學(xué)習(xí)進(jìn)階在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
——以“伴性遺傳”為例

安 碧 郭 娟

（貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 貴州貴陽 550025）

學(xué)習(xí)進(jìn)階（learning progressions，LPs）是指學(xué)生在學(xué)習(xí)某一主題概念時(shí)所遵循的學(xué)習(xí)路徑，一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由淺入深、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。其框架包括進(jìn)階起點(diǎn)、進(jìn)階終點(diǎn)以及多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的中間水平，能促進(jìn)課程的連貫和一致性，幫助教師確定經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證的學(xué)習(xí)目標(biāo)，揭示學(xué)生發(fā)展過程中的障礙，指導(dǎo)教師教學(xué)并衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，是溝通課程、教學(xué)、評(píng)價(jià)的有效橋梁。

近年來，學(xué)習(xí)進(jìn)階在教育領(lǐng)域的研究主要聚焦于核心概念和科學(xué)實(shí)踐能力等方面，涉及物理、化學(xué)、地理、生物學(xué)等學(xué)科，集中在能量、力與運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)及相互作用、遺傳、碳循環(huán)等主題。其中在生物學(xué)科領(lǐng)域開發(fā)了食物鏈、碳循環(huán)、光合作用、呼吸作用、神經(jīng)系統(tǒng)、遺傳等主題的學(xué)習(xí)進(jìn)階框架，但對(duì)進(jìn)階框架內(nèi)容的描述較為簡略，很少闡明其在教學(xué)過程中的具體應(yīng)用，課堂教學(xué)經(jīng)常忽視學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律以及教學(xué)活動(dòng)和問題情境的進(jìn)階。鑒于此，下文以“伴性遺傳”為例，嘗試闡明學(xué)習(xí)進(jìn)階框架在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1 學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的構(gòu)建

學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的構(gòu)建需要考慮已有的實(shí)證研究、課程標(biāo)準(zhǔn)、教材。開發(fā)學(xué)習(xí)進(jìn)階框架時(shí)，教師首先要確定學(xué)習(xí)進(jìn)階的起點(diǎn)和終點(diǎn)。起點(diǎn)指學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)，終點(diǎn)指課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心概念和相關(guān)學(xué)習(xí)目標(biāo)；中間水平是相關(guān)核心概念和目標(biāo)達(dá)成的必要支撐，其劃分要遵從由易到難、由簡到繁、由事實(shí)到概念的原則，以符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。

在已有學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的基礎(chǔ)上，根據(jù)高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求和“科學(xué)概念理解發(fā)展層級(jí)”，下面以陳述性語句對(duì)“伴性遺傳”學(xué)習(xí)進(jìn)階的內(nèi)容從淺到深、從具體到抽象進(jìn)行了詳細(xì)描述，確定了包含“經(jīng)驗(yàn)、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合”5個(gè)層級(jí)的進(jìn)階框架（表1）。

表1 “伴性遺傳”進(jìn)階框架

2 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的教學(xué)

從進(jìn)階框架可知，學(xué)生對(duì)伴性遺傳的學(xué)習(xí)要以孟德爾定律、基因在染色體上、基因型決定性狀等知識(shí)作為支撐，從白眼果蠅總是出現(xiàn)在雄性個(gè)體的現(xiàn)象和控制果蠅眼色的基因位于X染色體上的事實(shí)出發(fā)去認(rèn)識(shí)“伴性遺傳”。根據(jù)學(xué)生在不同層級(jí)的進(jìn)階內(nèi)容，教師可以情境-活動(dòng)-概念為教學(xué)主線，引導(dǎo)學(xué)生重視對(duì)遺傳系譜圖的構(gòu)建、解釋和分析進(jìn)而促進(jìn)高階思維能力的發(fā)展，利用遺傳圖解進(jìn)行演繹推理從而達(dá)到知識(shí)遷移，提升學(xué)生理解能力、科學(xué)思維、數(shù)理邏輯和學(xué)以致用的能力。教師創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，需要注意其復(fù)雜程度的進(jìn)階。

2.1 經(jīng)驗(yàn)——激發(fā)舊知

該層級(jí)需要利用事實(shí)激發(fā)學(xué)生的已有知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知渴望，從而導(dǎo)入新課。例如，教師通過呈現(xiàn)紅綠色盲檢查圖和抗維生素D佝僂病患者常表現(xiàn)的O型腿照片，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)顯示紅綠色盲患者多為男性、O型腿患者多為女性，白眼果蠅也總是雄性居多的事實(shí)，初步調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)知渴望。利用白眼果蠅總是雄性居多的事實(shí)激發(fā)學(xué)生利用基因位于染色體上、分離定律、自由組合定律等已有知識(shí)思考并運(yùn)用遺傳圖解進(jìn)行推理，解釋白眼果蠅總是雄性的原因。

2.2 映射——簡單聯(lián)系

該層級(jí)需要引導(dǎo)學(xué)生將事實(shí)與相關(guān)概念和方法建立簡單的聯(lián)系。例如，教師引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)比紅綠色盲、抗維生素D佝僂病與果蠅眼色的遺傳方式，感知伴性遺傳是一種和性別相關(guān)聯(lián)的遺傳現(xiàn)象且控制該性狀的基因在性染色體上，引導(dǎo)學(xué)生將不同性別發(fā)病率不同這個(gè)事實(shí)與伴性遺傳建立簡單關(guān)聯(lián)，構(gòu)建“事實(shí)—概念”的簡單聯(lián)系。再以人類紅綠色盲為案例培養(yǎng)學(xué)生分析遺傳系譜圖的能力，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)遺傳規(guī)律運(yùn)用演繹推理的思維方法判斷控制紅綠色盲的基因位于X染色體，并借助患病個(gè)體與親本是否患病推斷紅綠色盲是隱性遺傳，構(gòu)建“事實(shí)—遺傳系譜圖、事實(shí)—演繹推理”的簡單聯(lián)系。

2.3 關(guān)聯(lián)——穩(wěn)固聯(lián)系

該層級(jí)需要利用已建立的簡單聯(lián)系從多個(gè)角度分析事實(shí)和概念及方法的對(duì)應(yīng)關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生將事實(shí)與相關(guān)概念和方法建立穩(wěn)固的聯(lián)系。例如，教師引導(dǎo)學(xué)生用遺傳圖解演繹人類不同婚配方式下形成配子并組合成子代的基因型和表現(xiàn)型及其比例，運(yùn)用分離定律解釋基因在性染色體上的傳遞規(guī)律即母親兩條X染色體上的基因傳給兒、女機(jī)率相同，父親X染色體上的基因只傳給女兒、Y染色體上的基因只傳給兒子；結(jié)合遺傳系譜圖，引導(dǎo)學(xué)生討論并總結(jié)伴X隱性遺傳病的遺傳特點(diǎn)；建立不同婚配方式的情況、基因傳遞規(guī)律、遺傳特點(diǎn)等多個(gè)可觀測的特征與伴性遺傳概念的穩(wěn)固聯(lián)系，提高學(xué)生利用演繹推理思維方法解決問題的能力，再次將事實(shí)與科學(xué)思維方法建立聯(lián)系，即建立“事實(shí)—概念、事實(shí)—遺傳系譜圖、事實(shí)—演繹推理”的穩(wěn)固聯(lián)系。

2.4 系統(tǒng)——提煉特點(diǎn)

教師要促進(jìn)學(xué)生利用已經(jīng)建立的穩(wěn)固聯(lián)系分析不同現(xiàn)象發(fā)生的本質(zhì)，提煉不同事實(shí)的特點(diǎn)，嘗試?yán)靡呀?jīng)獲得的概念和方法解決簡單情境中的問題。例如，以某種罕見的伴性遺傳疾病為例，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用先前所學(xué)的遺傳方式判斷方法、性染色體基因傳遞規(guī)律、遺傳圖解和遺傳系譜圖分析問題中的變化及其結(jié)果，提煉如伴X顯性遺傳、伴Y遺傳不同類型伴性遺傳病的遺傳特點(diǎn)，并初步推測特定個(gè)體的基因型、表現(xiàn)型及其發(fā)病率，促進(jìn)概念的理解。

2.5 整合——綜合實(shí)踐

該層級(jí)需要學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行整合并綜合應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和技能的應(yīng)用，建立概念間的有效聯(lián)系。教師可以通過呈現(xiàn)難度梯度的案例和問題，使學(xué)生在獨(dú)立學(xué)習(xí)、同伴互助、教師引導(dǎo)的過程中學(xué)會(huì)將知識(shí)和方法遷移并應(yīng)用，形成完整的概念認(rèn)知體系，關(guān)注相關(guān)概念在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

3 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)進(jìn)階框架能為教學(xué)評(píng)價(jià)提供參考。教師可以根據(jù)進(jìn)階框架中設(shè)置的行為動(dòng)詞，診斷學(xué)生在達(dá)到相關(guān)層級(jí)時(shí)是否能做出相應(yīng)的行為表現(xiàn)，及時(shí)獲得反饋并調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法。例如，學(xué)生能準(zhǔn)確歸納出“伴性遺傳”的概念和遺傳方式的判斷方法、能用遺傳圖解演繹并推理出配子的形成過程及其概率，則可以判斷學(xué)生已經(jīng)達(dá)到了進(jìn)階框架中的“映射”層級(jí)。

4 反思與總結(jié)

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、相關(guān)實(shí)證研究以及學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律開發(fā)學(xué)習(xí)進(jìn)階框架并用陳述性語句細(xì)化進(jìn)階框架的內(nèi)容，有利于設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知邏輯的教學(xué)，其針對(duì)性和可操作性更強(qiáng)，能有效地促使學(xué)生在主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程中逐步達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)、建立概念間的聯(lián)系，真正提高學(xué)生利用知識(shí)和技能分析并解決實(shí)際問題的能力，也便于教師根據(jù)學(xué)生的課堂行為表現(xiàn)判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，合理調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法，從而幫助學(xué)生有效進(jìn)階。