究知识、应用知识。这有利于学生未来在应对全国卷高考生物遗传题解题方面更规范。

示范性支架的搭建，对学生的示范作用无论在技术上，还是主题上都会对其他学生的学习起到引导作用，避免了教师拖沓冗长或含糊不清的解释，帮助学生规范探究学习行为，进行探究学习时少走弯路，能更便捷地达到学习目标。

3.搭建精准、科学、有效的“问题支架”，以问题为中心，激发学生思维，培育理性思维

问题支架是指当教师预期学生 可能遇到困难时，用不同层次、不同角度的问题搭建支架。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”探究是从问题开始的，发现和提出问题是探究式教学的开端。在教学中，教师要精心备课，注重问题的科学性，引导学生精准设问。在发现问题以后，一定要以准确的方式提出问题。在大多数场合下，人们注意到了问题和问题意识的重要性，却忽略了准确地提出问题的必要性。事实上，只有准确的提问方式才能使问题本身得到合理的解答。设问的科学性是使学生获得正确认识的前提条件，是提高教学质量的重要保证。否则，会使学生对知识的理解模糊，产生负迁移，甚至形成错误的认识。根据生物学科知识的科学性原则及提问的一般规律，从起始阶段就要关注学生提问的科学性。先看几个实例：例如，“为什么说细胞是一切生物体结构和功能的基本单位？”这个问题有科学性错误。因为病毒、类病毒不具有细胞结构，但它们也属于生物。纠正学生提问所出现的学科知识的科学性错误，培养提问的严谨性。又如，讲光合作用需要光这一条件时问： “光合作用在什么时候进行？” 其他学生答出“在白天进行”。这是设问中用词不当造成的答错，其中的“时候”一词对学生的思维产生“答案必和时间因子有关”的暗示作用。如果改为“光合作用在什么条件下进行？”回答的错误率就会大大降低。又如，有位教师在讲基因控制蛋白质合成时问学生，“氨基酸有什么作用？” ，结果学生分别答出：“分解后能释放能量，供生命活动之用”、“经变化后能合成糖類或脂肪”、“经转化能形成尿素”等。教师可能很郁闷学生怎么没往“陷井”跳：如果从诱导学生发散思维来看，该问题设计具有一定作用，可是教师的目的是要学生明确氨基酸是构成蛋白质的基本单位。教师自身也要养成科学提问的习惯，才有可能培养学生科学设问的能力，并理性地解决问题的能力。

4.引导学生善于应用适合“工具支架、图表支架”，收集、分析、处理探究实验证据

寻求实证是科学探究过程中的重要特征。科学家在探究中要花费大量的精力来收集有关的证据，并以此为基础解释自然界的运行机制。在科学探究中，学生也要根据实证资料做出对科学现象的解释。证据是学生通过探究获得新知的关键所在。同时，通过证据的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系等过程，可锻炼学生的推理及批判思维能力，也使他们懂得科学家是如何思考问题、如何工作以及如何通过探究发展并获得新知的。布鲁纳要求学生“要像数学家那样思考数学，要像历史学家那样思考历史”，教师在教学过程中，引导学生“要像科学家那样探究”，重视通过实践活动获得第一手资料是探究式学习与接受式学习的重要区别。例如，在探究“酵母菌种群数量的变化”时，要求学生实验时，做好观察记录及数据的收集；在探究孟德尔两大遗传实验时，善于应用图、表、曲线、柱形图等，理解遗传规律。在讲“爱护水资源”时，可以先安排学生社会调查，收集有关本地用水情况和水体污染情况的资料，再提出合理化建议，并有效地把研究性学习与课堂教学有机融合，引导学生关注现实生活，关注社会热点，培养社会责任，渗透社会主义核心价值观，增强家国情怀。

5.围绕当前学习主题，按“最近发展区”的要求建立概念支架，引导学生逐步达成学习目标

探究式教学的总体安排应有一定的梯度。探究支架的搭建，也要有梯度，引导学生抽丝剥茧，逐步达成学习目标，并能获得成功的喜悦。首先，在具体活动的安排上，应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度。以培养学生的科学探究能力为例，探究活动可以考虑如下的安排：在刚学习生物时，主要安排一些观察、测量、通过报刊、网络等收集和处理数据等简单的探究活动以及一些生物科学史上的探究范例，以训练学生进行探究所需要的基本技能，并了解探究的基本过程；在有了一定的知识和技能后，可以安排一些局部探究和指导性探究，重点训练学生提出问题、提出假设、通过简单的实验等收集数据、解释数据、作出结论等综合性的探究技能，使学生认识探究的内涵；在学生对探究有了一定的认识之后，就可以安排有关控制变量、设计实验等难度较大的活动，以发展学生的探究能力。其次，活动的数量也应考虑由少到多，使教师和学生都有一个逐步适应的过程。

6.拆除支架，学生自主参与获得新知识，培养探究能力

支架式教学是学生在独立学习新知识的过程中所需要的。随着学生能力的不断提高，将会被拆除。学生将尝试自主建构知识，进一步培养自主探究能力。探究式教学不是先将结论直接告诉学生，再通过演示实验或学生实验加以验证，它是通过学生“做”来学习的。从支架引领，至支架拆除，学生将学会自主通过各式各样的探究活动诸如观察、实验、调查、制作、收集资料等，亲自得出结论，亲自参与并体验知识的获得过程，建构起新的认识，也慢慢培养自主探究意识及探究的能力。这种通过丰富的、复杂的活动情境来获得知识的教学方法，可以使学生从多方位多层次深入地理解知识，建立知识间的内在联系，从而使他们在面对实际问题时，能更容易地激活知识，灵活地运用知识解决问题。也只有这样，学生的学习才是积极主动的，才能够真正激发学生学习的内在动机，积极主动建构知识。

高中生物教学过程中，围绕探究学习内容搭建支架，为学生提供必要的事实知识、方法、思维导向，有助于学生在探究学习中排除障碍，帮助学生组织探究学习；对于学生来说，也有了更大的自由空间，在教师搭建的支架下，发挥自己的主体作用，进行有意义的知识构建，并在教师引导下，获得科学探究的方法和培育理性思维。然而，中学生个体发展层次水平存在明显差异， 需要根据学生自身的具体情况，合理设置、及时调整符合学生实际需求的学习支架，提高探究教学的有效性。在今后的生物探究教学中，我们需要更多地研究学生的心理特征，知识水平等，以确定学生的“最近发展区”，在“最近发展区”内搭建更合理有效的支架，提升学生生物学科核心素养，以期促进学生发展。

参考文献：

[1] 吴立岗主编.《教学的原理、模式和活动》，广西教育出版社.

[2] 姜海瑞.“支架式教学”在高中生物学教学中的应用.生物学通报.（47）：32-34，2012.

[3] 魏志平.支架式教学方法.数学通讯.（19）：1—2，2003.

[4] 《布鲁纳教育论著选》，人民教育出版社.