支架式教学方法在生物学探究性实验教学中的有效运用，本文主要内容关键词为：支架论文,生物学论文,探究性论文,式教学论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
支架式教学(scaffolding instruction)是一种以学生为中心，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效实现对当前所学知识的意义建构的教学方法。高中新课程的实施为中学生物学教学改革带来了新的机遇，同时也带来了新的挑战。支架式教学对于生物学探究性实验教学是一种切实可行的教学方法。本文结合高中生物学新课程教材，探讨支架式教学在生物学探究性实验教学中的运用。
1 支架式教学在生物学探究性实验教学中运用的基本流程
将支架式教学的基本环节与探究性实验教学过程相结合，其实施过程可归纳为以下五个基本环节：创设探究情境、搭建探究支架、学生独立探究或小组合作探究、探究性实验的效果评价以及开展表达和交流活动，如图1：
图1 生物学探究性实验教学中支架式教学模式应用流程图
2 支架式教学模式在生物学探究性实验教学中的实施
以人教版《分子与细胞》教材中“探究影响酶活性的条件”探究实验为例，阐述支架式教学在生物学探究性实验教学的实施过程。
2.1 创设探究情境 科学探究过程是围绕所探究的问题展开的，可以说问题就是各个探究环节的中心。一般来说，一个较好的科学探究问题应该与学生课堂学习的知识相联系，并且能够引发他们进行实验、收集数据和利用数据对实验现象作出解释。一个有一定难度但又让学生通过努力可以有所发现的问题，能激发学生的探究欲望，并产生强烈的实验冲动。
例如，探究实验中首先给予学生问题情境：“细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性呢？”然后呈现给学生日常生活中常见的“加酶洗衣粉”、人人都有的“消化酶”，促使学生进行思考，进而提出自己想探究的问题。
2.2 搭建探究支架 在学生的实验探究能力还没有达到一定高度之前，学生进行探究性实验还是需要教师的引导。教师的作用就是给学生搭建“脚手架”，帮助学生克服种种困难，完成探究性实验。当然，随着学生探究技能的提高，教师的引导应随着学生解决实验问题能力的增强而逐步减少，即逐步撤离“脚手架”。其中，教师可根据具体实验情况，搭建不同类型的“脚手架”，主要包括以下几个方面：
2.2.1 范例支架 范例支架是指符合实验教学目标要求的已有学习成果。它包含特定探究主题中的重要实验步骤或典型探究实验成果。给学生搭建“范例支架”的目的在于给学生提供参考和借鉴，让学生从中受到启发，顺利地完成探究性学习任务。
例如，该探究实验中，在作出假设这一探究环节中，教材给予学生范例“某小组提出的问题是：低温是否影响酶的活性”，针对这一问题，他们作出的假设是“酶的活性会降低”。他们的理由是“酶的化学本质是蛋白质，低温会使酶的活性受到影响，进而降低酶的催化效力”。学生在不熟悉探究实验如何作出假设的情况下，给予学生范例是很有帮助的。
2.2.2. 问题支架 教师可以用不同层次、不同角度的问题搭建支架，随着问题的不断思考和解决，学生的探究就逐渐深入。当然，“问题支架”必须具有结构性和可操作性，只有这样的问题支架对学生才有帮助。
例如，为了让学生能掌握实验设计的技能，教材中就给予学生一系列有结构的问题：①选择哪一种酶作实验材料？②根据自己作出的假设，你预期会看到怎样的实验结果？比如酶活性升高或降低时，会出现什么实验现象？将预期的实验结果写下来。③本实验的自变量是什么？因变量是什么？用什么方法控制自变量？怎样观察或检测因变量？④对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？⑤如果你想探究pH对酶活性的影响，你将设定哪几个pH数值？怎样将不同溶液的pH分别调到设定的数值？怎样排除温度和其他因素对实验结果的干扰？……显然，这些问题引导学生逐步设计出符合自身探究主题的实验设计方案。
2.2.3 实验材料用具支架 为了保证学生顺利完成探究性实验，可以将教材或教师提供的备用实验材料用具看作是“实验材料用具支架”。如教材中就给予学生一些可供选择的材料用具：“质量分数为2％的新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20％的肝脏研磨液，质量分数为3％的可溶性淀粉溶液，体积分数为3％的过氧化氢溶液，质量分数为5％的盐酸，质量分数为5％的NaOH溶液、碘液、试管、量筒、滴管、酒精灯……”这种支架对于学生合理地设计实验方案具有很好的引导和启发价值。
2.2.4 建议支架 当学生在独立探究或合作学习中陷入困境时，教师可提供恰当的建议，帮助学生走出困境，以免走太多的弯路。建议支架的建议可能少了一些系统性和整体性，但它更直白，往往能直截了当地指出问题的关键所在。如教师提示学生在探究过程中，加酶后取样时间间隔不宜过长，时间过长将看不到动态变化，甚至无法比较。
2.3 学生独立探究或小组合作探究 在本阶段，学生在教师搭建的探究支架下展开实验探究。由于探究性实验大都是小组合作探究，一个小组的成员协作完成整个探究性实验过程。要充分发挥小组合作探究的优势，教师还需要给予指导：①小组不能太大，最好三到五人为宜，尽量保证一个小组内的学生各具特色；做到“组内异质，组间同质”，尽量保证组内成员的差异性和互补性。②组内要进行明确分工，如将实验任务分解，每个成员只负责其中一部分，然后互相协助完成实验。③要对小组活动和个人在小组中的表现进行评价，全组得分是每个成员得分的总和，每个成员的最终得分是小组得分与个人得分各占50％。小组还应进行自我评价，总结有益的经验，分析存在的问题及其原因，以便今后更好地合作。
例如，实验中，教师创设了探究情境后，给学生搭建该探究主题的问题支架——“想一想，关于酶的活性自己有哪些不清楚的地方，可据此提出要探究的问题”，同时给学生搭建范例支架，教材中给学生提供了“参考案例”。在作出假设、设计实验的探究实验环节中，教师给予学生实验材料用具支架(学生对探究性实验整个流程比较熟悉时，教师也可以不提供该支架)，教师然后提供给学生一些建议性支架，各个小组接着便可以开始独立探究。
2.4 探究性实验的效果评价 教师在此阶段组织学生对整个实验探究过程的效果进行评价，包括学生个人的自我评价和小组成员的互评。教师需要引导学生形成重过程、重体验、重参与的价值取向，不仅要重视探究结果，更要重视探究过程中学生的收获、体验及能力和品质的培养。例如，“探究影响酶活性的条件”效果评价表可利用表1实施。
2.5 开展表达和交流活动 这是探究性实验教学过程中的最后阶段。在该阶段，学生表达探究的过程，交流得出的结论，共享探究的结果。学生阐述研究的问题、步骤、证据及得到的结果，与别的同学分享。通过学生间的相互交流，有利于学生对自己的行为进行反思，因为在很多时候，一个人或一个小组很难发现自己的缺陷，当与别人交流时，才会发现自己的不足。表达与交流的过程是在探究的基础上巩固和扩大知识的过程，同时也是吸收和内化知识的过程。
例如，探究实验教学过程中，学生独立探究结束后，教师即组织学生进行表达和交流活动。表达和交流的内容包括实验现象的分析和实验结论的总结。该实验中，教师可以引导学生就以下实验现象进行交流：①有的小组发现当过氧化氢溶液处于90℃～100℃时(没有加入猪肝研磨液)，试管内有极少量的气泡。学生通过讨论和交流，分析其原因是：加热促使过氧化氢分解，实验时应该把猪肝研磨液加热到90℃～100℃，5 min后加入过氧化氢溶液中。②有组学生的实验现象是在pH为9时产生的气泡数量最多，而且气泡多到溢出试管。在教师的引导下，学生通过分析，得出该现象的发生是他们滴加猪肝研磨液太多所致。对该探究实验过程中普遍出现的实验现象进行讨论和交流之后，教师组织学生得出本探究实验结论：①在37℃的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适宜温度为37℃。②在pH为7的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适pH为7。③过酸、过碱、低温时，酶的活性受影响，低温使酶的活性降低，高温使酶失去活性；不同pH影响酶的活性[1]。
3 实施过程中应注意的问题
支架式教学在生物学探究性实验中进实施时，应注意几个方面的问题。首先，教师应根据学生的实验技能掌握的程度及探究能力的水平，把握住支架构建的尺度。探究实验支架以置于学习者“最近发展区”为佳，不要过于好高骛远，也不要对于某些重要知识“蜻蜓点水”。其次，学生独立探索时，教师要给学生足够的探究空间，但同时应事先搭建好建议支架，如探索时应注意的安全问题。因此，在该教学实施过程中，教师不能完全放手，不管学生，但同时要注意给予的支架要适时、适当、适量。
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