支架式教學模式在《氧化還原反應》教學設計中的實踐

王永華

【摘 要】新課程改革以來，調動學生的積極性，培養學生的自主性和創造性，已經成為時代和社會對教育的要求。傳統的化學教學模式已難以適應學生發展的需要，必須重新審視，重塑學生的主體價值為基點的教學改革，轉向學生為中心、學習為中心、學習效果為中心。這樣一來，化學課程教學的總體設計就顯得十分重要，同時也是一個困難的事情。而基于建構主義理論下的“支架式教學”與化學課程改革有著不謀而合，異曲同工之妙。

【關鍵詞】新課改；建構主義；支架式教學模式；教學設計

在整個教育事業中，基礎教育是國家發展的根基，是社會文明進步的基本途徑，是全民素質提高的關鍵。我國黨和政府分析世界基礎教育發展的趨勢，審時度勢，及時采取應對措施，2001年在《國務院關于基礎教育改革與發展的決定》（國發[2001]21號）中明確指出，基礎教育是科教興國的奠基工程，對提高中華民族素質，培養各級各類人才、促進社會主義現代化建設具有全局性、基礎性和先導性作用。

隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深入，近年來，認知學習理論的一個重要分支——建構主義學習理論在西方逐漸流行，且越來越顯示出其強大的生命力，并在世界范圍內日益擴大其影響。如今這種影響在我國教育界也日益顯著。正在全面推出的中小學各科新課程標準就是以建構主義理論為基礎的。建構主義學習理論是新課程改革的一個重要理論基礎，建構主義認為學習并不是學習者機械地將外界知識搬到記憶中，而是在學習者已有的知識和生活經驗的基礎上，通過與外界環境里的各種因素相互作用，在交互作用的過程中獲取和建構自己新的知識體系。建構主義提出了許多富有創新的教學思想。它提倡情境式教學，認為教學應以解決學生在現實生活中的問題為目標，讓學習在與現實相似的情境中進行，使學習者在與環境的相互作用中自行建構知識。建構主義提出并強調“支架式教學”，用支架（建筑用的腳手架）來形象地說明這樣一種教學模式：教師作為支架引導著教學的進行，使學生掌握、建構和內化所學的知識技能，從而使他們進行更高水平的認知活動。

支架式教學是建構主義學習理論三種教學模式（支架式教學、拋錨式教學、隨機進入式教學）之一。“支架”（Scaffold）一詞的運用始于1300年，其原意是指建筑行業的腳手架，也即工人們在建造、修葺或裝飾建筑物時所使用的能夠為他們的建筑材料提供支持的暫時性的平臺、柱子等。當樓房建好后，這種支持就撤掉了。運用到教學中則被形象地描述為一種學習方式：兒童被看作一座建筑，兒童的“學”是在不斷地、積極地、建構自身的過程；教師的“教”則是一個必要的腳手架，支持兒童不斷地建構自己，不斷建造新的能力。

關于什么是支架式教學還沒有一個統一的概念界定，在具體的表述上也不同，但是，這些表述在某種程度上都體現了建構主義關于教與學的理念，特別是教的支持、引導、協助的作用。羅森賽恩（BarakRosenshine&CarlaMeister，1992）認為支架式教學是教師或更有能力的同伴為幫助學生解決獨自不能解決的問題，也即幫助學習者跨越當前水平和目標之間的距離而提供幫助、支持的過程。布魯納和伍德等人（Wood，Bruner & Ross，1976）認為支架式教學是一種幼兒或新手在更有能力的他人幫助下解決問題、完成任務或達到他們在沒有支持的情況下不能達到的目標的過程。這是關于支架式教學目前最廣泛接受的觀點。某種程度上這種形象的比喻迎合了建構主義的學習理論，發展成為今天的“支架式教學法”。

支架式化學教學設計中支架的搭建策略：

范例支架：范例即舉例子，它是符合學習目標要求的學習成果（或階段性成果），往往包含了特定主題的學習中最重要的探究步驟或最典型的成果形式。

問題支架：是學習過程中最為常見的一種支架。相對“框架問題”而言，支架問題系統性較弱，教學經驗豐富的教師會在學生的學習過程中自然地、恰到好處地提供此類支架。

建議支架：當學生在獨立探究或合作學習中遇到困難時，教師提出恰當的建議，有利于學習順利進行。

工具支架：物質的微觀結構既看不見，又摸不著，且化學變化又是在原子的基礎上重新組合的結果，因此教學中單靠語言和文字的描述，學生較難理解和掌握，在以學為主的教學活動中，為了保證學生學習過程的順利實施，可使用PPt、Flash動畫等多媒體工具支架，還可以是傳統的知識庫、掛圖、結構模型、會話、協作、展示平臺、共享平臺，也可以是現代化的BBS、電子白板等。

思維導圖支架：通過思維導圖支架，可以直觀地、立體化地、可視化地體現知識間的關系，在化學教學中尤其是化學復習課的教學中嘗試構建思維導圖支架進行復習，可收到事半功倍的良好效果。

概念圖支架：概念圖包括節點、連線、層級和命題4個基本要素。節點表示概念；連線表示概念之間的陳述；命題是概念之間通過某個連接詞而形成的意義關系；層級包括兩層含義：第一層指同層面中的層級結構，即同一知識領域中的概念依據其概括性水平不同而分層排布，第二是指不同層面的層級結構，即不同知識領域的概念可以就某一概念實現鏈接。

實驗支架：化學是一門以實驗為基礎的科學。實驗不僅僅是化學學科的重要內容，同時也是化學學習和研究的主要方法。

元認知支架：元認知支架就是幫助學生在學習的過程中評估和反思自己的學習過程和學習效果，這類支架可以是一些簡單的提示或設問。

支架式教學法主要由進入問題情景、搭腳手架、獨立探索、協作學習、效果評價等五個環節構成。

《氧化還原反應》支架式教學模式的教學設計：

人教版高中化學必修1第二章《化學物質及其變化》第三節《氧化還原反應》第一課時。

教材分析：初中化學第二單元《我們周圍的空氣》課題二《氧氣》中介紹了氧化反應的定義：物質跟氧發生的化學反應；其特征：一定要有氧參加。并解釋氧化反應里的“氧”既可以是氧氣中的氧，也可以是含氧物質中的氧。但是初中化學教材并沒有提到還原反應，且初中化學教材給出的氧化反應概念具有片面性。進入高中，學習必修1第二章第三節氧化還原反應，第一課時認識氧化還原反應，第二課時認識氧化劑和還原劑。在第一課時氧化還原反應中，從三個角度讓高中生更深入的認識理解氧化還原反應。第一個角度從得氧失氧的角度初步認識氧化還原反應：提出在一個化學反應中有得氧的物質，就有失氧的物質，得出氧化反應和還原反應是同時進行的，氧化反應和還原反應是一對立又統一的現象。由此得出了新的化學反應類型：氧化還原反應。給出若干個氧化還原反應的化學方程式，分析它們的共性，得出都有化合價的變化。再給出一個化學反應，也有化合價的變化，但并沒有得氧失氧，以此得出根據得氧失氧來判斷氧化還原反應是不全面的，氧化還原反應不局限于存在得氧失氧的反應。即從第二個角度認識氧化還原反應：凡是有元素化合價升降的化學反應都是氧化還原反應。第三個角度是分析化合價有升降的實質是電子的轉移。

三維目標

1.知識與技能

（1）通過回顧初中給出的氧化反應的定義，首先從得氧，失氧的角度理解氧化反應和還原反應，并分析得出氧化反應和還原反應是對立又統一不可分割的統一體，引出氧化還原反應的概念。

（2）引導學生進一步了解化學反應根據分類標準不同可有多種分類形式。

（3）能夠根據化學反應中元素化合價是否有升降來判斷氧化還原反應和非氧化還原反應。

（4）能夠理解化學反應中元素化合價的升降其實質是發生了電子轉移，即氧化還原反應的實質是發生了電子轉移。

（5）初步掌握根據化合價的變化和電子轉移的觀點分析氧化還原反應的方法。

2.過程與方法

（1）通過“討論探究式”的學習方式，讓學生學會在大量事實的基礎上分析，探究，得出結論。

（2）通過培養學生思考、分析、解決問題的能力，進一步深刻理解氧化還原反應概念。

（3）通過對氧化還原反應概念認識的過程，讓學生體會科學探究的方法，培養科學探究的能力。

3.情感態度與價值觀

（1）通過對“氧化還原反應”這一概念不斷深入的認識，培養學生用發展的觀點認識事物。

（2）通過創設問題情境，以“討論探究式”的學習方法，培養學生科學探究的精神和態度，激發學生學習化學的興趣和求知欲望。

4.教學重點

用化合價升降和電子轉移的觀點理解氧化還原反應。

5.教學難點

氧化還原反應電子轉移的分析。

6.教學資源

多媒體課件，NaCl形成過程的Flash動畫，HCl形成過程的Flash動畫。

7.教學過程

問題支架：回顧初中學習的四大基本反應類型，多媒體課件給出若干個化學反應，讓學生指出其反應類型。而CO+CuOCu+CO2屬于什么反應類型？

協作學習：由CO（反應物）到CO2（生成物），得氧反應即是氧化反應。

問題支架：CuO（反應物）到Cu（生成物），失去了氧，是什么反應？

建議支架：還原反應。

猜想問題：氧化反應和還原反應的關系。

小組討論：同時發生。

獲得結論：氧化還原反應。

教師總結：氧化反應和還原反應是同時進行的，氧化反應和還原反應是一對立又統一的現象。由此得出新的反應類型：氧化還原反應。

問題支架：如何認識氧化還原反應

小組協作及板書：有氧得失的反應是氧化還原反應

問題支架：多媒體課件列出若干個有氧得失的氧化還原反應，它們有什么共性？

假設與猜想：元素化合價反應前后有變化。

建議支架：（多媒體課件給出）而2Na+Cl2==2NaCl，H2+Cl2===2HCl通過觀察也有化合價的變化，它們是氧化還原反應嗎？

小組討論：

獲得結論：并非只有得氧失氧的反應才是氧化還原反應，凡是有元素化合價升降的化學反應都是氧化還原反應。

結論及板書：氧化還原反應判斷依據：化合價升降（表觀現象）

問題支架：為什么元素化合價發生變化，其實質是什么？

工具支架：NaCl形成過程的Flash動畫，HCl形成過程的Flash動畫。

小組討論：

獲得結論：電子得失或電子對偏移導致元素化合價升降。

總結及板書：氧化還原反應的實質是：電子的轉移（電子得失或電子對的偏移）。

課堂練習：多媒體課件給出。

在這種支架的支撐作用下，不停頓地把學生的智力從一個水平提升到另一個新的更高水平，把學習者的理解逐步引向深入，學生們沿著教師一層一層搭建好的支架奮力向上攀登，真正做到使教學走在發展的前面。這種課程設計有利于追溯科學知識體系構建的本源，使學生形成完整的概念和原理框架，增強對自然科學規律的認知和理解，有利于培養和引導學生的科學思維、自主學習、構建知識和應用知識的能力，真正做到以教師為“主導”，學生為“主體”教學局面，對中學化學教學具有較好的指導和借鑒作用。

參考文獻：

[1]朱琳琳.關于支架式教學基本問題的探討[J].教育導刊，2004，（4）：4一7

[2]高穩.支架式教學模式研究[J].校長閱刊，2005，12：30-34

[3]Winnips J C. Scaffolding by design： a model for www-based learner support[M]. UniversiteitTwente， 2001.8：39

[4]張炳林，寧攀.支架式教學法及其在高中化學教學中的應用[J].中學化學教學參考，2007，（4）：5一7