學習進階在生物學教學中的應用
——以“伴性遺傳”為例

安 碧 郭 娟

（貴州師范大學生命科學學院 貴州貴陽 550025）

學習進階（learning progressions，LPs）是指學生在學習某一主題概念時所遵循的學習路徑，一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由淺入深、相互關聯的概念序列。其框架包括進階起點、進階終點以及多個相互關聯的中間水平，能促進課程的連貫和一致性，幫助教師確定經過經驗驗證的學習目標，揭示學生發展過程中的障礙，指導教師教學并衡量學生的學習情況，是溝通課程、教學、評價的有效橋梁。

近年來，學習進階在教育領域的研究主要聚焦于核心概念和科學實踐能力等方面，涉及物理、化學、地理、生物學等學科，集中在能量、力與運動、物質、原子結構及相互作用、遺傳、碳循環等主題。其中在生物學科領域開發了食物鏈、碳循環、光合作用、呼吸作用、神經系統、遺傳等主題的學習進階框架，但對進階框架內容的描述較為簡略，很少闡明其在教學過程中的具體應用，課堂教學經常忽視學生認知發展規律以及教學活動和問題情境的進階。鑒于此，下文以“伴性遺傳”為例，嘗試闡明學習進階框架在生物學教學中的應用。

1 學習進階框架的構建

學習進階框架的構建需要考慮已有的實證研究、課程標準、教材。開發學習進階框架時，教師首先要確定學習進階的起點和終點。起點指學生的已有經驗或知識，終點指課程標準中的核心概念和相關學習目標；中間水平是相關核心概念和目標達成的必要支撐，其劃分要遵從由易到難、由簡到繁、由事實到概念的原則，以符合學生的認知發展規律。

在已有學習進階框架的基礎上，根據高中生物學課程標準相關要求和“科學概念理解發展層級”，下面以陳述性語句對“伴性遺傳”學習進階的內容從淺到深、從具體到抽象進行了詳細描述，確定了包含“經驗、映射、關聯、系統、整合”5個層級的進階框架（表1）。

表1 “伴性遺傳”進階框架

2 基于學習進階框架的教學

從進階框架可知，學生對伴性遺傳的學習要以孟德爾定律、基因在染色體上、基因型決定性狀等知識作為支撐，從白眼果蠅總是出現在雄性個體的現象和控制果蠅眼色的基因位于X染色體上的事實出發去認識“伴性遺傳”。根據學生在不同層級的進階內容，教師可以情境-活動-概念為教學主線，引導學生重視對遺傳系譜圖的構建、解釋和分析進而促進高階思維能力的發展，利用遺傳圖解進行演繹推理從而達到知識遷移，提升學生理解能力、科學思維、數理邏輯和學以致用的能力。教師創設情境時，需要注意其復雜程度的進階。

2.1 經驗——激發舊知

該層級需要利用事實激發學生的已有知識和相關經驗來調動學生的認知渴望，從而導入新課。例如，教師通過呈現紅綠色盲檢查圖和抗維生素D佝僂病患者常表現的O型腿照片，結合調查數據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，初步調動學生認知渴望。利用白眼果蠅總是雄性居多的事實激發學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思考并運用遺傳圖解進行推理，解釋白眼果蠅總是雄性的原因。

2.2 映射——簡單聯系

該層級需要引導學生將事實與相關概念和方法建立簡單的聯系。例如，教師引導學生通過對比紅綠色盲、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聯的遺傳現象且控制該性狀的基因在性染色體上，引導學生將不同性別發病率不同這個事實與伴性遺傳建立簡單關聯，構建“事實—概念”的簡單聯系。再以人類紅綠色盲為案例培養學生分析遺傳系譜圖的能力，引導學生根據遺傳規律運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，并借助患病個體與親本是否患病推斷紅綠色盲是隱性遺傳，構建“事實—遺傳系譜圖、事實—演繹推理”的簡單聯系。

2.3 關聯——穩固聯系

該層級需要利用已建立的簡單聯系從多個角度分析事實和概念及方法的對應關系，引導學生將事實與相關概念和方法建立穩固的聯系。例如，教師引導學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型及其比例，運用分離定律解釋基因在性染色體上的傳遞規律即母親兩條X染色體上的基因傳給兒、女機率相同，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；結合遺傳系譜圖，引導學生討論并總結伴X隱性遺傳病的遺傳特點；建立不同婚配方式的情況、基因傳遞規律、遺傳特點等多個可觀測的特征與伴性遺傳概念的穩固聯系，提高學生利用演繹推理思維方法解決問題的能力，再次將事實與科學思維方法建立聯系，即建立“事實—概念、事實—遺傳系譜圖、事實—演繹推理”的穩固聯系。

2.4 系統——提煉特點

教師要促進學生利用已經建立的穩固聯系分析不同現象發生的本質，提煉不同事實的特點，嘗試利用已經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，引導學生應用先前所學的遺傳方式判斷方法、性染色體基因傳遞規律、遺傳圖解和遺傳系譜圖分析問題中的變化及其結果，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，并初步推測特定個體的基因型、表現型及其發病率，促進概念的理解。

2.5 整合——綜合實踐

該層級需要學生將知識進行整合并綜合應用，提高學生對知識的掌握和技能的應用，建立概念間的有效聯系。教師可以通過呈現難度梯度的案例和問題，使學生在獨立學習、同伴互助、教師引導的過程中學會將知識和方法遷移并應用，形成完整的概念認知體系，關注相關概念在生產實踐中的應用。

3 基于學習進階框架的評價

學習進階框架能為教學評價提供參考。教師可以根據進階框架中設置的行為動詞，診斷學生在達到相關層級時是否能做出相應的行為表現，及時獲得反饋并調整教學進度和教學方法。例如，學生能準確歸納出“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，則可以判斷學生已經達到了進階框架中的“映射”層級。

4 反思與總結

根據課程標準、教材、相關實證研究以及學生的認知發展規律開發學習進階框架并用陳述性語句細化進階框架的內容，有利于設計符合學生認知邏輯的教學，其針對性和可操作性更強，能有效地促使學生在主動學習的過程中逐步達成學習目標、建立概念間的聯系，真正提高學生利用知識和技能分析并解決實際問題的能力，也便于教師根據學生的課堂行為表現判斷學生的學習進程，合理調整教學進度和方法，從而幫助學生有效進階。