運(yùn)用情境支架搭建“非指示性”課堂

王婷

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的基本理念之一是“內(nèi)容聚焦大概念”，指出在教學(xué)過程中明確學(xué)習(xí)要求，確保學(xué)生有相對(duì)充裕的時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠深刻理解和應(yīng)用重要的生物學(xué)概念，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

從《課程標(biāo)準(zhǔn)》可以看出在高中生物教學(xué)中，概念的教學(xué)十分重要，但如果以枯燥定義的形式將概念灌輸給學(xué)生，不但不能發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，還會(huì)降低學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。為了解決這一問題以及更好地發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，研究采用了“非指示性”教育的教學(xué)理念。“非指示性”教育的核心是把人當(dāng)人，自主成長，即把學(xué)生當(dāng)做平等的、獨(dú)立的、積極的生命體，引導(dǎo)學(xué)生自主嘗試、自主判斷、自主反思、自主糾正，從而自主成長?；谠摾砟?，研究采取的措施是：教師為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)逐步搭建多種情境支架，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，將情境支架與學(xué)生的探究學(xué)習(xí)有機(jī)融為一體，自主實(shí)踐構(gòu)建概念，在“非指示性”課堂中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。下面以2019年版浙科版教材中的“物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞”這一課時(shí)中要建構(gòu)的重要概念“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞匠鋈爰?xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝”為例，呈現(xiàn)多種情境支架在“非指示性”課堂中的運(yùn)用。本案例的學(xué)習(xí)內(nèi)容與上位概念及其他有關(guān)概念之間的關(guān)系整理如圖1所示。在本案例中運(yùn)用的情境支架以及所搭建的次位概念過程流程圖如圖2所示。

1 情境支架1：創(chuàng)編詩謎情境支架，激發(fā)學(xué)生探索驅(qū)動(dòng)力

本課時(shí)承接第一課時(shí)的情境，教師仍然以血液中的紅細(xì)胞為主線，為了結(jié)合上節(jié)課詩的情境，又為后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)提供情境，根據(jù)紅細(xì)胞的特點(diǎn)，自編謎語：

形似圓餅雙面凹，鹽中皺縮水中爆，

身披紅袍管中遨，傾盡核質(zhì)為正道。

學(xué)生朗讀謎語后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：①謎底是什么細(xì)胞呢？②“鹽中皺縮水中爆”描述的是什么現(xiàn)象？③第三句詩說明紅細(xì)胞生活在哪里？“傾盡核質(zhì)”又是指什么？

學(xué)生思考后，說出謎底是紅細(xì)胞，并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解釋生物現(xiàn)象：“鹽中縮”的原因是細(xì)胞失水皺縮;“水中爆”是因?yàn)榧?xì)胞細(xì)胞漲破，結(jié)合生活的常識(shí)說出紅細(xì)胞生活的環(huán)境是血漿;最后根據(jù)紅細(xì)胞的特點(diǎn)知道紅細(xì)胞在成熟的過程中有細(xì)胞核的丟失。

設(shè)計(jì)意圖：教師首先以猜謎語的形式為學(xué)生搭建第一個(gè)情景支架，激發(fā)學(xué)生回顧知識(shí)的動(dòng)力，使得學(xué)生可以自主復(fù)習(xí)舊知識(shí)而不會(huì)枯燥乏味，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)紅細(xì)胞生活的環(huán)境以及核的吐出過程產(chǎn)生極其濃厚的興趣。

2 情境支架2：引用模型情境支架，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)

詩謎的后兩句是對(duì)紅細(xì)胞生活的環(huán)境和發(fā)育特點(diǎn)概述，教師播放紅細(xì)胞生活環(huán)境以及發(fā)育特點(diǎn)的視頻，聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞膜時(shí)所構(gòu)建好的細(xì)胞膜模型（圖3），引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題來回顧細(xì)胞膜的功能和結(jié)構(gòu)：①什么物質(zhì)能進(jìn)入紅細(xì)胞？什么物質(zhì)不能進(jìn)入紅細(xì)胞？這體現(xiàn)了膜的什么特性？能進(jìn)入紅細(xì)胞的物質(zhì)又是如何通過細(xì)胞膜的？②膜的基本骨架是什么？起著運(yùn)輸物質(zhì)作用的膜蛋白稱為什么？如何判斷膜內(nèi)外側(cè)？

借助細(xì)胞膜模型，學(xué)生共同回顧：細(xì)胞具有選擇透過性，紅細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進(jìn)紅細(xì)胞，代謝廢物出紅細(xì)胞，同時(shí)回顧細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生已知血漿的環(huán)境以及成熟的紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，但不清楚血漿的基本成分和紅細(xì)胞核的吐核過程。這些內(nèi)容較為抽象，教師可以讓學(xué)生通過視頻，更直觀地了解紅細(xì)胞的具體生活環(huán)境。教師借助學(xué)生之前搭建好的細(xì)胞膜模型，引導(dǎo)學(xué)生由“細(xì)胞選擇性的吸收物質(zhì)”聯(lián)想到細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，突出生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀，同時(shí)也使學(xué)生領(lǐng)悟到知識(shí)之間的聯(lián)系以及模型的多次利用。學(xué)生在回答問題的同時(shí)，能夠潛移默化地理解重要概念“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞匠鋈爰?xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝”。

3 情境支架3：設(shè)計(jì)表格情境支架，學(xué)生自主探究物質(zhì)進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)所需的條件

教師繼續(xù)為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)的情境支架，展示表1并引導(dǎo)學(xué)生思考：①表1中3種物質(zhì)在紅細(xì)胞內(nèi)外分布有什么特點(diǎn)？②這三種物質(zhì)是直接通過脂雙層進(jìn)入細(xì)胞？還是需要載體蛋白的協(xié)助？這個(gè)過程是否消耗ATP 呢？學(xué)生根據(jù)表格完成活動(dòng)1的探究：探究血漿中脂肪酸、葡萄糖和K+三種物質(zhì)進(jìn)入紅細(xì)胞是否需要借助膜上蛋白質(zhì)，是否需要消耗細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的 ATP。小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過探討，培養(yǎng)了觀察現(xiàn)象、提問、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題的能力以及批判性的科學(xué)思維，逐步養(yǎng)成科學(xué)探究素養(yǎng)。在探討的過程中，學(xué)生產(chǎn)生困惑：如何讓細(xì)胞沒有ATP？如何讓細(xì)胞不存在相應(yīng)的載體？為解決學(xué)生的困惑，教師搭建了第四個(gè)情境支架。

4 情境支架4：呈現(xiàn)資料情境支架，學(xué)生主動(dòng)追因究果

承接上個(gè)小情境，教師展示資料：

某課題小組為研究這三種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，取人體紅細(xì)胞若干，將其放在含有一定濃度的脂肪酸溶液、葡萄糖溶液和K+溶液中培養(yǎng)，并分為三組，分別做不同的處理。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)：加入生理鹽水的 A 組中脂肪酸含量降低、葡糖糖含量降低、K+含量降低;加入ATP 抑制劑的 B 組中脂肪酸含量降低、葡萄糖含量降低、K+含量無顯著變化;加入載體蛋白抑制劑的 C 組中脂肪酸含量降低、葡萄糖含量無顯著變化、K+含量無顯著變化。

學(xué)生根據(jù)資料小組合作，完成活動(dòng)2：以小組為單位，分析上述資料，完成表2，并在磁板上推演出三種物質(zhì)進(jìn)入紅細(xì)胞的方式。完成后，每組派兩名代表展示交流。

教師在這一環(huán)節(jié)中作為引導(dǎo)者，不能著急肯定或者否定學(xué)生的回答，而要把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生充分的探討、評(píng)價(jià)、思考。為了更好地達(dá)成“非指示性”的課堂，各小組代表在教室前面用模型材料先后演示脂肪酸、葡萄糖、K+進(jìn)入紅細(xì)胞的動(dòng)態(tài)過程并分析理由，組內(nèi)補(bǔ)充。其他小組深度思考，向展示小組提出問題，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。所有學(xué)生積極參與到課堂探討中，開展思維風(fēng)暴。若學(xué)生經(jīng)過探討后，依然無法達(dá)成共識(shí)，教師則繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生深入的探討。待全班意見一致后，教師及時(shí)給出反饋，并肯定學(xué)生提出問題和自主探究的能力。在本案例中，學(xué)生經(jīng)過激烈的思維的碰撞，得出脂肪酸、葡萄糖、K+進(jìn)入紅細(xì)胞的條件，教師由此先后引入擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的概念。

設(shè)計(jì)意圖：小組分享展示推理成果，可以養(yǎng)成分享探討，合理接受他人觀點(diǎn)的良好習(xí)慣。組間互評(píng)、提問、論證、否定、再推理的過程能夠培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，邏輯推理能力。之后，教師以具體的例子分析物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞所需要的條件，繼續(xù)借助細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型，滲透了生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀;引導(dǎo)學(xué)生分析資料，推理出不同物質(zhì)出入細(xì)胞所需要的條件，培養(yǎng)學(xué)生其獲取關(guān)鍵信息的能力，也更容易幫助學(xué)生理解“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞匠鋈爰?xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”這一重要概念，比直接給學(xué)生灌輸概念更有興趣。此外，這個(gè)學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)了學(xué)生建構(gòu)模型的科學(xué)思維素養(yǎng)。學(xué)生在細(xì)胞膜模型的基礎(chǔ)上模擬物質(zhì)進(jìn)入的動(dòng)態(tài)過程，提升了模型與建模能力，也體現(xiàn)了概念1與概念2的重要聯(lián)系。

5 重現(xiàn)視頻情境搭建支架，首尾呼應(yīng)

教師展示紅細(xì)胞的吐核動(dòng)態(tài)圖片，引導(dǎo)學(xué)生說出胞吞胞吐的過程。學(xué)生應(yīng)用自己的前概念知識(shí)進(jìn)行解釋，并通過閱讀課本進(jìn)行驗(yàn)證。之后，教師引導(dǎo)學(xué)生舉例說明在生物體中存在的胞吞、胞吞現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：教師仍然以紅細(xì)胞為情境，利用紅細(xì)胞在發(fā)育過程中脫核的過程從而進(jìn)行胞吞胞吐的探究，既沒有脫離主線情境，又增加了學(xué)生探究的興趣，小詩的最后一句滲透生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀。利用圖片的分析過程增強(qiáng)了學(xué)生看圖說畫的能力，為學(xué)生提供機(jī)會(huì)利用所學(xué)的知識(shí)嘗試解釋生物中的現(xiàn)象，滲透了社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。

學(xué)生運(yùn)用上面的5種不同形式的情境支架，在合作學(xué)習(xí)活動(dòng)中，層層遞進(jìn)，不斷突破最近發(fā)展區(qū)，繪制出概念圖，從而完成次位概念“舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量;有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白”和次位概念“舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞”的構(gòu)建，聚焦重要概念“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞匠鋈爰?xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝”，最終自主完成“物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞”這一概念的建構(gòu)。教師通過情境支架搭建了“非指示性”課堂，來發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。