学习进阶与支架式教学相结合的教学设计

张路洋 陈亚琴 史静娟 李婷婷 苏亚蕊

摘要：支架式教学与学习进阶的结合有助于在课堂教学过程中落实学习进阶。基于反馈调节这一概念，通过构建反馈调节层级模型，梳理其教学主线，建设科学合理的支架，从而帮助学生完成学习进阶，更深入了解反馈调节相关概念。所实施的学习进阶与支架式教学相结合的教学策略，为科学类课程教学提供可复制性和广泛的应用前景。

关键词：学习进阶;支架式教学;教学设计

一、学习进阶与支架式教学

（一）学习进阶

生物学作为科学类课程，其中的概念多是通过观察、比较后归纳出的结果，新概念的引入和现存概念的发展是生物学进展的表现。概念的引入和发展使得生物学概念涵盖面越来越广、内容越来越深奥，如果知识被割裂，以碎片化的形式呈现给学生，将不利于学生对知识进行长期记忆和深入理解，不利于对学科的整体理解。学习进阶是根据学生在学习某一核心概念时所遵循的学习路径，围绕着核心概念规划由简单到复杂且相互关联的概念序列，形成阶级。郭玉英与他的团队在层级复杂度和知识整合等认知理论的基础上，提出了科学概念理解的发展层级模型（见表1）。这一模型的进阶变量为层级，每一层级均描述了对某一核心概念的表现期望。学生按照这一序列进行学习的过程即是由低层级向高层级跨越的过程。若基于学习进阶对生物学的概念进行整合，使之形成由浅入深、相互关联的概念序列，将更加符合人类的认知规律，并且避免广却浅的概念掌握现象。

（二）支架式教学

支架式教学，需要在学生的最近发展区内搭建合理的支架，使学生利用这些支架逐步发现并解决学习中的问题，之后，再逐渐拆除支架，学生主动建构相应知识，解决更高水平的问题。在搭建支架时，教师需要及时了解学生各方面的情况，包括知识储备、心理特征、能力水平等，以确定学生的最近发展区，为学生搭建合理的学习支架。

将支架式教学与学习进阶相结合，采用搭建支架的方式来帮助学生实现概念层级之间的跨越，能够促使学习进阶理论在课堂教学过程中充分发挥作用。

二、基于支架式教学与学习进阶相结合进行教学设计

（一）反馈调节的层级模型构建

2017版课程标准中要求学生能够举例说明激素维持机体的稳态包括反馈调节，但是在高中课程当中，之前学习的代谢过程中的酶反应以及之后要学习的生态系统的自我调节均存在反馈调节的现象。由于血糖调节相比于其他的调节过程更接近学生的生活，并且在初中已经初步了解过，其更容易成为学生的前设经验，因此主要以血糖调节为例进行反馈调节这一概念的教学设计。通过反复测试，总结学生在这一概念学习过程中遇到的迷思概念，并与一线教师进行非结构式访谈，最终整理设计出反馈调节的层级模型（见表2）。

（二）基于学习进阶梳理教学主线

在学习进阶过程中，学生从低层级向高层级的跨越不是一蹴即至的，是需要积累足够的经验才能完成，以血糖调节为切入点，将每一层级进行细化、剖析，整理出本节课教学主线（见图1）。

经验阶段：利用血糖调节实例来引出反馈调节，可以结合学生的已有经验以及直观感受，帮助学生将已有经验与新概念相结合。在这一阶段，教师需要先引导学生意识到人体血糖含量稳定的重要性，激发学生去思考探索血糖的来源以及去向、参与调节血糖的激素。

映射阶段：教师需要指出血糖调节过程中有关反馈调节的具体特征，帮助学生将其特征与反馈调节这一抽象的术语联系起来。

关联阶段：教师引导学生紧扣反馈调节的概念与特征，回忆思考已经学过的反馈调节过程，引导学生学习新的反馈调节的实例，使学生能够做到举一反三，准确区别反馈调节的反应过程。

整合阶段：反馈调节包括负反馈与正反馈两种类型，教师要引导学生学会区分正反馈现象与负反馈现象，并知道正反馈能够维持稳定，负反馈破坏稳定。

（三）基于学习进阶搭建合理支架

教师在教学过程中，应当基于学生已有的知识基础，寻找新知识的生长点，搭建科学合理的支架，从而引导学生自发的、一级一级的构建新知识，从而逐步实现学习进阶过程中的阶与阶的跨越。

1、针对血糖含量搭建支架。第一，工具支架。了解血糖含量稳定的重要性，学生首先需要知道人体正常血糖含量的范围。为了让学生获得科学的数据，教师可以呈现科普视频，科普视频的内容包括正常人的血糖含量范围，高血糖患者的血糖含量以及低血糖患者的血糖含量。在此期间，学生观看视频并注意记录视频中有关血糖含量的数据，从而对人体血糖含量有一个较为准确的了解。第二，问题支架。结合学生日常生活，教师可以创设如下问题：同学们早上有没有吃早饭？没吃早饭的同学是不是觉得有些乏力或者头晕？吃早饭的同学有这些现象吗？这时候我们的血糖是否发生变化？有大大超出正常范围吗？血糖含量的稳定与人体内环境稳态存在着什么关系？这里创设的问题支架是希望学生通过联系生活实际现象，一步步地引起对血糖含量稳定性的重视，并且为之后概念的学习，即血糖的来源和去向做铺垫，暗示学生，饮食是人体血糖的来源之一。

2、针对调节血糖的激素和血糖来源和去向搭建支架。图表支架：展示物质交换图片（见图2），让学生回忆内环境的组成，意识到人体内环境当中有葡萄糖存在，也存在着内分泌腺所分泌的各种激素，参与血糖调节的激素主要有胰岛素、胰高血糖素以及促肾上腺素三种。教师通过图片呈现出组织细胞中血糖的三大去路，并引导学生理解图片中每个箭头的含义。

3、针对血糖调节的过程搭建支架。工具支架：教师可借助课本中模型建构模块的安排，组织学生建立餐后血糖调节的物理模型。学生已经了解了血糖的来源和去向以及调节血糖的激素种类，此时教师需向学生明确模型建构的方法，说明建构的流程，使这一支架达到良好的效果。

圖表支架：在播放视频与模型建构之后，教师可以继续向学生提供一个不完整的血糖调节过程图图示（见图3），引导学生完成填空，完善过程图。这一支架的建立主要目的是让学生自己动脑动手梳理本节课的难点，加深印象。

4、构建“反馈调节”的范例支架。血糖调节过程中的反馈调节维持的是人体内环境的稳定，教师可以引导学生回忆酶反应的反馈调节，出示酶活性调节过程图（见图4），与血糖调节过程图示相对比，分析两个过程的相同之处。在酶促反应中，终产物产量会影响酶的反应速率。同样在血糖调节过程中（见图5），血糖浓度的升高与降低，是根据血糖浓度是否超出正常范围的信号调节的。教师须引导学生归纳出反馈调节的特点，并描述反馈调节的概念。

5、构建正反馈和负反馈的范例支架。反馈调节的两种类型中，其中负反馈较为常见，前边介绍过的血糖调节的过程、甲状腺激素分泌的调节过程、酶活性调节过程等均为负反馈调节，其结果是使整个系统保持在相对稳定状态。而正反馈比较少见，如，排尿、排便、分娩、血液凝固等生命活动是常见的正反馈，教师可借用这些生命活动的过程介绍正反馈。正反馈与负反馈是高中生物中容易混淆的两个概念，教师需要通过大量的实例，让学生区分正反馈与负反馈，并从实例中知道，负反馈维持稳定，正反馈破坏稳定。

生物学作为科学类学科之一，十分适合基于学习进阶进行教学、测试与学习。以反馈调节这一概念为例，创建了这一概念的进阶维度，并构建了实现相关进阶的支架，从而将支架式教学与学习进阶理论相结合，以搭建支架的方式帮助了学生完成学习进阶、向更高的知识水平发展。