導(dǎo)語：模型構(gòu)建與支架式教學研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”一課為例，闡述如何基于最近發(fā)展區(qū)理論的核心理念，通過模型構(gòu)建，組織和實施支架式教學。其教學實施涵蓋3個環(huán)節(jié)：通過概念模型構(gòu)建，搭建初始化教學支架；通過實例模型構(gòu)建，搭建深化型教學支架；借助學生的實踐類模型，測評和反饋教學成效?；谧罱l(fā)展區(qū)理論的建模教學模式，能輔助學習者逐步掌握知識的維度、廣度和深度，對生物學核心素養(yǎng)的落地具有重要的實踐作用。

關(guān)鍵詞：模型構(gòu)建；支架式教學；物質(zhì)循環(huán)

支架式教學的核心涵蓋2種水平，即學生現(xiàn)有發(fā)展水平和潛在發(fā)展水平。學生現(xiàn)有發(fā)展水平表征為獨立完成任務(wù)的能力；學生潛在發(fā)展水平表征為基于教師的指導(dǎo)和幫助，最終獨立完成任務(wù)的能力。這2種水平在認知上存在的差距，稱為最近發(fā)展區(qū)。在教學過程中，依托多組層級式支架的搭建，幫助學生順暢地涉過最近發(fā)展區(qū)，獲取高階認知的教學模式，即為支架式教學。支架式教學的構(gòu)建流程如圖1。模型構(gòu)建從屬于生物學學科核心素養(yǎng)的科學思維范疇，其作為一種現(xiàn)代科學認知手段和思維方法，所提供的觀念和印象不僅是人們獲取知識的條件，更是人們認知結(jié)構(gòu)的重要組成部分?；谀Ｐ蜆?gòu)建的支架式教學倡導(dǎo)探究性學習，注重聯(lián)系現(xiàn)實生活、注重以學生為主體，強調(diào)將認知及反思過程還給學生，將參與探究的機會還給學生，將動手和動腦、培養(yǎng)主動獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力的機會還給學生。這種教學能充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的思維探究能力，促進了學生之間的交流與合作。生物學課堂中，基于模型構(gòu)建實施支架式教學，原則上，既要保持學生獨立人格的探究本性，依據(jù)學生已有的實際發(fā)展水平，對生物學概念進行自主構(gòu)建；又要秉承協(xié)同合作、互動交流的探究精神，完成層級式支架圖的意義構(gòu)建。本文基于最近發(fā)展區(qū)的核心理念，以“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”一課教學為例，重點陳述如何依托建模，組織和實施支架式教學。

1通過概念模型構(gòu)建，搭建初始化教學支架

概念模型指以某一區(qū)域應(yīng)用為目的，借助語言、文字、圖文和符號等形式，對真實世界系統(tǒng)信息進行抽象和簡化的一種形式。構(gòu)建后的概念模型通常呈現(xiàn)形象化、直觀化和生動化的特征。《普通高中生物學課程標準（7年版）》（以下簡稱“新課程標準”）要求“教學活動不應(yīng)僅僅停留在讓學生記住一些零散的生物學事實的層面上，而是要通過對事實的抽象和概括，幫助學生建立生物學概念，并以此來構(gòu)建合理的知識框架，為學生能夠在新情境下解決相關(guān)問題奠定基礎(chǔ)”[1]。因此，教師應(yīng)先通過課前與學生交流，從知識、認知層面上掌握學生現(xiàn)有的發(fā)展水平。再依據(jù)新課程標準的目標達成，找出二者之間的最近發(fā)展區(qū)，最后，通過概念模型構(gòu)建，搭建初始化教學支架，可視化、簡易化地呈現(xiàn)教學內(nèi)容。支架式教學的首要任務(wù)是依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”原理，通過學生的自主學習或協(xié)作學習構(gòu)建概念支架圖。例如，在“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”一課的初始教學中，首先，應(yīng)緊扣“生態(tài)系統(tǒng)概念”這個支架，搭建第1個知識層級。依托學生現(xiàn)有的發(fā)展水平，即相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)組成成分的認知貯備，構(gòu)建最簡單的生態(tài)系統(tǒng)模型（生物群落+無機環(huán)境）。其次，緊扣“物質(zhì)循環(huán)概念”這個支架，搭建第2個知識層級。以DDT的分布資料和核輻射的分布資料（資料1：施用農(nóng)藥DDT的地區(qū)，雖然占陸地面積的小部分，可是在遠離施藥地區(qū)的南極，動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了明顯高于環(huán)境含量的DDT；資料2：1年日本福島縣發(fā)生里氏級地震，導(dǎo)致該縣核電站反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，核蒸汽泄漏。核輻射物質(zhì)隨風傳播至中國大陸、俄羅斯等廣泛地區(qū)），引導(dǎo)學生進行情境式體驗，開展師生間協(xié)作，構(gòu)建“物質(zhì)循環(huán)概念”模型。最后，再根據(jù)“生物群落概念”這個支架，對生態(tài)系統(tǒng)“物質(zhì)循環(huán)概念模型”進行修正、完善，搭建第3個知識層級，即“生產(chǎn)者、消費者、分解者和無機環(huán)境”四者間的物質(zhì)循環(huán)模型。至此，學生在自主學習和協(xié)作學習中，借助概念模型的支架式構(gòu)建，順利地完成了“生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)”知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建（圖2）。圖2“生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)”知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建流程圖通過概念模型構(gòu)建，以評估學生的現(xiàn)有發(fā)展水平為起點，由淺入深搭建初始化教學支架，逐步細化至各層級知識點間的縱向聯(lián)系，直觀地反映生物學概念的本質(zhì)內(nèi)涵。

2通過實例模型構(gòu)建，搭建深化型教學支架

實例模型指運用模型構(gòu)建的原理或方法可視化相關(guān)生物學知識，例如，概念圖、概率計算、樣方調(diào)查、細胞模型、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)等[2]。利用實例模型構(gòu)建實施支架式教學，教師要引導(dǎo)學生自主學習、合作學習和探究學習，使靜態(tài)的課堂演進成互動式對話課堂，使理論性的課堂演進成生命課堂。借助實例構(gòu)建支架式教學流程，滲透良好的生態(tài)意識和健康文明的生活方式。基于實例模型的支架式教學能否反映生物學核心素養(yǎng)目標，關(guān)鍵在于通過鮮活實例的支架圖構(gòu)建，使學生獲取解決生產(chǎn)、生活問題的擔當和能力。例如，在“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”一課的實例拓展（碳循環(huán)）教學中，首先，依托關(guān)鍵問題“無機碳的存在形式是什么？”為支架，搭建第1個知識層級，引導(dǎo)學生參照圖2得出：在“無機環(huán)境和生物群落”構(gòu)成的簡單模型中，碳元素主要是以CO2的形式流通的。一方面CO2主要通過光合作用進入生物群落，另一方面CO2通過生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用返回無機環(huán)境。其次，依托關(guān)鍵問題“有機碳的存在形式是什么？”為支架，搭建第2個知識層級，引導(dǎo)學生參照圖2得出：在生物群落中，碳是以含碳有機物的形式進行傳遞和流通的。最后，依托關(guān)鍵問題“化石燃料如何生成和分解？”為支架，搭建第3個知識層級，聯(lián)系現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、人類大量燃燒煤、石油等化石燃料的事實，引導(dǎo)學生得出：生物群落中的有機碳，在地層中經(jīng)過千百萬年的積存才能形成化石燃料，而人類的活動卻能在很短的時間內(nèi)就將其釋放至無機環(huán)境，化石燃料生成和分解方式上的嚴重不平衡，是導(dǎo)致環(huán)境惡化（例如，溫室效應(yīng)等）的根源，借此幫助學生建立崇尚健康文明的生活方式，引導(dǎo)他們成為健康中國的促進者和實踐者（圖3）。圖3“碳循環(huán)”知通過分步設(shè)置關(guān)鍵問題作為支架，搭建碳循環(huán)模型支架圖，使教學有條不紊地層層推進，這不僅有助于學生思維張力的保持，也有助于凝聚課程的基本問題，避免教學的碎片化。

3借助學生的實踐類模型，測評和反饋教學成效

實踐類模型指在模型構(gòu)建教學過程中，教師根據(jù)學生完成的情況，從每個活動小組中挑選出具有典型特征的模型構(gòu)建圖，組成教學反饋案例進行現(xiàn)場教學測評與反饋。在模型構(gòu)建的支架式課堂教學效果評價中，通過從學生實踐的過程中組建一系列模型構(gòu)建案例，既能直觀地建立知識和考查2種方式間的聯(lián)系，實現(xiàn)由所學知識理論到試題文本的知識遷移；又能借助此種形式，使相關(guān)生物學問題的內(nèi)涵與外延變得更清晰，讓學生的學科核心素養(yǎng)在尋求答案時得到檢驗。評價教學體系端就是依據(jù)教學目標對教學過程中的各種因素及其綜合結(jié)果作出科學判定。旨在為進一步改進教學工作提供可靠依據(jù)，使教學按一定的方向和水平有序地達到既定目標[3]。在“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”一課的評價教學體系端，教師可依據(jù)現(xiàn)場學生完成的相關(guān)模型，組建試題文本。例如，筆者在現(xiàn)場實施完此課后，以“生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)模型”為焦點，現(xiàn)場從學生構(gòu)建的模型中，組建了下面這道檢測題。下面是3位學生分別構(gòu)建的不同層次的生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，請先仔細分析3個模型構(gòu)建圖，然后找出錯誤的選項A.3幅圖中生產(chǎn)者都是AB.圖甲中C能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動C.圖乙中A、B、D、E構(gòu)成群落，碳在其中流動的形式是有機物D.若使圖甲、圖乙、圖丙完整表示碳循環(huán)，需補充化學燃料燃燒產(chǎn)生CO2該題的答案為A。此題的創(chuàng)設(shè)依據(jù)來源于新課程標準學業(yè)要求：“使用圖示等方式表征并說明生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的過程和特征，并對相關(guān)的生態(tài)學實踐應(yīng)用作出合理的分析和判斷”[1]。此題的關(guān)鍵詞是“碳循環(huán)”，解題的思維遷移是搭建如圖3所示的“碳循環(huán)模型”構(gòu)建圖，通過彼此間的對比、觀察，即能得出答案。這種考查方式，更符合學生思維發(fā)展水平，更容易實現(xiàn)知識的遷移，也更容易檢驗學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。借助學生的實踐活動提煉、組建試題，能起到現(xiàn)場解決學生學習疑惑的功能，同時也間接地反饋了這節(jié)課的教學效果。

主要參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（7年版）.北京：人民教育出版社，8：26-.

［2］趙萍萍,劉恩山.新課程標準理念下的高中生物學建模教學策略.生物學通報,,(2):.

［3］左開俊.以跨學科知識滲透深化生物學教學育人價值.天津師范大學學報（基礎(chǔ)教育版）,1,22(1)：88.

作者：左開俊 單位：江蘇省震澤中學