對(duì)生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究

劉莉

學(xué)習(xí)進(jìn)階可以定義為圍繞某一核心概念展開的從小學(xué)到高中連續(xù)的學(xué)習(xí)路徑，一般表現(xiàn)為低層次到高層次的概念序列。1993年，美國頒布的《科學(xué)普及里程碑》一書中闡述了學(xué)生在1-12年級(jí)科學(xué)、技術(shù)等方面應(yīng)達(dá)到的水平。2004年，史密斯等學(xué)者向美國國家研究理事會(huì)（簡(jiǎn)稱NRC）正式提出學(xué)習(xí)進(jìn)階這個(gè)新名詞。2012年，美國新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的前期框架《K-12科學(xué)教育的框架：實(shí)踐、交叉觀念和核心概念》（A Framework for K-12 Science Education： Practices， Crosscutting Concepts， and Core Ideas），以學(xué)習(xí)進(jìn)階的形式來展現(xiàn)核心觀念和科學(xué)實(shí)踐能力在各學(xué)段的發(fā)展水平，并將之運(yùn)用到評(píng)價(jià)領(lǐng)域。2013年美國頒布的《NGSS》中更是將學(xué)習(xí)進(jìn)階視為一個(gè)關(guān)鍵問題，這體現(xiàn)了學(xué)習(xí)進(jìn)階在當(dāng)代教育研究中難以取代的重要地位。

研究學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、教材編寫和學(xué)生評(píng)價(jià)都大有裨益。明確學(xué)習(xí)進(jìn)階，便于教師獲知學(xué)生的前概念，合理地選擇教學(xué)方法，避免了由于不具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)致教師對(duì)課標(biāo)過度解讀或解讀不到位的情況發(fā)生。學(xué)習(xí)進(jìn)階不斷改進(jìn)，為課程改革提供了方向和借鑒資料，有利于將小學(xué)、初中、高中的知識(shí)一體化，形成更完善的教學(xué)體系。同時(shí)，學(xué)習(xí)進(jìn)階的重要環(huán)節(jié)之一就是教學(xué)評(píng)價(jià)，學(xué)習(xí)進(jìn)階的出現(xiàn)就帶有評(píng)價(jià)的印跡，研究學(xué)習(xí)進(jìn)階有利于教師合理地評(píng)價(jià)學(xué)生的認(rèn)知情況，改變不準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)式評(píng)價(jià)，使教學(xué)和評(píng)價(jià)都更加系統(tǒng)且合理。學(xué)習(xí)進(jìn)階是教學(xué)與教學(xué)評(píng)價(jià)的紐帶，是教學(xué)與教學(xué)研究的橋梁，研究學(xué)習(xí)進(jìn)階也會(huì)繼續(xù)推進(jìn)課程改革的進(jìn)行，所以研究學(xué)習(xí)進(jìn)階是實(shí)現(xiàn)“少而精”、教與學(xué)的緊密結(jié)合、基于實(shí)證的中小學(xué)科學(xué)課程研究的必然需求。

生物進(jìn)化在生物學(xué)中的重要地位、國內(nèi)的教學(xué)現(xiàn)狀、學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究現(xiàn)狀均說明了研究生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階具有重要價(jià)值。生物進(jìn)化不僅是在生物學(xué)中具有重要地位的理論知識(shí)，也是對(duì)人們的自然觀和世界觀有著重要影響的理論。生物進(jìn)化的觀點(diǎn)深刻揭示了物種形成和更替的原理，學(xué)習(xí)生物進(jìn)化能使學(xué)生更科學(xué)地對(duì)待生物之間及人與自然間的關(guān)系，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解和體悟，因此研究生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)都具有重要價(jià)值。在教學(xué)實(shí)踐中，高中教師普遍感到生物進(jìn)化的教學(xué)難度較大，學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，初高中內(nèi)容銜接困難，甚至很多初高中學(xué)生還保留著人類的祖先是大猩猩這樣的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，這說明目前對(duì)生物進(jìn)化的教學(xué)研究還待完善。美國《NGSS》對(duì)生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行了描述，由于教材、學(xué)情的差別，其進(jìn)階內(nèi)容未必適合我國的課堂教學(xué)。華東師范大學(xué)碩士陳櫻櫻研究了適用于滬教版教材的生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階模型，但目前對(duì)人教版教材中生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究資料匱乏，仍須進(jìn)一步探索。

學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究是圍繞核心概念展開的。筆者通過文獻(xiàn)調(diào)查法、文本研究法、訪談法等方法提煉出生物進(jìn)化的核心概念有生物來自共同祖先，自然選擇導(dǎo)致適應(yīng)以及生物多樣性與人類。并根據(jù)現(xiàn)行的1-12年級(jí)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、美國課程標(biāo)準(zhǔn)《NGSS》及實(shí)際教學(xué)需求對(duì)這三個(gè)核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑進(jìn)行研究，為完善生物進(jìn)化核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階本土化研究、為修訂教材、為建立合理的評(píng)價(jià)體系提供些許思路。

一、研究學(xué)習(xí)進(jìn)階的技術(shù)路線

建立學(xué)習(xí)進(jìn)階的基本過程可以總結(jié)為，明確要研究的核心概念和關(guān)鍵能力，基于學(xué)生認(rèn)知水平建立進(jìn)階假設(shè)，設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)工具，根據(jù)學(xué)生學(xué)后的測(cè)試結(jié)果修正假設(shè)框架，如有必要可多次修正，具體過程如下圖所示。

二、研究樣本

（一）選擇學(xué)校樣本

為保證選擇的被試者水平相當(dāng)，且具有達(dá)成該學(xué)段學(xué)習(xí)任務(wù)的能力，本研究選用大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)（省示范性高中）的學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

（二）選擇被試樣本

為保證測(cè)試結(jié)果的可靠性，本研究將采用同一群體作為被測(cè)對(duì)象，跟蹤監(jiān)測(cè)其從初中至高中的知識(shí)和能力水平變化。在學(xué)習(xí)高中部分的生物進(jìn)化知識(shí)之前測(cè)試學(xué)生對(duì)小學(xué)和初中內(nèi)容的掌握情況，作為初中的學(xué)后水平測(cè)試。學(xué)生學(xué)習(xí)高中生物進(jìn)化相關(guān)的內(nèi)容之后再次對(duì)同一批學(xué)生做測(cè)試，作為高中階段的學(xué)后水平測(cè)試。學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的制定主要針對(duì)義務(wù)教育階段和高中學(xué)段，考慮到小學(xué)科學(xué)課考察力度較弱，不再對(duì)小學(xué)階段單獨(dú)做學(xué)后水平測(cè)試。

綜合以上分析，選擇成績(jī)接近且授課教師相同的兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生，檢驗(yàn)二段式測(cè)驗(yàn)試題的信度和效度。選擇生物成績(jī)相近且授課教師相同的另外兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生作為被測(cè)對(duì)象。

三、學(xué)習(xí)進(jìn)階框架的構(gòu)建及修正

根據(jù)研究的技術(shù)路線，圍繞生物來自共同祖先，自然選擇導(dǎo)致適應(yīng)以及生物多樣性與人類這三個(gè)核心概念先后進(jìn)行二段式測(cè)試，分析測(cè)試結(jié)果，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果修正學(xué)習(xí)進(jìn)階假設(shè)框架，最終確定生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)進(jìn)階的最終路徑。

（一）“生物具有共同祖先”的研究結(jié)果和學(xué)習(xí)進(jìn)階最終路徑

測(cè)試中暴露出的問題有：義務(wù)教育階段學(xué)生不清楚生物進(jìn)化的歷程，正確率僅為13.92%;高中階段學(xué)生不能清晰說明生物進(jìn)化的證據(jù)和生命起源于共同祖先的證據(jù)，這些問題在高中階段教材中介紹較少且知識(shí)點(diǎn)分散，學(xué)生沒有注意到知識(shí)的整合和知識(shí)間的聯(lián)系。從測(cè)試結(jié)果來看，有必要在修改后的水平2中適當(dāng)滲透解剖學(xué)及胚胎學(xué)證據(jù)在生物進(jìn)化研究中的重要作用，完善學(xué)生對(duì)進(jìn)化研究的認(rèn)識(shí)。

為使學(xué)生對(duì)生物來自共同祖先這一問題形成多方面的認(rèn)識(shí)，將該核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階定為四階，以下按照進(jìn)階次序由低到高說明各階的成就水平和學(xué)習(xí)表現(xiàn)要求：

水平一：通過比較生物體結(jié)構(gòu)、化石證據(jù)得出，地球上的生物在許多方面有相似性。

學(xué)習(xí)表現(xiàn)：能說出常見植物或常見動(dòng)物的相似之處或共同特點(diǎn);比較動(dòng)物骨骼結(jié)構(gòu)（解剖學(xué)）可以發(fā)現(xiàn)生物間的共同點(diǎn);知道化石是生物留下的遺跡或遺骸，并不清楚其形成過程。