基于“學習進階” 優化教學設計

楊堯飛 胡夢翔

摘? ? 要：進階學習理論融入科學教學實踐，為初中科學教學提供了又一種科學、高效的學習路徑和方法。簡潔明了的進階設計，抓住了教學的要點，分散了教學的難點，突出了學生學習的“盲點”，有助于教師的教育思想理念與學生的實際學情有機融合，針對問題，對癥下藥，強化精準教學，從而達到更好的教學效果。

關鍵詞：學習進階;根;進階變量;學習水平

學習進階理論是近年來教育界比較熱門的一個新研究方向，描述了學生在學習某一主題時所遵循的學習路徑，其中包含進階起點、進階終點、進階變量、中間水平等要素。進階起點是學生在學習前已有的認知和學情，進階終點是要求學生達到的水平，在起點與終點之間是學生在學習過程中認知發展的逐層變化，包含多個進階變量。在實施過程中，教師遵循由淺入深、由現象到本質、連續且螺旋上升的基本原則，引導學生基于腦海中的已有概念、經驗遞進學習，各個擊破，最終達到進階終點。進階學習的路徑圖，可以直觀形象地整合成如圖1所示。

因此，教師在備課時需要針對不同的學習內容設計清晰可循的學生思維走向圖，引導其對知識的理解不斷豐富、精致和深入。這種學習過程就像“爬山”，教師除了指引學生爬山的方向，還需幫助學生找到每一步的“腳踏點”，一步一步攀登知識高峰，建構有意義的認知，最終實現教學目標。

初中科學“根”的教學內容與學生生活較為貼近，其中根的形態、功能等概念學生已有所了解，但是這些知識是碎片化、純經驗性或者錯誤的。比如學生前概念中已知直根系、須根系相關名詞并可以模糊描述，但此塊內容的教學目標為建構直根系、須根系形態模型并能準確區別兩者，相對比教學目標還存在一定差距。故本文從學習進階的視角出發對初中科學“根”一課規劃進階路徑，圍繞“根”的主題，根據目標分解，首先劃分5個進階變量。相當于5個知識板塊（或知識點），然后針對每個進階變量又設計風格各異的學習路徑圖。具體的學習進階分解圖如圖2所示。這樣的進階分解分散了教學難點，從而可以更好地描述學生在學習活動中的思維變化，幫助學生從最初的模糊理解到最終的科學理解。

下面把“根”的學習分解成5個進階變量，即5個知識板塊，每個進階變量又分別設計多種學習路徑，循序漸進，予以落實。

一、 進階變量1 （知識板塊1）——“根的形態”學習路徑

進階起點：知道根的形態有直根系、須根系兩種類型，但對直根系、須根系的概念理解模糊。

學習水平1：大致能夠將教師提供的不同植物根據根系的特點進行分類，但無法區分其中一些易混淆的植物根系。

學習水平2：通過觀察、對比其他組的分類結果，進行分析、歸納，知道直根系、須根系的區別。

學習水平3：掌握直根系、須根系的概念，建構根的形態模型。

進階終點：掌握直根系、須根系的概念，并知道兩者區別在于有無明顯的主根;建構根的形態模型;培養觀察、比較、分析、協作和歸納等能力，并體會分類的學習方法。

【解析】此學習路徑中，教師提供多種植物根系讓學生進行區分，可以激活并檢測學生前概念，以便將前概念充分暴露出來。緊接著，選擇有代表性的分類結果進行投影，讓全班學生來分析、比較、歸納，利用學生的分類結果幫助有錯誤或者不完整前概念的學生進行糾正、完善，從“揪錯”到“糾錯”，再從“糾錯”到“究錯”，最終共同完成建構“根的形態”模型。

二、進階變量2（知識板塊2）——“根尖的形態”學習路徑

進階起點：學生沒有根尖相關的前概念，對根尖一無所知。

學習水平1：通過觀察不同類型植物的根，發現最前端非常相似（教師有意識地重點引導觀察對象）。

學習水平2：肉眼整體觀察教師提供的新培養蘿卜根的前端，認識根前端的大體形態和顏色。

學習水平3：放大鏡局部觀察，進一步了解根尖中根毛位置和長度（見圖3），建構根尖概念。

進階終點：知道從根的頂端到長有根毛的一段叫根尖;體會由宏觀到微觀的觀察方法。

【解析】此學習路徑中，由于學生對根尖的前概念基本空白，故教師提供新培養的蘿卜根尖為學生提供感性認識，激發學習熱情。并且觀察過程由表及里（從肉眼到放大鏡），符合認知規律，能夠幫助學生有效建構根尖的概念。

三、進階變量3（知識板塊3）——“根尖的結構”學習路徑

進階起點：知道進一步觀察根尖的內部微觀結構需要用顯微鏡。

學習水平1：通過觀察大麥、玉米、洋蔥縱切后在顯微鏡下的結構圖，發現三者根尖結構相似，具有共同特點。

學習水平2：根據根尖結構的相似性進行區域劃分，可能分為3塊區域（將分生區和伸長區劃分為一塊區域），也可能分為4塊區域，或者可能存在其他不同分法。能夠初步說出劃分依據，但并不完整。

學習水平3：通過對比、分析其他組的分區域情況進行討論，最終確定劃分為4個區域，但學生只知道各區域零散的結構特點，比如伸長區細胞長、分生區細胞核相對比較大等，未建構清晰的根尖結構模型。

學習水平4：通過教師PPT中所呈現表格（見表1）的引導，進一步比較、歸納各區域的細胞結構特點，建構清晰的根尖結構模型。

進階終點：通過討論、分區、評價、說理等過程，體會并掌握根冠、分生區、伸長區、根毛區各區域的細胞結構特點，從中比較完整地建構起根尖結構模型;培養觀察能力和求同比較、求異比較的思維。

【解析】此學習路徑中，學生分組尋找不同植物根尖結構的異同，然后自主分區域、說理，當出現多種分區域結果時再進行相互對比、說理、糾正，確定合理的分區域結果，特別要注意求同比較與求異比較，最后歸納、完善各區域的細胞結構特點（即為分區域理由），在整個過程中學生的思維螺旋式上升，從不完善到完善，逐步建構起清晰的根尖結構模型。

四、進階變量4（知識板塊4）——“根尖的功能”學習路徑

進階起點：不清楚根尖各區域功能，無法獨立分析各區域之間的關系。

學習水平1：根據細胞特點，可能猜測細胞增加主要在分生區或伸長區，少部分學生能夠聯想到與細胞核相對大小有關，但大部分學生無法說出明確的理由。

學習水平2：基于前概念不足，故教師直接告知分生區功能，從而知道細胞增加主要在分生區，明確分生區的功能。在此基礎上，學生生成一些與根尖生長慢鏡頭相關的疑惑，比如根在土壤中會不會有磨損？根不斷向土壤中推進的動力來自哪里？等等。

學習水平3：針對課堂生成的問題，依次進行解惑。易猜到根冠的功能，并能夠分析在摩擦過程中根冠頂端細胞數目不斷在減少，而根冠基部由于分生區細胞的不斷分裂補充，使該區域內細胞數目總體保持穩定，從而樹立起各區域間的細胞不斷演變的觀念。

學習水平4：根據細胞的形狀特點，學生直觀猜測根在土壤中不斷推進的動力主要來自于伸長區，因為伸長區的細胞形狀較長，而忽略了分生區細胞從立方體形變為長方體形的動態變化過程，分生區細胞不斷分裂生長，逐步演變為伸長區細胞，這才是真正的動力源泉，進一步體會各區域間細胞在不斷演變，存在一定的相互聯系。

學習水平5：能夠推理伸長區的細胞進一步長大、成熟后變為根毛區細胞，據此粗略猜測根毛區細胞功能，同時因為根毛的存在，大大增加了與土壤的接觸面積，學生可能未意識到根毛在這個區域的重要價值（今后可遷移到小腸絨毛的學習）。

學習水平6：知道根毛是通過增大與土壤的接觸面積，從而能夠更好地吸收水分和無機鹽，整體理解根尖的結構與功能是相適應的。

進階終點：掌握并理解根冠、分生區、伸長區、根毛區各區域的功能;知道根尖四區域之間是互相連續、依次向前動態發展變化的;領悟結構與功能相適應的辯證關系;培養邏輯思維能力;進一步明白事物都是普遍聯系的。

【解析】課堂中即時生成的教學資源是學生真實學情的反映，是學生的最近發展區，教師將學生在課堂中生成的問題作為教學“助推器”，幫助學生從低水平認知向高水平認知進階，幫助學生析疑解難，最終理解各區域之間的相互關系，并建立根尖各結構與功能相統一的生物觀。

五、進階變量5（知識板塊5）——“根的功能”學習路徑

進階起點：基于問卷調查（以本縣8所初中學校的學生樣本為例），68.3%的學生只知道根具有吸收、固定功能，31.7%的學生通過課外閱讀、新聞報道等途徑知道根還具有其他功能。

學習水平1：通過圖片（圖4）可直觀判斷榕樹在空氣中的根具有支持作用，從而認識支持根并知道其作用。

學習水平2：判斷哪一部分是番薯的根（見圖5），大部分認為A，B是根，少部分認為A，B，C均是根。

學習水平3：通過相互之間不同答案的討論，知道圖5中的C也是根，與普通根相比更加膨大，可以儲藏更多的營養，從而認識貯藏根。

進階終點：知道與常見的根在形態、功能等方面存在較大區別的根稱為變態根。

【解析】在學生進階起點的基礎上，此學習路徑遵循由易入難的認知順序，引導學生先認識支持根，再認識貯藏根，符合學生的認知規律。其中學生對于判斷哪一部分是番薯的根存在不同思考，學習水平2中的不同組別學生，產生不同的判斷，對比后產生認知沖突，糾正前概念的錯誤思維，從而更好地理解共性與個性的辯證關系。

通過對“根”的學習進階的闡釋，我們可以將總的課堂教學目標科學細化，使知識更具有連貫性、層次性、邏輯性。5個進階變量的設計，采取循序漸進的方式，基于學生的最近發展區，層次深入，逐層加深問題的難度和抽象性，契合學生的認知規律，培養學生良好的科學思維能力，從而達到較好的教學效果。

進階學習理論融入科學教學實踐，為初中科學教學提供了又一種科學、高效的學習路徑和方法。簡潔明了的進階設計，抓住了教學的要點，分散了教學的難點，突出了學生學習的“盲點”，有助于教師的教育思想理念與學生的實際學情有機融合，針對問題，對癥下藥，強化精準教學，從而達到更好的教學效果。