生物学探究性实验教学中的有效运用

支架式教学方法在生物学探究性实验教学中的有效运用

廖美芳

崔

鸿

（华中师范大学生铜斗学学院武汉４３００＂／９）寇永奎

（江西省灿工第一中学３３２０００）

擒薹支架式教学的生物学探究性实验教学，主要包括刨设探究情境、搭建探究支架、学生独立或小组合作探究、探究性实验的效果评价以及开展表达和交流活动五个环节。

关键词生物学教学支架式教学方法探究性实验

支架式教学（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）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：

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。

用的关系中，原教材的０点是标示在“促进生长”与“抑制生长”的交界线与纵轴的交点上，Ｏ点以上表现

可见文献中都讲到了赤霉素能促进果实生长及发育，唯独没有促进果实成熟的作用。

３．２蜘睐是蝗虫的天敌吗在人们的印象中，好像只有鸟类、螳螂和青蛙才是蝗虫的天敌，殊不知蜘蛛也．是捕蝗高手。蜘蛛捕食的方式大概有三种：织网、涎丝和伏击。对于蝗虫这种比较大型的昆虫，织网，涎丝都不能凑效，所以蜘蛛捕食蝗虫的方式首选伏击。主要是趁蝗虫不注意的时候，蜘蛛猛然扑过去，迅速用毒牙里的毒素麻痹猎物，分泌消化液注入蝗虫体内，使其体内组织“溶解”成“液体”，再慢慢吸食，一丁儿不漏地吃个精光。故修订版教材在蝗虫和蜘蛛之间

为促进生长（＋），０线以下表现为抑制生长（一），而

修订版教材的Ｏ点则是标示在坐标的横轴与纵轴的交点上。严格地说，后者０点的标示更为规范与科学，因为生长素浓度过低或过高虽然会抑制植物某一器官的生长，但并不代表它不生长。３．６我国当前人１：７发展的目标

中国是世界第一人

口大国。人口问题始终是制约我国全面协调可持续发展的重大问题，是影响经济社会发展的全局性、长期性和根本性的重大问题。进入２１世纪以后，中国人口发展呈现出比上个世纪更加复杂的形势。为此，我国国家人口发展研究战略委员会于２００７年１月１１日发布＜国家人口发展战略研究报告》。报告指出，到２０１０年，我国人口总量控制在１３．６亿人，人口素质明显提高；到２０２０年，人口总量控制在１４．５亿人，人口素质大幅度提高；到本世纪中叶，人口峰值控制在１５亿人左右，之后人口总量缓慢下降，人均收入达到中等发达国家水平。修订版教材能紧跟时事热点对教材相应的内容作合理的修改，可谓难能可贵。

主要参考文献

，

加了—吟荫陕表示捕食关系是有事实依据的。

３．３

究竟是胚芽鞘的顶尖还是尖端就这个问题，一

位植物生理学教授是这样解释的：“称‘顶尖’主要突出一个‘尖’字，而‘尖端’主要突出‘端’字”。言下之意，就是“尖端”部能接受光刺激并产生生长素的面积要大于“顶尖”。毕竟胚芽鞘顶部能接受光刺激的部位除了‘“尖”外还有其旁边的“端”。可见，修订版教材在这“顶尖”和“尖端”的字词斟酌上确有一番韵味。

３．４

Ｔ细胞与淋巴因子关于体液免疫的大致过程

描述和图示，修订版教材都补充了“淋巴因子”这一概念，即由Ｔ细胞产生淋巴因子刺激Ｂ细胞的增值、分化。见吴相钰主编的＜普通生物学＞，“活化的Ｔ细胞分泌白细胞介素一２，促进致敏Ｂ淋巴细胞分裂。反复分裂形成的Ｂ细胞克隆分化为效应Ｂ细胞和记忆Ｂ细胞。效应Ｂ细胞（又称浆细胞）产生和分泌大量的抗体分子，分布到血液和体液中【３Ｉ。”

３．５

［１］朱正威，赵占良．２００７．普通高中课程标准实验教科书生物学（必

修）３稳态与环境．北京：人民教育出版社

［２］朱正威，赵占良．２００４．普通高中课程标准实验教科书生物学（必

修３）稳态与环境．北京：人民教育出版社

［３］吴相钰，陈阋增．２００５．普通生物学．北京：高等教育出版社‘［４］张继澍．２００５．植物生理学．北京：高等教育出版社，２４９－２５０

［５］潘瑞炽．２００１．植物生理学．北京：高等教育出版社。１７６～１７７◇

零点位置的斟酌在植物生长素浓度与所起作

万方数据

・１２・

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

２．１

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

万方数据

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

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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

同学评价

厶良

日

表１效果评价表

自我评价厶

评价内容

评价标准

分值

良

口

教师评价

△良

口

总成绩

不厶

日

格

格

格

不合格

格

不合格

提出问题作出假设设计方案设计对照组准备材料进行实验安全使用器具分析现象结论与他人合作交流

写出报告

具备问题意识，提出相关问题根据所提问题，作出有关假设具科学性和可行性只设一个变量根据需要作好准备

完成实验，注意观察现象，记录实验数据、事实等能安全、正确使用。

根据实验事实，进行分析、判断、推理，最后得出结论能与他人合作

写出水平较好的实验报告

１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０

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

生得出本探究实验结论：①在３７。Ｃ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”℃。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…。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行实施时，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

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。Ｃ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℃～１０００Ｃ，５ｍｉｎ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

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。

（湖北省高等学校教学研究项资助，ＮＯ．２００８１１１）

主要参考文献

［１］陈嘉莹．２００５．“探究影响酶活性的因素”的教学设计．生物学教

学３０（５）：４４—４５◆

万方数据

支架式教学方法在生物学探究性实验教学中的有效运用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

廖美芳， 崔鸿， 寇永奎， Liao Meifang， Zui Hong， Kou Yongkui

廖美芳,崔鸿,Liao Meifang,Zui Hong(华中师范大学生命科学学院,武汉,430079)， 寇永奎,Kou Yongkui(江西省九江第一中学,332000)生物学教学

BIOLOGY TEACHING2009，34(8)0次

参考文献(1条)

1. 陈嘉莹 "探究影响酶活性的因素"的教学设计[期刊论文]-生物学教学 2005(05)

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