高中生物教學(xué)中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

認知心理學(xué)把知識劃分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。陳述性知識主要用于回答“是什么”的問題。如有氧呼吸的主要場所是什么?生物的遺傳物質(zhì)是什么?程序性知識用于回答“怎么辦”的問題，如利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)設(shè)計解決水稻病蟲害防治問題的方案，如何培育無籽西瓜等。策略性知識是關(guān)于如何學(xué)習(xí)和如何思維的知識，是關(guān)于如何使用陳述性知識和程序性知識去學(xué)習(xí)、記憶、解決問題的一般方法和技巧。

策略性知識也是一種程序性知識，一般程序性知識所處理的對象是客觀事物，而策略知識所處理的對象是個人自身的認知活動；前者是對外的，后者是對內(nèi)的。策略性知識結(jié)合具體的內(nèi)容進行教學(xué)，才能取得良好的效果，學(xué)生遷移能力才能得到較大的提高。如在學(xué)習(xí)細胞分裂后，歸納出分裂期特點的有效記憶方法，即“前期：膜仁消，兩體現(xiàn)”；“中期：粒排中央赤道板”；“后期：粒裂體分去兩極”；“末期：兩失兩現(xiàn)板板壁(植物細胞)”。這樣，學(xué)生對這種陳述性生知識記憶牢固，再通過比較細胞有絲分裂和減數(shù)分裂的異同，歸納如何判別細胞分裂圖象，進一步學(xué)習(xí)細胞分裂過程中DNA、染色體變化規(guī)律這些程序性知識，對學(xué)生策睜性知識的掌握有所幫助，使其在解決問題時有明確的思維方向。

筆者結(jié)合教學(xué)實踐，談?wù)劯咧猩锝虒W(xué)中策略性知識的教學(xué)設(shè)計。

1 科學(xué)探究中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

科學(xué)探究有利于培養(yǎng)學(xué)生的策略性知識的學(xué)習(xí)策略。通過豐富多彩的探究活動，讓學(xué)生更多地主動去體驗科學(xué)探究的過程，在活動中學(xué)生學(xué)會如何用觀察、實驗等方法獲得信息，如何用文字、圖表、科學(xué)語言表達有關(guān)的信息，如何用比較、分類、歸納、概括等思維方法對獲得的信息進行加工，在這些策略性知識的運用中解決一些復(fù)雜的實際問題。

高中生物教材中有諸多通過科學(xué)探究發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的內(nèi)容，如：酶的發(fā)現(xiàn)過程，光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，植物生長素發(fā)現(xiàn)過程等。教學(xué)中教師不僅要重視“是什么”，“為什么”的結(jié)論性知識的講授，更重要得是在教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生思考理解科學(xué)家如何用已知的陳述性知識和程序性知識解決實際問題的方法。如蘇教版新課標教材中“研究性學(xué)習(xí)：探究生長素類似物促進植物生長的最適濃度”，可根據(jù)學(xué)生的具體情況，進行策略性知識教學(xué)設(shè)計。如：只設(shè)計實驗材料、用具或只設(shè)計實驗的部分步驟，是針對基礎(chǔ)較差、能力較弱的學(xué)生；對基礎(chǔ)較好、能力較強的學(xué)生，則要求其對實驗材料的選擇、實驗方法步驟均進行設(shè)計。通過這一實驗設(shè)計情況的反饋，既可檢驗學(xué)生對生長素調(diào)節(jié)作用兩重性的理解和應(yīng)用，又能對學(xué)生的科學(xué)思維方法、科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)造性思維能力進行評估，從而檢查學(xué)生策略性知識的掌握情況。

再如蘇教版新課標教材中在“課題研究：影響酶促反應(yīng)速率的因素”中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識經(jīng)驗對探究活動提出問題、建立假說、設(shè)計方案、獲取信息、得出結(jié)論。而不是讓學(xué)生按照教師所提供的一種方案去進行驗證性實驗。課堂中，當提出讓學(xué)生進行探究時，學(xué)生的積極性非常高，學(xué)生提出了：“可能與溫度有關(guān)”、“可能pH有關(guān)”、“可能與酶的濃度有關(guān)”、“可能與底物的濃度有關(guān)”四種假設(shè)，可順勢利導(dǎo)把學(xué)生分成四個探究小組，要求按照假設(shè)設(shè)計實驗方案，并進行實驗操作得出結(jié)論。整個探究過程給學(xué)生充分發(fā)揮想象的空間和自由操作的機會，如此給學(xué)生體驗科學(xué)探究過程，可有效提高學(xué)生的策略性思維水平。

2 思維導(dǎo)引中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

在平時的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)當在與學(xué)生共同解決問題的過程中，經(jīng)常提醒學(xué)生思考：“為什么?你的困難是什么?你下一步應(yīng)當做些什么?”你能不能換一個說法?你更堅信哪一種可能性?“你能不能倒過來想想?……”

如“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗，過去常常采用的方法是：按照實驗規(guī)定的步驟進行實驗，將實驗現(xiàn)象填入事先設(shè)定的記錄表中，根據(jù)澄清石灰水混濁程度檢測酵母菌培養(yǎng)液中C02的產(chǎn)生情況，由此分析得出酵母菌細胞呼吸的方式。這種“照方抓藥”的實驗方式，充其量只是培養(yǎng)了學(xué)生的操作技能，無法全面地提高學(xué)生解決問題的能力。而該實驗教師最大的任務(wù)應(yīng)是幫助學(xué)生思考解決問題的方案。為此，在實驗之前，教師可以與學(xué)生之間進行如下的討論：

(1)聯(lián)想酵母菌發(fā)面做饅頭的過程，討論下列問題：觀察到什么現(xiàn)象?饅頭為什么有孔隙?空隙中氣體的如何鑒定?

(2)由發(fā)面做饅頭產(chǎn)生C02進一步提出疑問：猜測可能發(fā)生什么生理過程?釀酒過程也用到酵母菌，密閉裝置。這是在控制什么條件?在這樣的條件下，酵母菌是否也有呼吸?

(3)你能不能提出一個探究酵母菌細胞呼吸方式的問題?當然，提出一個好問題并不容易，你可以與周圍的同學(xué)進行討論。

(4)你作出這個判斷時有充分的依據(jù)嗎?在缺乏足夠依據(jù)的情況下所作出的判斷稱為假說，假說的正確性有待于實驗的檢驗。你認為這個實驗，需要哪些儀器?怎樣測出這些量?存在著哪些困難?

這樣的師生雙邊交流過程可以激發(fā)學(xué)生思維火花，逐步學(xué)會分析問題，將內(nèi)隱思維活動的調(diào)節(jié)控制過程展示出來，達到思維導(dǎo)引的目的。

3 問題設(shè)計中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

在教學(xué)中，教師對學(xué)生問題解決活動的指導(dǎo)，不應(yīng)直接給出解決問題的相關(guān)信息，更不宜直接給出解決問題的方案，而是應(yīng)該通過提出相關(guān)的問題，用問題啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的思考?？梢圆扇∫韵路椒ǎ?/p>

(1)針對學(xué)生出現(xiàn)的失誤，提出引發(fā)學(xué)生思維沖突的問題。(2)如果學(xué)生不知如何深入進行解決問題，提出能使問題不斷深入的后續(xù)問題。(3)提供解決問題的相關(guān)信息的來源，讓學(xué)生學(xué)會如何分析、利用有關(guān)信息，而不是直接告訴學(xué)生相關(guān)信息。

如“細胞呼吸”的教學(xué)中，針對有氧呼吸設(shè)計的問題是：①有氧呼吸可分哪幾個階段?每個階段的反應(yīng)場所在哪里?反應(yīng)物、生成物各是什么?②什么是有氧呼吸?寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式，分析有氧呼吸反應(yīng)式中各種元素的轉(zhuǎn)移途徑。③在細胞內(nèi)，1 mol葡萄糖徹底氧化分解以后，可使1 161 kJ的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了，請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少?這些能量大約可使多少摩爾ADP轉(zhuǎn)化為ATP?這一系列問題既能由表及里地剖析有氧呼吸的本質(zhì)，又能使不同層次的學(xué)生都能找到適合自己的問題進行思考、討論，從而大大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。此外，這些有坡度的一個個子問題，逐漸點撥學(xué)生的思維，使之思路入軌，很好地培養(yǎng)學(xué)生答題時的思維策略。

學(xué)生的知識水平是有限的，許多地方可能考慮不周全。所以教師的指導(dǎo)應(yīng)該是在思維方法、解題策略的指導(dǎo)，可向?qū)W生提出“你要解決這個問題需要什么”、“下一步該怎么辦?”等類似的問題，通過這種指導(dǎo)訓(xùn)練使學(xué)生學(xué)會在解決問題過程中明確問題解決所需要的條件，使問題解決活動繼續(xù)下去，逐步形成解決策略。

4 練習(xí)測驗中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

策略性知識形成的關(guān)鍵是思維策略的組合運用，要形成一定的策略性知識，就要努力促成思維組合。在這一目標實現(xiàn)的過程中，作為前提的基本的條件就是練習(xí)與反饋。通過適量科學(xué)合理組織的練習(xí)和反饋，策略性知識的習(xí)得才能成為可能。重要的是讓學(xué)生利用策略來指導(dǎo)自身完成相關(guān)練習(xí)，在練習(xí)中必須有變化，只有在變化的中的練習(xí)，其知識才能深化，策略才能靈活應(yīng)用。

如在學(xué)習(xí)了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，就可通過下列練習(xí)強化知識：

1.下列變化屬于光合作用暗反應(yīng)階段的有( )

①氧分子的釋放；②[H]的產(chǎn)生；③CO₂的固定；④產(chǎn)生ATP；⑤ATP中能量的釋放

A.①②

B.③④

C.②④

D.③⑤

2.光合作用過程中，能量流動大致過程是( )

A.葉綠素→ADP→CO₂→碳水化合物

B.光→ATP→葉綠素→碳水化合物

C.光一葉綠素+CO₂→碳水化合物

D.光→葉綠素→ATP→碳水化合物

通過一系列彼此聯(lián)系的練習(xí)，幫助學(xué)生完成知識的轉(zhuǎn)化。在上述練習(xí)的基礎(chǔ)上可再作如下變式練習(xí)：

將置于陽光下的盆載植物移至黑暗處，則細胞內(nèi)C₃與葡萄糖的生成量的變化是( )

A.C₃增加，葡萄糖減少

B.C₃與葡萄糖都減少

C.C₃與葡萄糖都增加

D.C₃突然減少，葡萄糖突然增加

這樣讓學(xué)生在新的不同的情境中運用光合作用過程的知識，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的遷移能力，真正做到教會學(xué)生學(xué)習(xí)。

改變知識的呈現(xiàn)方式，在測驗中培養(yǎng)學(xué)生思維的能力，提高學(xué)生的解決問題的思維策略。傳統(tǒng)的考試主要考查學(xué)生對知識的再現(xiàn)、重復(fù)和記憶的能力。這樣就容易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背、機械重復(fù)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致教師在教學(xué)中對學(xué)生進行題海戰(zhàn)術(shù)，學(xué)生負擔(dān)加重。新課程提倡測驗設(shè)置要有助于學(xué)生理解和應(yīng)用知識的實際問題，在具體問題情境解決中形成學(xué)習(xí)策略。

例如以“固定化酶和固定化細胞比較”為題材出一道試題，可能有時會直接以“下列敘述正確的是( )

A.一種固定化酶能催化一系列化學(xué)反應(yīng)

B.固定化細胞能產(chǎn)生一系列酶

C.固定化細胞產(chǎn)生的酶，其活性更容易受影響

D.固定化酶更適合大分子反應(yīng)物”形式呈現(xiàn)

顯然這樣的測試不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。應(yīng)該為學(xué)生提供與社會生活實際有關(guān)的問題，為學(xué)生提供問題的情境，使學(xué)生能夠運用所學(xué)的知識加以解決。因此，同樣是考固定化酶和固定化細胞比較，教師可以這樣的情境呈現(xiàn)“如果想把微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種技術(shù)?如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該采用哪種方法?”這樣的測驗不僅考查了知識，還使學(xué)生在接受信息、處理信息的過程中運用知識解釋實際生活中許多現(xiàn)象，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)生策略運用的思維水平。

5 反思評價中策略性知識的教學(xué)設(shè)計

新課程評價強調(diào)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，將評價作為教學(xué)的一個環(huán)節(jié)。教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生掌握反思的一些策略，并成為學(xué)生的自覺行為。要把評價放在解決問題的背景中去，要培養(yǎng)學(xué)生通過自我反思評價方式，進行自我總結(jié)、反思，發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中存在的問題，并及時對自己的學(xué)習(xí)行為不斷做出調(diào)整、改進和完善。策略性知識就在這種有意識的自我反思中形成，從而使學(xué)生逐漸學(xué)會學(xué)習(xí)。如在學(xué)完“物質(zhì)的跨膜運輸”后，可再增加一個“欄目”——“學(xué)完跨膜運輸你應(yīng)該知道什么”。目的就是幫助學(xué)生整理、反思學(xué)過的知識，以便歸納總結(jié)、補充調(diào)整，在此過程中提高學(xué)生對策略性知識的建構(gòu)能力。

反思最主要的形式是回顧解決問題的全過程，這同樣需要教師的引導(dǎo)。如在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗結(jié)束后，可以讓學(xué)生思考這樣的問題：“作此探究經(jīng)歷了哪幾個步驟?探究過程中你運用了什么策略?能解釋一下你的想法嗎?還有更好的方法嗎?實驗的結(jié)果是否合理?”……在學(xué)生自我反思學(xué)習(xí)過程中，還可以幫助學(xué)生建立思維檔案，記錄思維點滴，學(xué)生可更明確自己的思維狀況，利于提高學(xué)生的“元認知”水平，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由外在的輸入逐步轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的自我需要，逐步形成思維策略，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

認知心理學(xué)的知識觀為教學(xué)改革帶來了新的理念，它有助于統(tǒng)一已有的狹義的“知識”與能力間的矛盾，確立策略性知識在教學(xué)中的核心地位。生物新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，其目的就是促使教師在教學(xué)中重視策略性知識的教學(xué)，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在生物教材中有著進行策略性知識教學(xué)設(shè)計的廣闊空間，只要教師用心開發(fā)，精心設(shè)計，有意識地通過策略性知識的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及創(chuàng)造力，就一定會有風(fēng)景這邊獨好的感受!５