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[摘要]执教《生态系统的能量流动》时发现，学生对于各个营养级能量的来源和去路理解不清。要解决这一问题，可运用“支架式教学”，通过搭建“支架”，构建“模型”的方式，把各个营养级的能量来源和去路划归到统一的框架下进行分析，从而降低学生的理解难度，取得了较为理想的教学效果。
[关键词]支架式教学 生态系统的能量流动
[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058（2016）290105
人教版
高中生物必修三《稳态与环境》第五章第二节《生态系统的能量流动》是教学的重点和难点内容，也属于高考的高频考点。笔者在教学实践中发现，学生对于各个营养级能量的来源和去路存在理解瓶颈。基于此，笔者创新教学思路，运用“支架式教学”，通过搭建“支架”，构建“模型”的方式，把各个营养级的能量来源和去路划归到统一的框架下进行分析，降低了学生的理解难度，取得了较为理想的教学效果。
一、支架式教学的内涵和基本流程
支架式教学是在前苏联著名心理学家维果斯基的最近发展区理论的基础上发展起来的一种教学方法。该理论指出，教学不能仅仅保持在学生已有的发展水平上，而应以学生的实际发展水平为基础，以潜在的发展水平为目标，在最近发展区内开展教学，即“教学要走在学生发展的前面”。欧共体“远距离教育与训练项目”的有关文件把支架式教学界定为“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入”。[1]现在研究者们，通常把支架式教学的概念作了简化，认为“支架式教学就是通过提供学习支架以帮助儿童主动建构知识的教学模式”。[2]
一般认为，支架式教学的操作程序包括“搭脚手架——进入情境——独立探索——协作学习——效果评价”[3]五个环节。有研究者将支架式教学在高中生物教学中的应用设计成“创设教学情境——搭建探究支架——尝试自主探究——加强合作学习——学习效果评价”[4]五个部分。笔者在执教本节课时，根据教学内容将支架式教学的操作环节设计为“创设情境，提出问题——搭建支架，构建模型——运用支架，协作学习——撤除支架，独立探索——归纳总结，检测评价”。
二、支架式教学的实施过程
1.创设情境，提出问题
教师：假设你像小说《鲁滨逊漂流记》中的鲁滨逊一样，流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有15千克玉米和一只母鸡。你认为如何利用食物才能么让你维持更长的时间来等待救援？
A.先吃鸡，然后吃玉米；B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。
教师：如果你的选择能让鲁滨逊获得更多的能量，那才能让他的生命维持更长的时间。要解决
这个难题需要学习生态系统中关于能量流动的相关知识。
2.搭建支架，构建模型
以一条具体的食物链为例分析生态系统中能量的流动过程：草→兔→鹰。
分析第一营养级（草）能量的来源和去路，设计以下问题串引导学生自主学习教材：
（1）生态系统所需能量的来源是什么？
（2）太阳能是如何输入到第一营养级的？
（3）流经生态系统的总能量是什么？
（4）输入第一营养级的能量有哪些去路？每个去路是否可以再细分？
（5）如果我们把流入第一营养级的能量设为M，呼吸作用散失的能量设为A，用于生长发育繁殖的能量设为B，请你尝试构建一个能量输入和去路的模型。
教师讲解：能量的去路可以说成两条去路，也可以说成四条去路（如下图）。两条去路，即呼吸作用以热能散失和用于自身生长发育繁殖的储存在有机物中的能量；四条去路，即呼吸作用散失、流入下一营养级分解者利用和未利用部分。而如果长期来看，也可以把未利用部分划归到被分解者利用，因此也可以认为是三条去路，即呼吸作用散失、流入下一营养级和被分解者利用。
用字母表示其关系：M=A B，B=B1 B2 B3， 即M=A B=A B1 B2 B3=A B1 （B2 B3）。
分析处于第二营养级（兔子）种群能量的来源和去路，回答以下问题：
（1）兔子的能量是从哪里来的？
（2）兔子吃进去的草中的能量能否被兔子全部吸收？为什么？
（3）输入兔子体内的能量又有哪些去路呢？
3.撤除支架，协作学习
展示赛达伯格湖能量流动图片，小组合作，交流讨论以下问题：
（1）在生产者的能量流入和输出的各数字上用M、A、B、B1、B2、B3表示出来，并列出等量关系。
（2）列式计算出植食性动物用于生长发育繁殖的能量是多少？
（3）处于食物链末端的肉食性动物能量去路比其他动物少哪一部分？
（4）如果用下一营养级同化量/上一营养级同化量*100%表示能量传递效率，请计算赛达伯格湖中第一、二营养级和第二、三营养级的能量传递效率。
梳理生态系统中能量流动的特点：单向流动、逐级递减。
（1）从方向上看，能量流动能不能逆转？能不能循环流动？
（2）从数值上看，能量为何不会百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
4.归纳总结，检测评价
（1）回顾鲁滨逊遇到的难题，到底应该选择A方案还是B方案呢？
（2）总结本节课的收获。
（3）课堂检测练习题。
三、关于支架式教学的反思
在本节课中，通过逐级分析“草→兔→鹰”食物链，把能量的输入和去路构建成数学等量关系模型，这一模型是本节课最重要的“支架”。在此支架的辅助下，学生能够理解、建构和内化所学的知识与技能，接着再撤除支架，让学生协作分析赛达伯格湖的能量流动过程，完成对所学知识的实践运用，达成学生的学习目标。
高中生在知识基础和理解能力方面个体差异较大，教师准确分析判断自己班级学生的发展水平，根据教学内容搭建恰当的“教学支架”是實施支架式教学，提高课堂效率的关键点；另一方面，对图表、模型、问题及范例等各种“支架”形式的合理搭配，从而顺应学生的认知特点也是非常重要的。当然，教无定法，并不是每一节课都适合采用支架式教学，教师还需要综合考虑教学内容、学生水平以及教学条件等各种因素，选择最优教学策略，因材施教。
[注释]
[1] 魏志平.支架式教学方法[J].数学通讯，2003 （19）.
[2] 杜军.“支架式”教学应重视“脚手架”的搭建[J].教育理论与实践，2005（7）.
[3] 刘杰.支架式教学模式与课堂教学[J].贵州师范学院学报，2010（3）.
[4] 姜海瑞.“支架式教学”在高中生物学教学中的应用[J].生物学通报，2012（12）.
（责任编辑黄春香）
[关键词]支架式教学 生态系统的能量流动
[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058（2016）290105
人教版
高中生物必修三《稳态与环境》第五章第二节《生态系统的能量流动》是教学的重点和难点内容，也属于高考的高频考点。笔者在教学实践中发现，学生对于各个营养级能量的来源和去路存在理解瓶颈。基于此，笔者创新教学思路，运用“支架式教学”，通过搭建“支架”，构建“模型”的方式，把各个营养级的能量来源和去路划归到统一的框架下进行分析，降低了学生的理解难度，取得了较为理想的教学效果。
一、支架式教学的内涵和基本流程
支架式教学是在前苏联著名心理学家维果斯基的最近发展区理论的基础上发展起来的一种教学方法。该理论指出，教学不能仅仅保持在学生已有的发展水平上，而应以学生的实际发展水平为基础，以潜在的发展水平为目标，在最近发展区内开展教学，即“教学要走在学生发展的前面”。欧共体“远距离教育与训练项目”的有关文件把支架式教学界定为“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入”。[1]现在研究者们，通常把支架式教学的概念作了简化，认为“支架式教学就是通过提供学习支架以帮助儿童主动建构知识的教学模式”。[2]
一般认为，支架式教学的操作程序包括“搭脚手架——进入情境——独立探索——协作学习——效果评价”[3]五个环节。有研究者将支架式教学在高中生物教学中的应用设计成“创设教学情境——搭建探究支架——尝试自主探究——加强合作学习——学习效果评价”[4]五个部分。笔者在执教本节课时，根据教学内容将支架式教学的操作环节设计为“创设情境，提出问题——搭建支架，构建模型——运用支架，协作学习——撤除支架，独立探索——归纳总结，检测评价”。
二、支架式教学的实施过程
1.创设情境，提出问题
教师：假设你像小说《鲁滨逊漂流记》中的鲁滨逊一样，流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有15千克玉米和一只母鸡。你认为如何利用食物才能么让你维持更长的时间来等待救援？
A.先吃鸡，然后吃玉米；B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。
教师：如果你的选择能让鲁滨逊获得更多的能量，那才能让他的生命维持更长的时间。要解决
这个难题需要学习生态系统中关于能量流动的相关知识。
2.搭建支架，构建模型
以一条具体的食物链为例分析生态系统中能量的流动过程：草→兔→鹰。
分析第一营养级（草）能量的来源和去路，设计以下问题串引导学生自主学习教材：
（1）生态系统所需能量的来源是什么？
（2）太阳能是如何输入到第一营养级的？
（3）流经生态系统的总能量是什么？
（4）输入第一营养级的能量有哪些去路？每个去路是否可以再细分？
（5）如果我们把流入第一营养级的能量设为M，呼吸作用散失的能量设为A，用于生长发育繁殖的能量设为B，请你尝试构建一个能量输入和去路的模型。
教师讲解：能量的去路可以说成两条去路，也可以说成四条去路（如下图）。两条去路，即呼吸作用以热能散失和用于自身生长发育繁殖的储存在有机物中的能量；四条去路，即呼吸作用散失、流入下一营养级分解者利用和未利用部分。而如果长期来看，也可以把未利用部分划归到被分解者利用，因此也可以认为是三条去路，即呼吸作用散失、流入下一营养级和被分解者利用。
用字母表示其关系：M=A B，B=B1 B2 B3， 即M=A B=A B1 B2 B3=A B1 （B2 B3）。
分析处于第二营养级（兔子）种群能量的来源和去路，回答以下问题：
（1）兔子的能量是从哪里来的？
（2）兔子吃进去的草中的能量能否被兔子全部吸收？为什么？
（3）输入兔子体内的能量又有哪些去路呢？
3.撤除支架，协作学习
展示赛达伯格湖能量流动图片，小组合作，交流讨论以下问题：
（1）在生产者的能量流入和输出的各数字上用M、A、B、B1、B2、B3表示出来，并列出等量关系。
（2）列式计算出植食性动物用于生长发育繁殖的能量是多少？
（3）处于食物链末端的肉食性动物能量去路比其他动物少哪一部分？
（4）如果用下一营养级同化量/上一营养级同化量*100%表示能量传递效率，请计算赛达伯格湖中第一、二营养级和第二、三营养级的能量传递效率。
梳理生态系统中能量流动的特点：单向流动、逐级递减。
（1）从方向上看，能量流动能不能逆转？能不能循环流动？
（2）从数值上看，能量为何不会百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
4.归纳总结，检测评价
（1）回顾鲁滨逊遇到的难题，到底应该选择A方案还是B方案呢？
（2）总结本节课的收获。
（3）课堂检测练习题。
三、关于支架式教学的反思
在本节课中，通过逐级分析“草→兔→鹰”食物链，把能量的输入和去路构建成数学等量关系模型，这一模型是本节课最重要的“支架”。在此支架的辅助下，学生能够理解、建构和内化所学的知识与技能，接着再撤除支架，让学生协作分析赛达伯格湖的能量流动过程，完成对所学知识的实践运用，达成学生的学习目标。
高中生在知识基础和理解能力方面个体差异较大，教师准确分析判断自己班级学生的发展水平，根据教学内容搭建恰当的“教学支架”是實施支架式教学，提高课堂效率的关键点；另一方面，对图表、模型、问题及范例等各种“支架”形式的合理搭配，从而顺应学生的认知特点也是非常重要的。当然，教无定法，并不是每一节课都适合采用支架式教学，教师还需要综合考虑教学内容、学生水平以及教学条件等各种因素，选择最优教学策略，因材施教。
[注释]
[1] 魏志平.支架式教学方法[J].数学通讯，2003 （19）.
[2] 杜军.“支架式”教学应重视“脚手架”的搭建[J].教育理论与实践，2005（7）.
[3] 刘杰.支架式教学模式与课堂教学[J].贵州师范学院学报，2010（3）.
[4] 姜海瑞.“支架式教学”在高中生物学教学中的应用[J].生物学通报，2012（12）.
（责任编辑黄春香）