基于認(rèn)知過程 設(shè)計有意義的生物課程學(xué)習(xí)

伯海英 陳 欣

（1.廈門市教育科學(xué)研究院，福建 廈門 361004；2.福建教育學(xué)院理科研修部，福建 福州 350025）

學(xué)習(xí)的遷移是指運用已有知識、方法去學(xué)習(xí)新內(nèi)容、解決新問題，遷移是有意義學(xué)習(xí)的標(biāo)志。［1］課堂教學(xué)應(yīng)幫助學(xué)生形成遷移的能力，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。教師應(yīng)從制定教學(xué)目標(biāo)開始，就著眼于促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移，而不是只關(guān)注學(xué)習(xí)的保持。

一、機(jī)械學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)習(xí)的保持

在中學(xué)生物學(xué)課程學(xué)習(xí)中，有一些學(xué)生通常能夠認(rèn)真閱讀課本，整理出關(guān)鍵事實、原理，并記住它們。如果測試這些內(nèi)容，幾乎能正確地呈現(xiàn)，但無法運用這些原理解決新情境中的問題，這種學(xué)習(xí)就屬于“機(jī)械學(xué)習(xí)”。機(jī)械學(xué)習(xí)是十分低效、甚至是有害的學(xué)習(xí)方式，造成學(xué)生沒有真正理解概念和原理。目前機(jī)械學(xué)習(xí)仍普遍存在，究其原因除了學(xué)生個體智力類型不同之外，落后的教學(xué)觀和教學(xué)方法是機(jī)械學(xué)習(xí)的“元兇”。

以人教版八年級下冊《生物學(xué)》“基因的顯性和隱性”為例，本節(jié)的知識主要有以下幾種類型。

表1 “基因的顯性和隱性”知識類型

如果教師關(guān)注學(xué)習(xí)的保持，則可能制定的教學(xué)目標(biāo)①說出性狀、相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、顯性基因、隱性基因等名詞的定義，識別相關(guān)符號；②說出基因在親子代間傳遞規(guī)律；③描述孟德爾豌豆雜交實驗中的基因傳遞；④識記“無中生有是隱性”口訣。

這種保持型的教學(xué)目標(biāo)，可能導(dǎo)致學(xué)生以死記硬背的方式解答問題，不可避免地發(fā)生機(jī)械學(xué)習(xí)即將學(xué)習(xí)看作是習(xí)得知識，把新信息添加到記憶中，忽略學(xué)生對概念的理解和應(yīng)用。

二、有意義的學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)習(xí)的遷移

有意義的學(xué)習(xí)認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于一定的新情境，通過與學(xué)習(xí)環(huán)境的互動，自我建構(gòu)意義。在有意義的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生參與主動認(rèn)知加工活動，想辦法分析問題，形成問題解決方案，最終解決新問題。［1］如圖1所示。

圖1 有意義的學(xué)習(xí)過程

有意義的學(xué)習(xí)過程不僅為學(xué)生提供解決問題的辦法，還提供了知識遷移應(yīng)用的認(rèn)知過程。因此，有意義的學(xué)習(xí)要求教學(xué)超越簡單呈現(xiàn)事實性知識，應(yīng)幫助學(xué)生通過理解、分析、應(yīng)用等認(rèn)知過程，將新信息與已有知識、方法融為一體。并通過將學(xué)習(xí)目標(biāo)置于新情境中的測評方式，檢測學(xué)生是否達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，而非簡單要求學(xué)生回憶或識別事實性知識。

三、基于認(rèn)知過程設(shè)計有意義的學(xué)習(xí)

按照布魯姆的目標(biāo)分類理論，“記憶/回憶”是與學(xué)習(xí)保持相關(guān)的認(rèn)知過程，其他五個認(rèn)知類別，理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造等都與學(xué)習(xí)遷移有密切關(guān)系。這些認(rèn)知過程與具體學(xué)科情境相結(jié)合，常常被用于促進(jìn)有意義的學(xué)習(xí)。

以分析三個家庭直發(fā)和卷發(fā)這對相對性狀的遺傳情境為例（如表2），要求學(xué)生通過分析個體的性狀表現(xiàn)，推斷顯性性狀、隱性性狀和個體相應(yīng)的基因型。

表2 直發(fā)和卷發(fā)的遺傳情境

學(xué)生解決上述問題，需要經(jīng)歷以下認(rèn)知過程：①解釋。理解表2給定的情境是討論直發(fā)、卷發(fā)這一對相對性狀，分析與解釋三個家庭子代的性狀表現(xiàn)和基因型。②回憶?；貞浻嘘P(guān)顯性性狀、隱性性狀、顯性基因、隱性基因、基因型等事實性知識。③組織。建立起直發(fā)、卷發(fā)性狀與熟悉的孟德爾豌豆雜交實驗情境之間的關(guān)系。④分析。按照基因傳遞的規(guī)律分析顯性性狀、隱性性狀。⑤生成。按照基因傳遞規(guī)律解答問題。

可見，通過源于生活的真實的問題情境所引發(fā)的認(rèn)知過程，有助于學(xué)習(xí)的遷移。實際上，自然、生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象往往是復(fù)雜的，包含冗余、干擾信息，從中發(fā)現(xiàn)解決問題的線索往往需要敏銳的洞察力、激發(fā)并靈活運用多種認(rèn)知過程?；谡J(rèn)知過程設(shè)計有意義的學(xué)習(xí)，應(yīng)立足于學(xué)生“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”，促進(jìn)學(xué)生更好地融入生活。

因此，如果從促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移的角度設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)，“基因的顯性和隱性”教學(xué)時，關(guān)注認(rèn)知過程的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以設(shè)計為：①舉例解釋性狀、相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、顯性基因、隱性基因等概念；②對具體情境中的遺傳現(xiàn)象進(jìn)行分類、比較，分析基因傳遞的過程；③從具體情境中區(qū)別、選擇用于推斷基因傳遞結(jié)果的有效信息，正確推斷其結(jié)果；④檢查、評價基因傳遞的過程和結(jié)果。

為保障上述學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)，應(yīng)設(shè)計下列相關(guān)的學(xué)習(xí)活動。

活動1從“想一想，議一議”設(shè)疑，在性狀和基因之間建立關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生理解概念性知識。

活動2比較孟德爾豌豆雜交實驗中莖的高矮、種皮顏色、種子形狀等三組相對性狀在子一代、子二代中的性狀表現(xiàn)，歸納規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生理解概念性知識。

活動3以莖的高矮為例，教師講解基因從親代到子一代、子二代的傳遞過程，并用符號表示，促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用程序性知識。

活動4學(xué)生模仿教師，分析“黃色種子×綠色種子”“圓形種子×皺縮種子”的基因傳遞過程，促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用程序性知識。

活動5教師指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)一對相對性狀基因傳遞的推理方法，幫助學(xué)生回憶已學(xué)知識，提高元認(rèn)知知識。

活動6學(xué)生運用一對相對性狀基因傳遞的推理方法，嘗試分析新情境中基因傳遞過程和結(jié)果，促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用程序性知識。

為了保證學(xué)習(xí)遷移有意義的學(xué)習(xí)，應(yīng)注意所制定的教學(xué)目標(biāo)是否利于有意義的學(xué)習(xí)？從學(xué)習(xí)活動內(nèi)容與目標(biāo)是否一致？學(xué)生喜歡這些學(xué)習(xí)活動嗎？同時，對目標(biāo)達(dá)成度的有效推斷應(yīng)基于兩個關(guān)鍵點，一是真實的測評任務(wù)，二是用于評價學(xué)生完成度的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是主觀題的評價細(xì)則對于目標(biāo)推斷是不可缺少的。為了促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)評價活動的設(shè)計，要求學(xué)生對自己做出的選擇和判斷進(jìn)行檢查，對最終的結(jié)果作出評價。

四、有意義的學(xué)習(xí)需要高階認(rèn)知過程

不能體現(xiàn)思維過程的學(xué)習(xí)，不是有意義的學(xué)習(xí)。在教學(xué)實施過程中，往往存在教師“越俎代庖”的情形，有些教學(xué)雖然設(shè)計了所謂“探究”“選擇”“分析”“評價”等高階認(rèn)知活動，但有時僅僅是“花架子”，并未真正實施。有些教師急于完成預(yù)設(shè)環(huán)節(jié)，甚至包辦回答的敘述部分，比如，關(guān)于相對性狀的表述，教師敘述“同種……同一……的不同……”學(xué)生只需“填空式”作答其中留白的詞匯，這樣的教學(xué)連“回憶”的目標(biāo)都無法達(dá)成，更不用說高階目標(biāo)，顯然是十分表淺的學(xué)習(xí)。長此以往，教師認(rèn)為自己“該講的都講了”，但學(xué)生卻“不知其所以然”，無法在新情境中分析和解決問題。

教學(xué)時間不足，也是部分教師不敢或不愿開展包含高階思維的學(xué)習(xí)活動的理由之一。課堂容量過大，確實不利于有意義學(xué)習(xí)的真正發(fā)生，問題過多、活動過多，環(huán)節(jié)過多，可能導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)接不暇，無法深入思考。解決時間問題的操作性辦法之一是開展主題單元教學(xué)。

主題單元教學(xué)要求教師聚焦主題，從整體考慮教學(xué)思路，設(shè)計單元教學(xué)環(huán)節(jié)。因為教學(xué)活動并不總能按計劃進(jìn)行，尤其是大班教學(xué)環(huán)境下，有些學(xué)生可能比其他學(xué)生需要更多的學(xué)習(xí)時間，而較大的課程單位為教學(xué)活動提供“靈活的時間”，同時主題單元教學(xué)增進(jìn)學(xué)習(xí)的綜合性和整體性，使學(xué)生能針對較復(fù)雜的認(rèn)知目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)，參與高階思維活動，既看到“樹木”也看到“森林”。

如將“基因的顯性和隱性”一節(jié)置于“生物的遺傳和變異”一章中，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，可將初中生物學(xué)有關(guān)遺傳名詞、原理的呈現(xiàn)順序，參照學(xué)生知識基礎(chǔ)和認(rèn)知過程維度進(jìn)行整理，例如從性狀與基因的關(guān)系入手，以“基因是什么？基因在哪里？基因的作用是什么？基因傳遞有何規(guī)律？如何應(yīng)用遺傳規(guī)律？”等為線索，引導(dǎo)學(xué)生從事實性知識入手，逐步建構(gòu)概念性知識，理解基因傳遞規(guī)律并在新情境中應(yīng)用。（如圖2）

圖2 生物的遺傳和變異主題單元教學(xué)

研究表明，激發(fā)學(xué)生高階認(rèn)知過程的教學(xué)，其教學(xué)目標(biāo)從關(guān)注知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹R和思維并重，教學(xué)內(nèi)容組織更重視應(yīng)用邏輯，教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生經(jīng)歷分析、歸納、概括、推理、評價等認(rèn)知過程解決問題。［2］由于初中學(xué)生知識經(jīng)驗不夠豐富、深刻，思維還有片面性，制約了方法總結(jié)的完整性和準(zhǔn)確性。因此，在初中生物學(xué)教學(xué)中，要激發(fā)學(xué)生高階認(rèn)知過程，還需要改進(jìn)程序性知識的教學(xué)。教師應(yīng)將各種解決問題的程序性知識整理出來，指導(dǎo)學(xué)生理解這些步驟之間的推理過程，這一點對中下學(xué)習(xí)水平的學(xué)生尤為重要，“放羊式”程序性知識教學(xué)無法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)問題解決方法。

當(dāng)然，深度教學(xué)要以基礎(chǔ)知識和低階思維為基礎(chǔ)，知識結(jié)構(gòu)清晰、穩(wěn)定，才能快速從知識結(jié)構(gòu)中提取和重組知識、方法，用于解決新問題。因此，知識和能力之間，低階思維和高階思維之間應(yīng)有機(jī)融合，有所側(cè)重。由于學(xué)生認(rèn)知水平、思維能力的差異，有時高階目標(biāo)未必能在課堂內(nèi)完成，這就是涉及到分層達(dá)標(biāo)的設(shè)計，可以通過作業(yè)配套設(shè)計，幫助“吃不飽”的學(xué)生達(dá)成高階目標(biāo)，也可在課堂練習(xí)中采用分層完成的形式提高課堂效率。

總之，有意義學(xué)習(xí)的實質(zhì)是在新知識、新方法、新觀念與已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立合理的、實質(zhì)性的聯(lián)系。教學(xué)設(shè)計應(yīng)在學(xué)生原有認(rèn)知基礎(chǔ)上，將認(rèn)知邏輯和學(xué)科邏輯綜合考量，制定有利于學(xué)習(xí)遷移的目標(biāo)，并基于認(rèn)知過程設(shè)計學(xué)習(xí)活動，促成有意義的學(xué)習(xí)真實發(fā)生。