利用支架協助學生建構化學程序性知識

吳慶生

摘要：利用支架建構化學程序性知識，能降低知識難度，讓學生順利地跨越最近發展區，并獲得解決問題的方法和策略。支架式教學可分為找準最近發展區、精選支點搭建支架、變式鞏固和拆除支架四個環節。在支架式教學實踐中，要多途徑找準最近發展區，靈活地搭建適宜的支架，并注重引導學生回歸自行搭建支架。

關鍵詞：支架；支架式教學；程序性知識；最近發展區；程式

文章編號：1005–6629（2014）2–0017–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 支架的涵義與功效

1.1 支架的提出

支架，原本指建筑行業中使用的“腳手架”。教學中的支架是指教師為學生的學習提供暫時性支持，以協助學生完成自己原本無法獨立完成的任務。

化學程序性知識是指將化學概念和化學原理作為應用對象，是解決化學問題的操作步驟和過程，是用來解決“做什么”和“怎么做”的[1]。如酯與堿反應方程式的書寫、利用蓋斯定律書寫熱化學方程式、平衡常數的計算以及有機合成推斷題等，都涉及程序性知識。由于程序性知識涉及到解決問題的規則和技能，對能力要求較高，是化學教學的重點和難點。而突破化學程序性知識的學習難點，則是分解知識難度，通過搭建一個個支架，利用支架協助學生逐步獲得解決問題的程式和策略。

1.2 支架式教學的原理

支架式教學法是以伍德提出的“支架理論”為基礎的，而“支架理論”則源自于維果茨基的社會建構理論和最近發展區理論[2]。化學教學是在學生已有的知識結構和能力水平的基礎上進行邏輯建構的，學生的“當前發展區”和“潛在發展區”之間，需要教師協助才能夠完成任務的區域稱之為最近發展區[3]。當學生憑借“已有的相關知識和技能”無法獨立達到“教學目標”時，也就是存在學習困難時，需要教師提供支架，借助于支架的梯子功能以突破學習難點。支架式教學的基本原理如圖1所示[4]。

當然，“最近發展區”不是固定不變的，而是隨著“當前發展區”和“潛在發展區”的相對推移而呈螺旋式上升[5]。教師通過創設問題情境，使學生的活動始終維持在各自不同的“最近發展區”內，通過搭建一個個支架，協助學生建構知識，并促使學生的認知發展。

1.3 支架的應用效果

利用支架協助學生建構化學程序性知識，首先，可以分解知識難度，突破學習難點，從而便捷、高效地建構解決問題的策略；其次，利用支架，可以打通靜態知識和動態問題之間的通道，促進了學生對化學概念和化學原理的理解和應用，豐富了化學知識的內涵與外延；最后，利用支架能夠把解決問題的相關知識整合在一起，有利于學生認知結構的優化和解決問題能力的提升。

2 支架式教學的一般思路

一般認為，支架式教學是由搭建“腳手架”、創設情境、協作學習、獨立探索和效果評價五個基本要素組成的[6]。筆者在化學程序性知識的教學實踐過程中，根據程序性知識的建構特點，探索出四環節支架式教學思路。

2.1 找準最近發展區

通過班級課前測試、問卷調查、作業信息反饋、訪談、學生提出的問題等，了解學生的基礎知識、基本技能、學習能力和解決問題的能力等，從而測知學生的“當前發展區”。再根據教學目標和知識技能的特點與內在聯系，并結合學生的“當前發展區”，預測學生在學習環境優良、教學服務優質和努力程度最大化的條件下所能達到的最佳發展水平，即為學生在某方面的“潛在發展區”。學生的“當前發展區”和“潛在發展區”之間最小差距所圍成的區域，就是學生的最近發展區。學生的最近發展區通常表現為在解決某個問題時所暴露的思維障礙和諸多問題等。而教學支架則要搭建在絕大多數學生的“最近發展區”內。

案例1 酯與堿反應方程式的書寫

學生在此前已經學習了酯化反應和羧酸的化學性質，能夠識別出酯基和書寫羧酸與堿的中和反應。但要直接寫出酯與堿的化學反應，跨度太大，會出現很多問題。以CH3COOCH3與NaOH反應為例，由于學生判斷酯基斷鍵的位置不同，會有CH3COONa、CH3OH和HCOONa、CH3CH2OH兩種產物情況出現。同時，學生往往會根據水解反應，在反應物中又加“H2O”和“NaOH”，致使方程式書寫混亂。特別是當遇到有機分子中含有兩個酯基或水解后有酚羥基時（如

2.2 精選支點搭建支架

通過分析教學目標，將目標進行分解，然后倒推分析學生已有的知識結構和能力水平，將支架的“支點”放在絕大多數學生都已掌握的基礎知識和基本技能之上。然后精心挑選一個或多個支架，通過創設問題情境，把新、舊知識“聯動”起來。

[“案例1”的支架搭建]要讓學生掌握酯與堿反應的特點，首先要利用學生已有的“酸脫羥基醇脫氫”形成酯的概念，引導學生準確地判斷酯基的斷鍵位置；然（-C-O-）中的C-O鍵是斷鍵的部位。

學生活動：

①寫出生成CH3COOCH3的酯化反應；

②判斷酯水解時的斷鍵位置；

支架2：水解斷鍵后的產物

支點：酯的水解和酯化反應是可逆反應，所以酯的水解是“酸上羥基醇上氫”。

學生活動：

①寫出CH3COOCH3與H2O反應的方程式；

②CH3COOCH3的水解反應有何特點？

（酸上羥基醇上氫）

支架3：水解產物繼續與堿反應

支點：酯水解后生成的羧酸繼續與堿發生中和反應，而醇則不與堿反應，但酚能與堿反應。

學生活動：

①寫出CH3COOCH3的水解產物與NaOH反應的方程式；

②把CH3COOCH3的水解反應及水解后產物與NaOH的反應合并為總反應式；

2.3 變式鞏固

搭建好支架后，要通過變式練習，以審辯和鞏固解問題的程式。變式練習是建構程序性知識的關鍵環。結合具體實例的變式練習，要具有“由例及類”的型性，同時，變式呈現的易難順序要與學生的認知順相適應。

[“案例1”的變式練習]按照“確定斷鍵位置、寫

通過練習，把不同類型的酯按照從易到難的順序進行變式，能幫助學生掌握酯類與堿反應的實質和規律。

在某一教學時段，只有經過一定量的變式練習并達到鞏固、內化后，才能搭建更高水平支架以建構更新的知識。否則，一味地進行拔高，建構的知識就會不穩固。

2.4 拆除支架

支架式教學減少了學生學習中的不確定性因素，使新舊知識建立了聯系，形成了解決問題的程式。但從教學的初衷來說，設置教學支架是為了最終撤去支架。當學生能夠獨立思考并能順利解決問題時，教師就應及時撤出支架，否則就顯得礙手礙腳、畫蛇添足了[7]。比如，當學生掌握了酯與堿反應的實質后，就不必要再借助于三個支架，直接寫出酯與堿的總反應式即可。但此時學生心中仍要有支架，仍然按照“先水解后中和”的思維模式，只不過此時的支架以簡略、內隱的形式存在。

當然，隨著學生知識和技能的不斷豐富和拓展，必然會產生新問題、新疑惑，這時就需要搭建更新、更高水平的教學支架加以適應。因此，使用教學支架要與時俱進，運用支架的過程也是拆舊建新、不斷提高的過程[8]。

3 支架式教學的實施要點

3.1 多途徑找準最近發展區

學生的“當前發展區”比較容易測知，而“潛在發展區”由于受諸多因素的影響而難以預測，同時學生的最近發展區又是動態的、隱性的，因此，找準最近發展區存在著一定難度。但通過下列途徑，可以為尋找最近發展區提供一些幫助。

首先，化學教師要將自己“降格”為學生層次，從學生的視角去思考和解決問題，這樣比較容易找出學生可能存在的問題。其次，由于不同屆的教學要求和學生基礎具有一定的連續性和穩定性，往屆學生存在的問題可以作為分析當前學生學情的參考和依據。因此，可以利用科組教師的經驗和智慧，做到資源共享。最后，由于每位教師的知識結構和教學風格存在差異，表現在所教班級學生暴露的問題往往具有一定的共性。因此，教師個人要將本班學生在課堂互動、課后作業以及檢測時暴露的問題進行收集與分類，以建立個性化的問題庫，以便找準本班學生存在的問題。

化學教學 2014年第2期

3.2 靈活地搭建適宜的支架

支架式教學的核心是選準支架，適宜的支架能夠讓學生建構知識事半功倍。將目標任務分解為一個個學生能夠勝任的小問題，在解決問題的關鍵環節，利用學生已有的知識和技能搭建支架，通過支架建立新舊知識之間的邏輯聯系，這是建構化學程序性知識的常用方法。

當然，也可以將化學問題與日常生活常識進行類比，從已知的約定成俗的生活實踐經驗中獲得類比支架，藉以突破學生建構程序性知識的難點。

案例2 用沉淀法測定NaCl中Na2SO4的含量的實驗步驟

實驗步驟與洗衣服的流程進行類比：

3.3 引導學生回歸自行搭建支架

教學支架的選擇既有其教學藝術性，更有其知識結構的基礎性和關聯性。化學支架本身既是化學學科知識的組成部分，也是知識相互聯系的紐帶，更是解決問題的橋梁。拆除教學支架一段時間后，學生在解決問題時通常又會出現這樣或那樣的問題，此時，要適時引導學生回顧、回歸解決問題的建構過程，從素材支點出發自行搭建支架，以鞏固和深化學生解決問題的方法和策略。

比如，原電池和電解池電極反應的判斷依據：粒子的放電順序，粒子得失電子的能力強弱，粒子的結構。經常回歸“粒子的結構和得失電子的能力強弱”能深入理解電化學的基礎和實質。

參考文獻：

[1]楊玉平.程序性知識的教學策略[J].天津市教科院學報，2008，（4）：93～94.

[2][6]吳和貴.支架式教學：有效教學的生長點[M].廣州：中山大學出版社，2013：10～19.

[3][5]孫衛國，韓曉紅.由“支架”理論審視教師角色的轉變[J].中學政治教學參考，2005，（2）：18～19.

[4]張炳林，寧攀.支架式教學法及其在高中化學教學中的運用研究[J].教育技術導刊，2007，（2）：12～14.

[7][8]董軍.淺談支架理論在生物教學上的應用[J].學科教育，2012，（1）：190.

[“案例1”的變式練習]按照“確定斷鍵位置、寫

通過練習，把不同類型的酯按照從易到難的順序進行變式，能幫助學生掌握酯類與堿反應的實質和規律。

在某一教學時段，只有經過一定量的變式練習并達到鞏固、內化后，才能搭建更高水平支架以建構更新的知識。否則，一味地進行拔高，建構的知識就會不穩固。

2.4 拆除支架

支架式教學減少了學生學習中的不確定性因素，使新舊知識建立了聯系，形成了解決問題的程式。但從教學的初衷來說，設置教學支架是為了最終撤去支架。當學生能夠獨立思考并能順利解決問題時，教師就應及時撤出支架，否則就顯得礙手礙腳、畫蛇添足了[7]。比如，當學生掌握了酯與堿反應的實質后，就不必要再借助于三個支架，直接寫出酯與堿的總反應式即可。但此時學生心中仍要有支架，仍然按照“先水解后中和”的思維模式，只不過此時的支架以簡略、內隱的形式存在。

當然，隨著學生知識和技能的不斷豐富和拓展，必然會產生新問題、新疑惑，這時就需要搭建更新、更高水平的教學支架加以適應。因此，使用教學支架要與時俱進，運用支架的過程也是拆舊建新、不斷提高的過程[8]。

3 支架式教學的實施要點

3.1 多途徑找準最近發展區

學生的“當前發展區”比較容易測知，而“潛在發展區”由于受諸多因素的影響而難以預測，同時學生的最近發展區又是動態的、隱性的，因此，找準最近發展區存在著一定難度。但通過下列途徑，可以為尋找最近發展區提供一些幫助。

首先，化學教師要將自己“降格”為學生層次，從學生的視角去思考和解決問題，這樣比較容易找出學生可能存在的問題。其次，由于不同屆的教學要求和學生基礎具有一定的連續性和穩定性，往屆學生存在的問題可以作為分析當前學生學情的參考和依據。因此，可以利用科組教師的經驗和智慧，做到資源共享。最后，由于每位教師的知識結構和教學風格存在差異，表現在所教班級學生暴露的問題往往具有一定的共性。因此，教師個人要將本班學生在課堂互動、課后作業以及檢測時暴露的問題進行收集與分類，以建立個性化的問題庫，以便找準本班學生存在的問題。

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3.2 靈活地搭建適宜的支架

支架式教學的核心是選準支架，適宜的支架能夠讓學生建構知識事半功倍。將目標任務分解為一個個學生能夠勝任的小問題，在解決問題的關鍵環節，利用學生已有的知識和技能搭建支架，通過支架建立新舊知識之間的邏輯聯系，這是建構化學程序性知識的常用方法。

當然，也可以將化學問題與日常生活常識進行類比，從已知的約定成俗的生活實踐經驗中獲得類比支架，藉以突破學生建構程序性知識的難點。

案例2 用沉淀法測定NaCl中Na2SO4的含量的實驗步驟

實驗步驟與洗衣服的流程進行類比：

3.3 引導學生回歸自行搭建支架

教學支架的選擇既有其教學藝術性，更有其知識結構的基礎性和關聯性。化學支架本身既是化學學科知識的組成部分，也是知識相互聯系的紐帶，更是解決問題的橋梁。拆除教學支架一段時間后，學生在解決問題時通常又會出現這樣或那樣的問題，此時，要適時引導學生回顧、回歸解決問題的建構過程，從素材支點出發自行搭建支架，以鞏固和深化學生解決問題的方法和策略。

比如，原電池和電解池電極反應的判斷依據：粒子的放電順序，粒子得失電子的能力強弱，粒子的結構。經常回歸“粒子的結構和得失電子的能力強弱”能深入理解電化學的基礎和實質。

參考文獻：

[1]楊玉平.程序性知識的教學策略[J].天津市教科院學報，2008，（4）：93～94.

[2][6]吳和貴.支架式教學：有效教學的生長點[M].廣州：中山大學出版社，2013：10～19.

[3][5]孫衛國，韓曉紅.由“支架”理論審視教師角色的轉變[J].中學政治教學參考，2005，（2）：18～19.

[4]張炳林，寧攀.支架式教學法及其在高中化學教學中的運用研究[J].教育技術導刊，2007，（2）：12～14.

[7][8]董軍.淺談支架理論在生物教學上的應用[J].學科教育，2012，（1）：190.

[“案例1”的變式練習]按照“確定斷鍵位置、寫

通過練習，把不同類型的酯按照從易到難的順序進行變式，能幫助學生掌握酯類與堿反應的實質和規律。

在某一教學時段，只有經過一定量的變式練習并達到鞏固、內化后，才能搭建更高水平支架以建構更新的知識。否則，一味地進行拔高，建構的知識就會不穩固。

2.4 拆除支架

支架式教學減少了學生學習中的不確定性因素，使新舊知識建立了聯系，形成了解決問題的程式。但從教學的初衷來說，設置教學支架是為了最終撤去支架。當學生能夠獨立思考并能順利解決問題時，教師就應及時撤出支架，否則就顯得礙手礙腳、畫蛇添足了[7]。比如，當學生掌握了酯與堿反應的實質后，就不必要再借助于三個支架，直接寫出酯與堿的總反應式即可。但此時學生心中仍要有支架，仍然按照“先水解后中和”的思維模式，只不過此時的支架以簡略、內隱的形式存在。

當然，隨著學生知識和技能的不斷豐富和拓展，必然會產生新問題、新疑惑，這時就需要搭建更新、更高水平的教學支架加以適應。因此，使用教學支架要與時俱進，運用支架的過程也是拆舊建新、不斷提高的過程[8]。

3 支架式教學的實施要點

3.1 多途徑找準最近發展區

學生的“當前發展區”比較容易測知，而“潛在發展區”由于受諸多因素的影響而難以預測，同時學生的最近發展區又是動態的、隱性的，因此，找準最近發展區存在著一定難度。但通過下列途徑，可以為尋找最近發展區提供一些幫助。

首先，化學教師要將自己“降格”為學生層次，從學生的視角去思考和解決問題，這樣比較容易找出學生可能存在的問題。其次，由于不同屆的教學要求和學生基礎具有一定的連續性和穩定性，往屆學生存在的問題可以作為分析當前學生學情的參考和依據。因此，可以利用科組教師的經驗和智慧，做到資源共享。最后，由于每位教師的知識結構和教學風格存在差異，表現在所教班級學生暴露的問題往往具有一定的共性。因此，教師個人要將本班學生在課堂互動、課后作業以及檢測時暴露的問題進行收集與分類，以建立個性化的問題庫，以便找準本班學生存在的問題。

化學教學 2014年第2期

3.2 靈活地搭建適宜的支架

支架式教學的核心是選準支架，適宜的支架能夠讓學生建構知識事半功倍。將目標任務分解為一個個學生能夠勝任的小問題，在解決問題的關鍵環節，利用學生已有的知識和技能搭建支架，通過支架建立新舊知識之間的邏輯聯系，這是建構化學程序性知識的常用方法。

當然，也可以將化學問題與日常生活常識進行類比，從已知的約定成俗的生活實踐經驗中獲得類比支架，藉以突破學生建構程序性知識的難點。

案例2 用沉淀法測定NaCl中Na2SO4的含量的實驗步驟

實驗步驟與洗衣服的流程進行類比：

3.3 引導學生回歸自行搭建支架

教學支架的選擇既有其教學藝術性，更有其知識結構的基礎性和關聯性。化學支架本身既是化學學科知識的組成部分，也是知識相互聯系的紐帶，更是解決問題的橋梁。拆除教學支架一段時間后，學生在解決問題時通常又會出現這樣或那樣的問題，此時，要適時引導學生回顧、回歸解決問題的建構過程，從素材支點出發自行搭建支架，以鞏固和深化學生解決問題的方法和策略。

比如，原電池和電解池電極反應的判斷依據：粒子的放電順序，粒子得失電子的能力強弱，粒子的結構。經常回歸“粒子的結構和得失電子的能力強弱”能深入理解電化學的基礎和實質。

參考文獻：

[1]楊玉平.程序性知識的教學策略[J].天津市教科院學報，2008，（4）：93～94.

[2][6]吳和貴.支架式教學：有效教學的生長點[M].廣州：中山大學出版社，2013：10～19.

[3][5]孫衛國，韓曉紅.由“支架”理論審視教師角色的轉變[J].中學政治教學參考，2005，（2）：18～19.

[4]張炳林，寧攀.支架式教學法及其在高中化學教學中的運用研究[J].教育技術導刊，2007，（2）：12～14.

[7][8]董軍.淺談支架理論在生物教學上的應用[J].學科教育，2012，（1）：190.