基于學(xué)習(xí)進階的蒸騰作用概念教學(xué)

摘要：以蒸騰作用的概念教學(xué)為例，基于學(xué)習(xí)進階理論對教學(xué)內(nèi)容進行規(guī)劃設(shè)計，確定學(xué)習(xí)進階維度，圍繞經(jīng)驗、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)和整合五個學(xué)習(xí)進階層級，構(gòu)建學(xué)習(xí)進階框架。結(jié)合學(xué)習(xí)進階框架，沿著“分析學(xué)情、創(chuàng)設(shè)情境”，“問題導(dǎo)向、建構(gòu)概念”，“多元評價、診斷反饋”的進階路徑進行概念教學(xué)，依次進階、逐步構(gòu)建概念。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進階；蒸騰作用；概念教學(xué)

文章編號：10037586（2024）03001803 中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：B

強調(diào)內(nèi)容，聚焦大概念，以大概念、重要概念和次位概念的形式呈現(xiàn)概念體系是《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的課程理念之一。學(xué)生需要從零散的生物學(xué)事實中逐步形成次位概念，在次位概念的基礎(chǔ)上形成重要概念，進而思維整合形成大概念。學(xué)習(xí)進階是當(dāng)前國際教育研究的熱點之一。學(xué)習(xí)進階是指學(xué)習(xí)者圍繞學(xué)科概念展開，在一定時間內(nèi)遵循由淺入深、依次遞進的思維進階路徑學(xué)習(xí)一系列相互關(guān)聯(lián)、逐漸加深的概念序列。因此，學(xué)習(xí)進階理論有助于學(xué)生進行概念學(xué)習(xí)。本文以《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求中“4.2.1植物根部吸收生活所需的水和無機鹽，通過導(dǎo)管向上運輸，供植物利用，其中大部分水通過蒸騰作用散失”這一次位概念的形成為例，闡明如何運用學(xué)習(xí)進階理論進行生物學(xué)概念教學(xué)。

1 蒸騰作用概念學(xué)習(xí)進階框架的構(gòu)建

1.1 確定進階維度

確定進階維度是指對概念的劃分，最終綜合劃分后的各個部分實現(xiàn)對概念的深入理解。次位概念4.2.1對應(yīng)的是蘇科版義務(wù)教育教科書《生物·八年級·上冊》第18章第1節(jié)“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”的相關(guān)內(nèi)容，包括綠色植物的蒸騰作用、氣孔的組成及作用、蒸騰作用的意義三部分內(nèi)容。通過對教材內(nèi)容的分析，筆者繪制了蒸騰作用的概念圖（見圖1）。圖1展示了水分的吸收和運輸是水分利用的前提，水分利用的主要形式是蒸騰作用，大部分水以水蒸氣的形式通過氣孔散失。因此，將蒸騰作用的進階維度劃分為水分的吸收和運輸、水分的散失途徑、水分的散失動力、水分的散失意義四個部分。

1.2 劃分進階層級

教師需要圍繞次位概念，將事實性知識劃分為不同的層級水平。參考已有研究成果，沿著由淺到深的路徑，將生物學(xué)概念進階劃分為五個層級，分別是經(jīng)驗、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合。經(jīng)驗層級是指基于已學(xué)知識和經(jīng)驗獲得的前概念；映射層級是指能夠根據(jù)生物學(xué)事實做出初步判斷；關(guān)聯(lián)層級是指能夠在初步判斷的基礎(chǔ)上進行多方位的思考，提出關(guān)聯(lián)性的知識；系統(tǒng)層級是指能夠從系統(tǒng)的角度發(fā)現(xiàn)不同概念知識的關(guān)聯(lián)性，形成概念網(wǎng)絡(luò)；整合層級是一節(jié)課的進階終點，如學(xué)生能夠闡述蒸騰作用的過程和意義，深化生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀。教師對事實性知識進行經(jīng)驗到整合的進階層級劃分，中間用箭頭聯(lián)系表示不同層級之間的關(guān)系，進而可以繪制出蒸騰作用學(xué)習(xí)進階層級圖（見圖2）。

2 基于學(xué)習(xí)進階的蒸騰作用概念教學(xué)

2.1 分析學(xué)情，創(chuàng)設(shè)情境

教師需要分析學(xué)生的前概念，定位學(xué)生的學(xué)習(xí)起點，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)進階過程中的具體表現(xiàn)，促進次位概念的逐步形成。教師可以在學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上進行類比，從而提出本節(jié)課的核心問題：“綠色植物是空氣加濕器嗎？”該情境不僅能有效銜接學(xué)生的前概念，促進概念的同化，還能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

2.2 問題導(dǎo)向，建構(gòu)概念

教師要圍繞核心問題展開，引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)情境中分析和解決問題，從而提升學(xué)生的關(guān)鍵能力。本節(jié)課以“草地的空氣濕度比裸地的空氣濕度大”作為問題情境，以“綠色植物是空氣加濕器嗎？”作為核心問題，圍繞核心問題設(shè)計問題鏈展開教學(xué)（見圖3）。

教師從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，創(chuàng)設(shè)真實問題情境：“為什么草地的濕度比裸地的濕度要大？”引出核心問題：“綠色植物是空氣加濕器嗎？”

在經(jīng)驗層級，真實情境和生活經(jīng)驗喚起了學(xué)生的前概念，學(xué)生能夠說出植物體的水分可能會散失到空氣中。

在映射層級，教師需要引導(dǎo)學(xué)生將事實與相關(guān)概念進行簡單的聯(lián)系。教師可以組織學(xué)生設(shè)計實驗探究植物體散失水分的主要器官是什么。該問題又可進一步分解為以下四個問題：實驗的變量是什么？如何收集植物散失的水分？如何確保塑料袋收集的水分是從植物而不是從土壤散失出去的？如何確定塑料袋收集的小液滴是水分？引導(dǎo)學(xué)生不斷完善實驗方案，將事實與植物體通過葉散失水分建立聯(lián)系，構(gòu)建“事實概念”的簡單聯(lián)系。

在關(guān)聯(lián)層級，學(xué)生需要在已建立的簡單聯(lián)系上，多角度分析事實和概念的對應(yīng)關(guān)系，逐步在事實與概念之間建立穩(wěn)固的聯(lián)系。該層級可拆解為以下四個問題：葉的表面是否有小孔？同一植物上下表皮的氣孔數(shù)量一樣嗎？氣孔如何開閉調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的水分含量？植物體可以產(chǎn)生拉力促進水向上運輸嗎？不同層級需提供相對應(yīng)的事實性知識，從而建立“事實一概念”的穩(wěn)固聯(lián)系。例如，可提供如下事實性知識：將葉片放入70℃的溫水中，發(fā)現(xiàn)葉片表面有氣泡產(chǎn)生，進而推測葉的表面有小孔存在；撕取葉表皮制作臨時玻片標(biāo)本在顯微鏡下觀察，可以看到下表皮與上表皮相比，氣孔數(shù)量更多。為了解釋說明氣孔的開閉由保衛(wèi)細胞控制，教師可用兩個充氣的長條氣球模擬保衛(wèi)細胞，氣球的內(nèi)側(cè)壁貼上透明膠帶，外側(cè)壁不貼，模擬保衛(wèi)細胞的內(nèi)側(cè)壁較厚、外側(cè)壁較薄。對氣球充氣，模擬保衛(wèi)細胞吸水膨脹氣孔打開；對氣球放氣，模擬保衛(wèi)細胞失水、氣孔關(guān)閉。為了讓學(xué)生直觀地看到植物體產(chǎn)生了拉力促進水向上運輸，可以自制實驗裝置進行觀察。將一根吸管置于紅墨水中，取一段帶葉的枝條插入吸管放在陽光下一段時間，可以看到紅墨水由于蒸騰作用產(chǎn)生的拉力在吸管中上升。教師通過一系列方式如觀察實驗、模擬實驗、自制教具等，在事實與概念之間建立穩(wěn)固的聯(lián)系。

在系統(tǒng)層級，教師要幫助學(xué)生利用已經(jīng)建立的穩(wěn)固聯(lián)系嘗試概述概念。學(xué)生在此層級能夠通過現(xiàn)象提煉出事實的本質(zhì)。例如，在系統(tǒng)層級，學(xué)生能夠概述出蒸騰作用是指植物體的根吸收水分，水分沿著根、莖、葉中的導(dǎo)管自下而上運輸，大部分水分通過葉的氣孔以水蒸氣的形式散失出去。

在整合層級，學(xué)生需要對知識整合并綜合運用，建立次位概念，并運用概念解釋真實存在的問題。學(xué)生在獨立學(xué)習(xí)、小組合作的過程中學(xué)會知識的遷移應(yīng)用。

2.3 多元評價，診斷反饋

學(xué)習(xí)進階框架能為教學(xué)評價提供支撐。教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)進階框架中設(shè)置的行為動詞，診斷學(xué)生在達到相關(guān)層級時是否能作出相對應(yīng)的行為表現(xiàn)，從而得到反饋并及時調(diào)整教學(xué)進度。如果學(xué)生的回答已經(jīng)符合預(yù)設(shè)的層級表現(xiàn)，則可進入下一層級的學(xué)習(xí)。同時，教師可根據(jù)學(xué)生所繪制的概念圖來判斷學(xué)生是否能夠抓住關(guān)鍵詞，是否達成本節(jié)課的進階終點。課后，教師可采用選擇題和非選擇題組合的形式，考察圖2所涉及的生物學(xué)事實，測試學(xué)生在各個進階梯度的完成度。

基金項目：江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃專項課題“基于學(xué)習(xí)進階的初中生物學(xué)核心概念教學(xué)研究”（C-b/2021/02／82）。