初中生物學(xué)課堂認知體驗式學(xué)習(xí)探索

伯海英

(福建省廈門市教育科學(xué)研究院 361004)

中學(xué)生物學(xué)課程在學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展方面的基本價值，是讓學(xué)生形成生命觀和生物學(xué)基本觀點，提升科學(xué)素養(yǎng)[1]。 體驗式學(xué)習(xí)通過學(xué)生親身經(jīng)歷各種學(xué)習(xí)活動，綜合運用學(xué)科觀念、方法、知識與技能解決新問題，促進學(xué)生在認知、體驗和感悟中提升學(xué)科核心素養(yǎng)。依據(jù)學(xué)習(xí)目標、內(nèi)容和過程的不同，體驗式學(xué)習(xí)可分為認知體驗式、情感體驗式和行動體驗式三種基本形態(tài)[2]。筆者通過研究和實踐發(fā)現(xiàn)，認知體驗式學(xué)習(xí)在學(xué)生建構(gòu)生物學(xué)概念中發(fā)揮重要作用，它與情感體驗、行動體驗相互補充，有利于增進學(xué)習(xí)效果。

1 認知體驗式學(xué)習(xí)模式適用于初中生物學(xué)課堂

組織心理學(xué)家?guī)觳?D.Kolb)吸收杜威、羅杰斯等人的合理思想，提出了著名的“體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模式”，即包括具體的體驗、觀察與反思、抽象概念的形成、在新情境中檢驗概念的意義等四個階段的循環(huán)周期[3]。認知體驗式學(xué)習(xí)符合該模型，適用于以獲得知識為主的體驗式學(xué)習(xí)，同時有助于學(xué)生發(fā)展認知技能。

初中生物學(xué)教學(xué)中，生物學(xué)概念建構(gòu)需要事實的支撐，這些事實一部分來自生活觀察、實驗觀察等，還有很大一部分來自圖片、動畫、視頻、文字等學(xué)習(xí)素材，這些素材通過教師精心創(chuàng)設(shè)的活動情境呈現(xiàn)出來，學(xué)生通過分析、比較、推理、綜合等理性思維途徑建立概念，深化對生命現(xiàn)象、生物學(xué)問題的理解，并總結(jié)歸納出可以遷移應(yīng)用的生物學(xué)原理、規(guī)律。上述學(xué)習(xí)過程，正符合認知體驗式學(xué)習(xí)所秉持的觀點。

案例1 人教版七年級“食物的消化”片段教學(xué)設(shè)計：“食物的消化過程”是微觀、抽象的知識點，常用教法是分別講解蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等三類大分子營養(yǎng)物質(zhì)如何被消化，可能導(dǎo)致學(xué)生死記硬背。若依據(jù)圖1 的思維邏輯指導(dǎo)學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)，則有利于學(xué)生掌握知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，并有助于學(xué)生將食物消化過程與消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，理解“結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”的生物學(xué)觀點。

本案例是以建構(gòu)“營養(yǎng)物質(zhì)的消化”為主要目的開展認知體驗式學(xué)習(xí)，整堂課貫穿著相互聯(lián)系的問題，等待學(xué)生逐一解決。學(xué)生的具體體驗來自實驗、插圖、動畫等，經(jīng)歷“提出問題→具體體驗，感知學(xué)習(xí)→觀察，獲取信息→尋找證據(jù)，反思→發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建構(gòu)概念”的過程，以科學(xué)事實為基礎(chǔ)，反思修正原有認識，體驗知識的來龍去脈，同時體驗獲得該知識的學(xué)習(xí)方法及運用該知識解決問題的思維方法。

圖1 “食物的消化過程”的認知體驗式學(xué)習(xí)

認知體驗式學(xué)習(xí)，要求既要按照知識的邏輯順序呈現(xiàn)內(nèi)容，又要采取有效方式讓學(xué)生獲得體驗，知識中蘊含體驗，體驗中獲取知識。實際上，學(xué)生建構(gòu)概念的過程，就是在新舊概念之間尋找新的平衡的過程，教師應(yīng)把握、揭示恰當?shù)摹靶颉?，既反映知識之間的邏輯關(guān)系，又符合學(xué)生的認知規(guī)律，使學(xué)習(xí)內(nèi)容本身具有良好的結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生獲得知識、發(fā)展認知技能或認知體驗。

2 創(chuàng)設(shè)認知體驗式學(xué)習(xí)的兩類情境

認知體驗式學(xué)習(xí)強調(diào)認知的情境性，強調(diào)知識是在具體情境中建構(gòu)的，認知情境可以大致分為真實情境和虛擬情境。

真實情境可以來自于日常所處的環(huán)境，人們用感官自覺或不自覺地、直接獲得的知識體驗，學(xué)生對于這些熟悉的事物和情境能較快產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)想，激活原來積累的經(jīng)驗；也可來自有目的觀察，比如觀察動物行為、觀察植株生長，觀察光合作用的原料或產(chǎn)物，觀察非生物因素對生物的影響等。在課堂教學(xué)中，教師要創(chuàng)造更多的實物觀察、實驗操作的機會。

虛擬情境主要是針對模擬微觀、抽象的生物學(xué)現(xiàn)象，濃縮漫長的生物進化歷程，再現(xiàn)生物之間復(fù)雜的相互關(guān)系等等。模擬生物結(jié)構(gòu)的：如模擬制作動物細胞，模擬制作小腸壁結(jié)構(gòu)模型，模擬病毒的結(jié)構(gòu)；模擬生物學(xué)原理的：如用雞卵卵殼膜模擬半透膜研究細胞膜的通透性，模擬肺與外界的通氣，模擬尿液的形成等；模擬生物學(xué)規(guī)律的：如用兩色圍棋子模擬人的性別遺傳，模擬保護色的形成等；模擬生活現(xiàn)象的：如用換水游戲模擬艾滋病的傳播、模擬外傷自救和互救；模擬參與社會決策的：如模擬法庭討論保護珍稀動物等。這部分情境有待于進一步挖掘并運用，亟需引起教師的重視。

無論選用何種類型的學(xué)習(xí)情境，都應(yīng)該調(diào)動學(xué)生運用多種感官去獲得豐富的體驗，在現(xiàn)實可行的前提下應(yīng)盡可能采用真實情境，虛擬情境也要盡可能反應(yīng)真實情境的重要元素。學(xué)習(xí)情境越真實，學(xué)生的體驗就會越深刻，并且無論情境真實與否，都要注意使學(xué)生產(chǎn)生真實的體驗。

3 根據(jù)學(xué)習(xí)目標選擇認知體驗式學(xué)習(xí)的深度

根據(jù)學(xué)習(xí)目標、內(nèi)容的不同，認知體驗式學(xué)習(xí)的過程可簡可繁。我們在實踐中，嘗試根據(jù)課標的水平要求，對不同水平的認知體驗式學(xué)習(xí)提出分層要求。

3.1 以感知為主要目標 生物課程標準中屬于“了解”層次的內(nèi)容，要求學(xué)生能夠再認或回憶知識，識別或辨認事實或證據(jù)，能夠舉出實例，描述對象的基本特征。一般來講，學(xué)生只需要經(jīng)歷感知的過程，對解釋、抽象的要求不高。

案例2 “了解細胞中的物質(zhì)”：細胞中的物質(zhì)對于學(xué)生來說是抽象的，教師設(shè)計循序漸進的四個觀察情境，幫助學(xué)生獲得感知。①觀察紅墨水擴散實驗、觀察方糖溶解在涼開水中并品嘗、觀看蔗糖分子擴散到水分子的縫隙的動畫課件：感知“物質(zhì)由分子構(gòu)成”；②觀察糖、油、水、鹽等是否燃燒：感知“有機物和無機物主要區(qū)別在于是否含有碳，是否可燃燒”；③觀看水果、雞蛋、牛奶、花生及蔬菜等圖片并聯(lián)系生活經(jīng)驗：感知“生物體內(nèi)含有不同的物質(zhì)”；④觀察小麥種子燃燒：感知“細胞含有有機物和無機物”。

上述活動用時7分鐘左右，學(xué)生經(jīng)歷直觀的感知過程，就可以達成“了解細胞中的物質(zhì)”的目標。通過本例也可以看出，體驗式學(xué)習(xí)所獲得的知識有鮮活的情境支撐，所獲得的記憶比接受學(xué)習(xí)更加豐富、全面，其情節(jié)記憶為知識提取提供了更多的線索。

3.2 感知目標與反思目標并重 生物課程標準中屬于理解、應(yīng)用水平的內(nèi)容，要求學(xué)生把握內(nèi)在邏輯聯(lián)系，進行解釋、推斷，提供證據(jù)，在新情境中使用抽象的概念、原理，在不同情境下建立合理的聯(lián)系，這就對學(xué)生在感知基礎(chǔ)上的反思提出較高的要求。

案例3 “區(qū)別動物的先天性行為和學(xué)習(xí)行為”：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認為：學(xué)習(xí)要在活動中進行建構(gòu)，學(xué)生對自己的活動過程應(yīng)不斷地進行反省、概括和抽象。反思是認知體驗式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，學(xué)生對觀察到的事實、現(xiàn)象進行分析、概括，將直接經(jīng)驗和抽象概念聯(lián)系起來，體現(xiàn)為一種探究性、理性的思維活動。本案例是學(xué)生建構(gòu)“先天性行為”和“學(xué)習(xí)行為”概念的課堂學(xué)習(xí)過程，教師設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的情境，引導(dǎo)學(xué)生逐步獲得深度感知，伴隨每個環(huán)節(jié)的反思交流，抽象出概念的關(guān)鍵詞，在新情境中運用概念進行分析、解釋，鞏固了學(xué)生對概念的理解(表1)。

表1 “區(qū)別動物的先天性行為和學(xué)習(xí)行為”認知體驗式教學(xué)設(shè)計

3.3 以提升元認知為主要目標 課堂情境中還有一種特殊形式的認知體驗式學(xué)習(xí)，它不以獲得關(guān)于客觀世界的知識為主，而以獲得關(guān)于認知活動的知識即元認知知識為主[2]，在初中生物學(xué)教學(xué)中有不少這類的例子。例如，在運用概念圖分析歸納光合作用和呼吸作用過程的知識時，體驗概念圖在辨析概念相互關(guān)系中的優(yōu)勢；在分析基因在親子代間傳遞規(guī)律時，體驗?zāi)嫦蛩季S在推理中的作用；在擔當“小老師”過程中，體驗如何做計劃、組織、調(diào)節(jié)；在課堂小結(jié)中，除了總結(jié)學(xué)到的知識，還可以反思自己用了哪些學(xué)習(xí)方法，哪些是有效的？如何發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的不足，如何調(diào)整？等等。 學(xué)生用語言表達感受的過程，就是對體驗進行具體化的過程，課堂互動也有助于學(xué)生產(chǎn)生新的感受，這是一個再體驗的過程。

4 體驗式學(xué)習(xí)應(yīng)注重整體協(xié)同

初中生物學(xué)課程中，除了常用認知體驗式學(xué)習(xí)，還有很多內(nèi)容適用于學(xué)習(xí)操作技能、行為方式的行動體驗式學(xué)習(xí)，也有在知識、技能學(xué)習(xí)中所帶來的成功、感嘆、困惑、難過等情感體驗。因此，在實際教學(xué)中，體驗式學(xué)習(xí)的三種形態(tài)(即認知體驗、行動體驗和情感體驗)，往往是相互伴隨出現(xiàn)的。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，選擇更有益于目標達成的體驗方式。

案例4 “說明動物的運動依賴于一定的結(jié)構(gòu)”： 教師提供筷子、橡皮筋、回形針、橡膠管等物品，引導(dǎo)學(xué)生分組討論、制作關(guān)節(jié)模型。第一次所做的模型均不能反映骨、關(guān)節(jié)、肌肉的關(guān)系，對于學(xué)生產(chǎn)生的思維沖突“到底是肌肉拉動骨運動、還是骨拉動肌肉運動”，教師沒有急于解釋，而是請學(xué)生分析教材、教學(xué)課件中提供的資源，結(jié)合體驗屈肘、伸肘動作進行分析,學(xué)習(xí)骨、關(guān)節(jié)、肌肉的有關(guān)知識。在理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，學(xué)生情緒非常高漲，再進行第二次模擬制作活動，學(xué)生自主糾錯，制作正確率達到90%左右。

認識關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能是達成“說明動物的運動依賴于一定的結(jié)構(gòu)”教學(xué)目標的重要內(nèi)容之一。既可以選用認知體驗式學(xué)習(xí)，通過觀察圖、文，調(diào)動自身運動體驗來理解；也可以像本例一樣進行“模擬制作關(guān)節(jié)模型”的行動體驗式學(xué)習(xí)。在行動體驗的過程中，認知體驗以恰當?shù)姆绞饺谌?，情感體驗水到渠成，知、情、意相溶，符合初中生認知特點，有利于知識、能力、情感態(tài)度價值觀三維目標綜合實現(xiàn)。