基于學習進階的生物主題復習課設計與實踐
——以“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”為例

毛青兵

（浙江省溫嶺市第六中學，浙江 溫嶺）

只要還存在著中考，一定還存在著針對如何中考的復習教學，如何復習的問題也將繼續(xù)是個問題。只是不同的時期，我們在不斷地尋找更好的復習教學方法。2011年7月，美國頒布了《K-12科學教育框架：實踐、跨領(lǐng)域概念和核心概念》，其內(nèi)容對美國科學教育產(chǎn)生了深遠影響，其中最大的特色就是以“學習進階”方式統(tǒng)整科學教育課程[1]。這說明學習進階是一種能指導科學教育的方法。學習進階是對學生在不同時期學習某一核心知識時思維所遵循連貫的、典型的學習路徑，一般呈現(xiàn)為圍繞核心知識展開的由簡單到復雜、相互關(guān)聯(lián)的思維序列[2]。這種“連貫與序列”的要求，在內(nèi)容上容易于九年級復習中得到落實與體現(xiàn)，也更能體現(xiàn)整體進階的要求。美國國家研究理事會（NRC）提出的科學教育框架將科學課程的三個維度——實踐、共通概念和核心概念進行統(tǒng)整，將以往的科學課程線性、零散、互不相關(guān)的內(nèi)容系統(tǒng)串聯(lián)，并滲透STEM教育和科學本質(zhì)教育[3]。而將“實踐、共通概念和核心概念三維統(tǒng)整”，是中考命題中的基本層次要求，也是科學復習的水平層次要求。

綜上所述，從理論、內(nèi)容、測量角度分析，學習進階適用于初中科學復習，并且能帶來新的境界。現(xiàn)以“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”主題復習為例，嘗試用學習進階理論優(yōu)化中考復習教學。

一、教學內(nèi)容分析與教學現(xiàn)狀

1.復習課教學內(nèi)容分析

“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”是中考“生命科學”領(lǐng)域下的“生物體內(nèi)物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”主題下的子主題，包括“人體的消化”“人體的呼吸”“人體的血液和循環(huán)”以及“尿的形成和排出”。其中“人體的呼吸”呈現(xiàn)在浙教版科學八年級（下）第3章《空氣與生命》中，其他內(nèi)容呈現(xiàn)在浙教版科學九年級（上）第4章《代謝與平衡》中。浙教版初中科學教材通過融合生命科學、物質(zhì)科學、地球和空間科學各領(lǐng)域知識作為一個整體，采用主題形式編寫章節(jié)的內(nèi)容。比如八年級下冊第三章《空氣與生命》是以“空氣與生命”為主題整合物質(zhì)科學的“空氣”和生命科學中“生物體內(nèi)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”等內(nèi)容的學習。考試說明對考試內(nèi)容的編排則是按照“生命科學”“物質(zhì)科學”“地球和宇宙”等領(lǐng)域中相關(guān)內(nèi)容分塊編寫考點，更多是關(guān)注單一學科間的相關(guān)聯(lián)系。可見，教材編排和考試說明編排存在明顯的差異。

2.復習課教學現(xiàn)狀分析

復習承載著“回顧和查漏、鞏固與發(fā)展”的獨特功能，而學生則認為：復習課=習題課；復習課＝無趣課；復習課＝低效課，學生對復習課的不良體驗，源于學生體驗視角的基本矛盾長時間得不到很好解決：（1）內(nèi)容多雜與有限教學時間的矛盾；（2）知識零散與知識結(jié)構(gòu)化之間的矛盾；（3）知識熟悉與學習倦怠之間的矛盾；（4）有限習題講評與無限習題訓練之間的矛盾；（5）知識積累與能力活化之間的矛盾等。在具體表現(xiàn)上，陳鋒認為初中科學復習課主要存在以下幾種現(xiàn)象：（1）“過度復習”普遍存在；（2）“過量操練”代替復習；（3）“拿來主義”十分盛行；（4）“記憶復習”依舊存在。再加上復習教學并未像新授課那樣受到足夠重視，從而導致復習效率低下[4]。

如何改變當前復習課的教學現(xiàn)狀，這就需要教師轉(zhuǎn)變教學觀念，思考如何將教材內(nèi)容進行重整，使學生在復習時能在較短的時間內(nèi)從整體的視角將所學知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，實現(xiàn)把教材內(nèi)容由“厚”變“薄”，在鞏固知識的同時增長能力，應對考試的同時提升自身的核心素養(yǎng)。

二、“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”學習進階分析

從一線教師操作層面上看，學習進階研究所描述的關(guān)鍵詞，主要是：大概念或核心概念、知識進階、認知（思維、心理）進階、進階層級（水平層次）、學生表現(xiàn)（學生外顯的行為表現(xiàn)）、尋找典型學習路徑、體現(xiàn)課程和教學的影響。其核心是“階”的序列設計與使用。

1.進階目標

“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”涉及“生物需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，為此它們經(jīng)常需要依賴其他生物或與其他生物競爭”的大概念，包含生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀三個維度。以中考考試說明規(guī)定的考試內(nèi)容和考試要求為進階目標，如下表所示。

表 中考說明相應考試條目

從中考的試題呈現(xiàn)看，相關(guān)考點通過生理活動示意圖被高度整合，學生在應答時失分較多。如2017紹興卷29題：

如下圖是人體部分生理活動示意圖，其中①代表生理過程，a、b分別代表一種氣體。據(jù)圖回答：

（1）水、無機鹽、葡萄糖和膳食纖維中不能通過①過程進入循環(huán)系統(tǒng)的是____。營養(yǎng)物質(zhì)進入血液后，最先到達心臟四腔中的____。

（2）a代表的物質(zhì)是____。

（3）排出的尿液中發(fā)現(xiàn)有葡萄糖，則可能是腎單位中的__發(fā)生了病變。

這類題目是本主題內(nèi)容考查中的標桿題型，融合考試的知識點、能力點以及知識間的關(guān)聯(lián)點，相當于“最高要求”，是學生學習過程中努力要達到的目標。

2.進階起點

基于課前的檢測和談話，學生已有基礎知識：人體要進行新陳代謝；人體的生命活動需要能量；能量來源于食物。由此確定，“人體的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換”主題復習課是以“人體是一個統(tǒng)一的整體，人體的各個系統(tǒng)共同完成物質(zhì)的交換和能量的轉(zhuǎn)換”為進階的起點。

三、主要教學活動設計

1.重現(xiàn)原有知識體系，自主建“階”

如何構(gòu)建從進階起點到進階目標之間的“階”？不同基礎層面的學生所需要的“階”是不同的。為了讓每個層面的學生都能體驗和構(gòu)建適合自身的“階”，在教學中設計了三種方案——基礎性、提高性和拓展性方案，讓學生自由選擇。同時老師提供進階思維導圖范式，與他們交流，利于他們構(gòu)建核心知識的網(wǎng)絡和查漏補缺。

方案A（基礎）：依據(jù)老師呈現(xiàn)的思維導圖（如上圖所示）進行相關(guān)概念的填寫。（略）

方案B（提高）：對老師的思維導圖進行適合自己的修改和補充。（略）

方案C（拓展）：自行構(gòu)建本主題的知識結(jié)構(gòu)。例如嘗試流程圖、概念圖式或生物簡圖等形式梳理知識，力圖梳理得新穎、全面和簡明。

在此基礎上，全班交流、補充和完善知識網(wǎng)絡圖，讓全體同學在交流和合作中有所收獲，同時鍛煉學生的歸納和發(fā)散等思維能力以及語言表達能力，激發(fā)學生的學習積極性。

2.典例檢測考點細解，逐級進“階”

反饋練習的設計是按照考試說明要求，對考試標準進行習題化解讀，在梳理知識的基礎上進行習題檢測，通過習題檢測使學生反思自己構(gòu)建的知識網(wǎng)絡，并進行修正。在學生完成任務和實現(xiàn)復習目標后對學生進行形成性評價，讓學生在理解知識的基礎上嘗試運用所學知識解答新情境下的問題，使學生在應用知識解決實際問題的過程中不斷地發(fā)展和提高。

示例1：下圖為肺泡內(nèi)的氣體交換示意圖。下列相關(guān)敘述不正確的是（ A ）

A．過程 a、b、c、d 是通過人體的呼吸運動實現(xiàn)的

B．甲內(nèi)流的是靜脈血，丙內(nèi)流的是動脈血

C．與丙相比，甲內(nèi)的血液含有更豐富的營養(yǎng)物質(zhì)

D．乙由一層上皮細胞構(gòu)成，利于進行物質(zhì)交換

示例2：人體內(nèi)某結(jié)構(gòu)的血流情況示意圖，如下圖。

B代表某結(jié)構(gòu)，A、C代表與其相連的血管，箭頭代表血流方向。請據(jù)圖回答問題：

（1）若A代表動脈，C代表全身含養(yǎng)料最豐富的部位，則B器官的名稱是小腸。

（2）若血管C中氧氣的含量明顯高于血管A，則C中的血液流向心臟的左心房。

（3）若A、C內(nèi)均流著動脈血，B表示腎臟內(nèi)的某一結(jié)構(gòu)，則在B處進行的主要生理過程是濾過作用。

示例1圍繞“呼吸時氣體交換的場所和過程”這一考點考查學生的結(jié)構(gòu)與功能觀，示例2圍繞“模型”在知識性考試水平的理解水平（b）層次上考查學生的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等維度的生命觀。

3.由點到面融會貫通，拾階登頂

從單考點知識能熟練解答，再到多考點知識熟練應答，學生圍繞整合物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)和功能觀以及穩(wěn)態(tài)與平衡觀等生物核心觀念，并建構(gòu)多個概念（消化、呼吸、泌尿、循環(huán)）間的交互關(guān)系，從整合角度調(diào)用相關(guān)知識對復雜（如2017紹興卷29題）等問題進行分析、判斷和解答。

四、教學關(guān)鍵點

在對學生的學習進階的分析以及完成教學設計以后，需要將預設置于實際的教學環(huán)境中進行驗證。而課堂活動是教學的重要組成部分，教師應在活動中推進核心概念的構(gòu)建過程，教學過程圍繞核心活動展開，在活動中尋找最優(yōu)化路徑。連續(xù)的課堂活動是一種學習路徑，而每一個活動就相當于“踏腳點”。路徑為學生認知發(fā)展提供支撐，但更重要的是找到學生每一次進步的“踏腳點”，才能引導學生完善并發(fā)展原有的認知結(jié)構(gòu)，順利構(gòu)建有意義的認知。學生在復習中存在的知識、認知缺陷，幾乎是學生的一種“信念”，學習進階中間水平層次的學習表現(xiàn)往往代表學生的迷思概念，再次糾正是比較困難的。活動能不斷對這個“信念”提供證據(jù)以證實或證偽。在這個過程中，活動設置必然要涉及認識事物的工具、方法和途徑，如實驗、探究、核心概念則可在這個過程中滲透和構(gòu)建。或利用學生在課堂中遇到的“瓶頸”，剖析其思維過程，并依此設計教學，突破對某一“階”的理解，促進學生跨“階”。教學優(yōu)化的意義在于，教師選擇適當?shù)慕虒W策略，設置適當?shù)幕顒樱页鲎钸m合學生進階發(fā)展的捷徑，以利于學生在最短時間內(nèi)完成從認知起點到終點的演進，幫助學生完成概念的轉(zhuǎn)變。