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        基于科學(xué)思維視域的高中生物學(xué)支架式教學(xué)策略

        2023-05-10 10:55:20范懷華
        教育界·A 2023年9期
        關(guān)鍵詞:高中生物學(xué)支架式教學(xué)科學(xué)思維

        【摘要】科學(xué)思維是生物學(xué)核心素養(yǎng)的四大維度之一,而支架式教學(xué)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效渠道。在開展高中生物學(xué)教學(xué)時,教師可以應(yīng)用支架式教學(xué)模式,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,使用不同方式,搭建多樣支架,助力學(xué)生掌握生物學(xué)知識,發(fā)展科學(xué)思維。文章以人教版生物學(xué)必修一第二章第四節(jié)“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”的教學(xué)為例,探討高中生物支架式教學(xué)的相關(guān)策略。

        【關(guān)鍵詞】高中生物學(xué);科學(xué)思維;支架式教學(xué);教學(xué)策略

        作者簡介:范懷華(1970—),女,云南省昭通市第一中學(xué)。

        隨著課程改革的推進,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)成為學(xué)科教學(xué)的重中之重,教師需要改革教學(xué)模式,創(chuàng)新教學(xué)形式。而支架式教學(xué)模式是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的有效路徑。支架式教學(xué)模式是建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的一種教學(xué)模式,倡導(dǎo)以學(xué)生為本,以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù),搭建各種支架,為學(xué)生提供發(fā)展科學(xué)思維的機會,有助于學(xué)生逐步提高認知水平,系統(tǒng)建構(gòu)認知體系,發(fā)展核心素養(yǎng)。對此,教師可在高中生物學(xué)教學(xué)中引入支架式教學(xué),以搭建支架、進入情境、獨立探索、協(xié)作學(xué)習和效果評價這五大環(huán)節(jié)為立足點,搭建不同支架,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)學(xué)習生物學(xué)。筆者以人教版生物學(xué)必修一第二章第四節(jié)“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”為例,展示支架式教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用。

        一、搭建支架,做好準備

        支架式教學(xué)的第一步是搭建支架[1]。在實施支架式教學(xué)時,教師可先根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情等梳理教學(xué)內(nèi)容,逐步分解學(xué)習任務(wù),搭建不同的支架,做到心中有數(shù),有備無患,在課堂上游刃有余,靈活使用不同的支架推動課堂教學(xué)的順利開展。

        “蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”是人教版高中生物學(xué)教材必修一第二章第四節(jié)內(nèi)容,是“細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”大概念下的內(nèi)容。本節(jié)課的主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性、蛋白質(zhì)的功能。通過學(xué)習該節(jié)內(nèi)容,學(xué)生可以了解細胞內(nèi)的物質(zhì)組成,為學(xué)習細胞各部分結(jié)構(gòu)與功能夯實基礎(chǔ)。

        實際上,在學(xué)習該節(jié)內(nèi)容之前,學(xué)生已經(jīng)了解了蛋白質(zhì)、細胞中的糖類和脂質(zhì)、有機物的元素組成等內(nèi)容,同時具備了一定的科學(xué)思維和基礎(chǔ)抽象概括能力。因此,在教學(xué)之時,教師可基于此學(xué)情引導(dǎo)學(xué)生遷移已有認知,如利用紙質(zhì)模型模擬氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程,由此幫助學(xué)生掌握重點內(nèi)容,發(fā)展科學(xué)思維能力。

        基于此,教師應(yīng)搭建多樣化的教學(xué)支架,并將其應(yīng)用于不同的教學(xué)環(huán)節(jié)。如教師可搭建如下問題支架:“氨基酸結(jié)構(gòu)通式有怎樣的特點?部分氨基酸分子中含有一個及以上的氨基或羧基,其他氨基或羧基在哪個位置?”又如工具支架,準備氨基酸卡紙模型、氨基酸形成血紅蛋白的視頻等。教師可借助不同的支架引導(dǎo)學(xué)生通過建模、演繹、推理、歸納、總結(jié)等,發(fā)展科學(xué)思維能力。

        二、情境切入,進入課堂

        課堂學(xué)習是學(xué)生科學(xué)思維形成的起點。情境式教學(xué),是支架式教學(xué)的第二步,也是學(xué)生課堂學(xué)習的主要模式之一。情境切入的方式多種多樣,搭建支架是其中之一[2]。搭建科學(xué)合理的支架可以幫助學(xué)生順利進入積極的思考狀態(tài),為發(fā)展科學(xué)思維奠定基礎(chǔ)。所以,在開展生物學(xué)支架式教學(xué)時,教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容搭建支架,創(chuàng)設(shè)情境,促使學(xué)生在情境中活躍思維,高效學(xué)習。

        比如,在教學(xué)“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”這一小節(jié)之初,教師使用溫故知新法,引導(dǎo)學(xué)生回顧氨基酸的結(jié)構(gòu)。教師在交互式電子白板上展示氨基酸的結(jié)構(gòu)通式,同時搭建問題支架,促使學(xué)生積極思考,回顧所學(xué)內(nèi)容,具體問題包括“氨基酸的結(jié)構(gòu)通式有怎樣的特點?”“部分氨基酸分子中含有一個及以上的氨基或羧基,其他氨基或羧基在哪個位置?”“各種氨基酸有怎樣的區(qū)別?”“人體中一共有多少種組成氨基酸的蛋白質(zhì)?如何對其進行分類?”等。

        實踐證明,隨著一個個問題的提出,大部分學(xué)生都能積極主動地思考,充分調(diào)動知識儲備,聯(lián)想各種相關(guān)的知識點,踴躍作答。如針對其中一個問題,有學(xué)生回答道:“人體中有21種組成氨基酸的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)自身多達1010種—1012種?!?/p>

        針對學(xué)生的回答,教師及時地評價、講解、總結(jié)結(jié)論,幫助學(xué)生完善認知。此外,教師還通過繼續(xù)追問,推動學(xué)生深入探究,如:“氨基酸數(shù)量是有限的,那么,它是如何形成如此繁多種類的蛋白質(zhì)的?”在這個問題的引導(dǎo)下,大部分學(xué)生對蛋白質(zhì)的形成過程產(chǎn)生了濃厚的興趣,繼而積極投入探究蛋白質(zhì)的形成過程中,自然而然地在教師搭建的教學(xué)支架下思考、探究和學(xué)習。

        由此可見,搭建支架,不僅能有效地將知識與情境關(guān)聯(lián)起來,調(diào)動學(xué)生的積極性,還能使學(xué)生通過積極思考,回顧所學(xué),實現(xiàn)溫故知新,并對新知產(chǎn)生強烈的探究興趣,從而推動課堂教學(xué)的高質(zhì)量開展。

        三、獨立探索,深化認知

        獨立探索是支架式教學(xué)的第三步。實際上,獨立探索的過程正是學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維的過程。支架是學(xué)生進行獨立探索的支撐[3]。在支架的支撐下,學(xué)生會發(fā)揮主觀能動性,或進行演繹推理,或進行歸納總結(jié),學(xué)習和掌握新知,發(fā)展科學(xué)思維能力。所以,在實施生物學(xué)支架式教學(xué)時,教師可通過搭建支架,引導(dǎo)學(xué)生獨立探索,鞏固對新知的認識。

        在教學(xué)“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”時,教師在課堂上利用交互式電子白板播放視頻,展示氨基酸脫水縮合的過程,由此搭建工具支架。在播放視頻之際,教師先采用整體播放法,完整地播放一遍視頻,讓學(xué)生初步建構(gòu)整體認知。

        接著,教師采用定格播放的方式,引導(dǎo)學(xué)生逐步觀看,從細節(jié)入手,了解氨基酸脫水縮合的過程。通過反復(fù)觀看視頻,大部分學(xué)生了解了氨基酸脫水縮合的過程。于是,教師為他們發(fā)放氨基酸卡紙模型,繼續(xù)搭建工具支架,促使他們遷移現(xiàn)有認知,操作氨基酸卡紙模型,模擬氨基酸脫水縮合的過程。

        大部分學(xué)生能夠基于模型積極思考,模擬氨基酸脫水縮合的過程,并進行演示,直觀地展現(xiàn)全過程,加深對這部分知識的理解。在學(xué)生操作之際,教師巡視課堂,了解每個人的情況,并進行指導(dǎo)。

        在學(xué)生模擬完氨基酸縮合脫水的過程后,教師提出問題:“通過觀看視頻,演示氨基酸脫水縮合的過程,大家發(fā)現(xiàn)此過程有怎樣的特點呢?”在問題的驅(qū)動下,學(xué)生再次回顧氨基酸脫水縮合的過程,細心審視,總結(jié)發(fā)現(xiàn),認真歸納。

        在歸納出特點后,不少學(xué)生暢所欲言,有學(xué)生說:“兩個氨基酸分子縮合成一種化合物。”還有學(xué)生說:“縮合過程主要是以氨基酸分子結(jié)合的方式進行接連,同時脫去一分子水。”立足于學(xué)生的作答情況,教師順勢講解二肽、脫水縮合、肽鍵等概念,促使學(xué)生掌握更多的生物學(xué)概念。

        教師搭建支架,使學(xué)生在支架的支撐下獨立探索,加深了對所學(xué)知識的理解,同時鍛煉了模型與建模能力。同時,學(xué)生不斷地思考、解決問題,逐步掌握生物學(xué)概念,發(fā)展了歸納總結(jié)能力,增強了科學(xué)思維能力。

        四、協(xié)作學(xué)習,深入探究

        協(xié)作學(xué)習是支架式教學(xué)的第四步,也是學(xué)生進行深入探究的重要環(huán)節(jié)[4]。事實上,深入探究離不開科學(xué)思維。在科學(xué)思維的助力下,學(xué)生會使用不同的方式進行探究,由此深刻理解生物學(xué)知識。支架是學(xué)生進行深入探究的輔助工具。對此,在實施生物學(xué)支架式教學(xué)時,教師要根據(jù)學(xué)生的初步認知情況搭建相應(yīng)的支架,促使學(xué)生與小組成員通力協(xié)作,進行深入探究。

        在學(xué)生了解了相關(guān)的生物學(xué)概念后,教師向他們提出如下問題:“在氨基酸脫水縮合的過程中,兩個氨基酸可以形成一個肽鍵。那么,在此過程中,三個氨基酸可以形成多少個肽鍵?四個氨基酸可以形成多少個肽鍵?n個氨基酸可以形成多少個肽鍵?”在問題支架的作用下,學(xué)生積極思考,踴躍回答。為了增強探究效果,教師順勢提出小組合作探究任務(wù):“請與小組成員合作探究,完成交互式電子白板上的表格(見表1)。”

        在任務(wù)的驅(qū)動下,學(xué)生們帶著問題開展了小組合作學(xué)習。在小組中,每個成員根據(jù)具體的肽鍵數(shù),聯(lián)系相關(guān)數(shù)據(jù)和所學(xué)知識,展開深入探究。在此過程中,當數(shù)據(jù)相同時,小組成員做簡單說明,并將其填寫在表格中。當數(shù)據(jù)不同時,小組成員有針對性地進行探究,碰撞思維,得到統(tǒng)一數(shù)據(jù),完善表格內(nèi)容。

        在規(guī)定的任務(wù)時間結(jié)束后,教師組織探究成果展示活動。部分小組毛遂自薦,走上講臺,展示表格內(nèi)容,結(jié)合相關(guān)生物學(xué)知識詳細說明數(shù)據(jù)情況。在此過程中,教師進行點撥、講解和總結(jié)。

        通過協(xié)作學(xué)習,學(xué)生深入探究了新知內(nèi)容,加深了對新知的理解。在深入探究的過程中,各組成員或進行類比推理,或進行建模,或進行歸納總結(jié),由此發(fā)展了類比推理能力、模型與建模能力、歸納總結(jié)能力等,有利于提升科學(xué)思維能力,增強課堂學(xué)習效果。

        五、效果評價,歸納總結(jié)

        效果評價貫穿支架式教學(xué)的始終,是師生進行歸納和總結(jié)的重要方式[5]。在實施支架式教學(xué)的過程中,教師要立足于學(xué)生的學(xué)習表現(xiàn),及時應(yīng)用多樣化方式進行效果評價,助力學(xué)生歸納總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,增強課堂學(xué)習效果。

        比如,在學(xué)生了解了“氨基酸形成血紅蛋白的過程及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次”這一內(nèi)容后,教師展示了一道課堂檢測題:“假設(shè)用10個氨基酸組成長鏈,一共可以獲得多少個不同的長鏈?假設(shè)用15個氨基酸組成長鏈,可以獲得多少個不同的長鏈?有多少種排列方式?”

        面對這道題,學(xué)生紛紛回顧課堂所學(xué)內(nèi)容,自覺進行類比思考,遷移數(shù)學(xué)經(jīng)驗,建立數(shù)學(xué)模型。教師根據(jù)學(xué)生的模型建構(gòu)情況進行評價和總結(jié),一方面表揚學(xué)生的良好表現(xiàn),助其提升學(xué)習自信心,一方面梳理問題答案,做好知識歸納。

        教師應(yīng)用教學(xué)評價,不但使學(xué)生加深了對所學(xué)知識的理解,還使學(xué)生發(fā)展了模型與建模能力、類比思考能力等核心素養(yǎng)。

        再比如,在結(jié)束課堂教學(xué)之際,教師立足于本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容,向?qū)W生提出如下問題:“通過這節(jié)課,大家學(xué)習了哪些內(nèi)容?”圍繞問題,教師提出任務(wù):“請建立思維導(dǎo)圖,回顧自己學(xué)習的內(nèi)容,凸顯知識點間的聯(lián)系?!痹趩栴}和任務(wù)的驅(qū)動下,學(xué)生在腦海中回顧課堂學(xué)習過程,由此梳理不同知識點之間的聯(lián)系,建立思維導(dǎo)圖,形成知識脈絡(luò)。

        學(xué)生完成思維導(dǎo)圖的制作之后,教師隨機選擇學(xué)生,鼓勵其展示自己制作的思維導(dǎo)圖。在該生介紹的同時,教師順勢做出評價和總結(jié)。如指出學(xué)生制作的思維導(dǎo)圖的不足之處,提出完善建議,幫助學(xué)生查漏補缺,完善知識體系;或是表揚學(xué)生的優(yōu)秀之處,促使其建立自信心。結(jié)合教學(xué)評價,學(xué)生在系統(tǒng)掌握所學(xué)知識的同時,也獲得了綜合能力的發(fā)展。

        結(jié)語

        綜上所述,在核心素養(yǎng)培養(yǎng)階段,教師可應(yīng)用支架式教學(xué)模式,沿著搭建支架、情境切入、獨立探索、協(xié)作學(xué)習和效果評價的路徑,靈活應(yīng)用問題支架、工具支架、圖表支架等多樣化支架,助推學(xué)生靈活應(yīng)用科學(xué)方法探究并掌握生物學(xué)知識,發(fā)展科學(xué)思維能力和生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

        【參考文獻】

        [1]馬燕.核心素養(yǎng)視域下的高中生物科學(xué)思維培養(yǎng)策略[J].新課程研究,2021(33):94-95.

        [2]李鈺聰.生物學(xué)科學(xué)史教學(xué)對培養(yǎng)高中生科學(xué)思維能力的研究[D].重慶:西南大學(xué),2021.

        [3]牛重娥.“支架式教學(xué)”模式在高中生物教學(xué)中的構(gòu)建策略分析[J].理科愛好者(教育教學(xué)),2021(02):156-157.

        [4]黨振緒.基于核心素養(yǎng)的高中生物科學(xué)思維培養(yǎng)策略探究[J].考試周刊,2020(59):131-132.

        [5]李慧婷,李學(xué)斌.支架式教學(xué)在高中生物課堂合作學(xué)習中的應(yīng)用策略[J].中學(xué)生物學(xué),2020,36(05):12-14.

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