让学生在“设计”中学习的教学实践

刘佳徐慈根（上海市彭浦初级中学上海 200435）

让学生在“设计”中学习的教学实践

刘佳徐慈根（上海市彭浦初级中学上海 200435）

采用适合学生年龄特征的教学方法可提高学生学习兴趣与动力，“设计式教学”让学生感受专家的研究过程，激发出学习热情和主动性。“设计式教学”最大特点是以学生为主，引导学生运用已经学过的知识与经验参与到活动之中，在活动中让学生真正成为学习的主人；尊重学生的创意目标、过程与结果；关注学生获得知识的过程和自学能力提高；注重学生在设计过程中综合能力和创造意识的养成。

中学生物教学 设计式教学 元认知

文件编号：1003－7586（2017）01－0047－04

1 改变教学方式，增加吸引力

中学生物学教材知识内容的基础性强，注重理论性，知识体系陈述过程中刻板，因此不太受师生欢迎。若教师的教学脱离学生的生活实际，就不能吸引学生上课时的注意力，更不用说激发学习兴趣。学生在网络等多种媒体中可获得相当多的生物知识，这些知识不成体系，但实用性强，对学生生活有一定帮助。但这些知识良莠不齐，会存在有科学性问题和一定的误导性。解决这个问题就需要对学生进行学科知识的学习与训练。

不少学生有这样想法：自己已经有了很多的生物知识，我的知识要比课本中的多得多，深奥得多，没有再学的必要了。在教学中，学生提出许多似是而非的问题，若教师的解答能让学生感到满意，他就会心悦诚服，喜欢你的讲课，否则就反之。学生也不是完全都不想学生物学，只是对教材内容和形式不感兴趣，再加之还有其他考试科目的压力。若教师根据学生已有知识和获得知识途径特点设计教学，重新唤回学生对生物的兴趣。“设计”式的教学方式可以让学生在设计中学习。

信息选择是很重要的，一般教学中，教师讲的或指定学生阅读材料等提供信息，目的是解决考试。这些信息都是教师精心选择的，适合考试要求，但并不真正适合学生。教师希望学生牢记这些信息并在考试中精确地表达，这就是最典型的传授—习得的教学模式。这种信息获得的方式已不符合现代学生的特征，事倍功半是现在学生学习的基本现象。

2 “设计”式教学的定义

设计，指人在目标、计划的框架之下进行技术性的创作与创意活动。课堂中教师将教材内容分解成设计课题，制定适度的标准与要求，让学生运用已有知识和经验进行创造性活动，使学生获得新知识和能力。设计的特性包括：①独创（原创）性，强调这东西原先是没有的；②抽象性，对纷繁复杂的现象、内容进行提炼、概括、抽象等概念化，用语言或专业符号表达；③探索性，在基本原理基础上运用逻辑推理与想象并应用实践方法（作品）来证实；④先进性，体现新技术、新思想、新概念，这几个特性正是不少学校教育缺失的。中学阶段培养学生的设计能力时还不在乎具体内容与形式，重要的是与学生的年龄心理发展符合，利于相应的意识和能力的养成。

CBR（Case Based reasoning基于案例的推理）理论认为人们的头脑中储存着成千上万的“案例”，有的是具体的事件，有的是概括性的。这些案例有着似脚本一样的结构贮存着日常事件的一般顺序。人们能够识别新情境的重要特征并且从巨大的记忆库中搜索与当前情境最吻合的案例。智能行为就是基于人的这种能力。

心中有着大量“案例”，依靠无所不在的计算机网络，是学生进行设计活动的基础条件。初中生具有一定水准的网络技术，但在专业知识内容的鉴别、运用方面还需要教师的指导。同时，教师应在信息的收集与甄别方面进行必要的指导。

设计过程中，教师要让学生有尽可能多地亲历亲为过程，让学生真实想法与思考的内容呈现出来，让学生已有的知识、经验发挥作用；尽可能地让学生应用网络，一旦网络成为手中正常的学习工具，其作用就会发挥得更好。

“设计式教学”特点是以学生为主，引导学生运用已经学过的知识与经验参与到活动之中，在活动中学习；注重学生的创意目标、过程与结果；关注学生在设计过程中综合能力的养成；注重学生创造意识的养成，获得知识的过程，自学能力的提高

实际上，在这个过程中，教师也是一名学习者，他们习惯了教科书中程式化的教学，只是运用经典的、理想状态下实验数据来教授学生。大部分教师在从教之后，很少会真实地通过设计并实验，从而得到新发现、新知识。因此，教师也需要相关的学习支持，从而帮助学生创建、解释。教师在此过程中也应该不断地学习与更新知识，才能够做到时教时新，越教越精。

3 选择合适内容作为课题设计

教师对教材内容、学生知识基础和能力现状进行详尽了解、分析，才能为学生量身定制设计课题。教材内容并不是都是以设计方式完成教学的，教师应选择合适的内容，对纯知识性内容还是采用讲解、理解更合适；恰当地安排好内容，更多活动安置在课余时间；恰到好处地运用合适的教具与实验仪器是设计完善的重要因素，因为学生对这些设备的使用是生疏的，甚至完全不懂的，需要教师认真指导。

教师结合教材内容特征，安排一个长时期的内容，可能需要几周甚至更长时间，也可安排一较短时间的设计任务，最好让学生经历由易到难的经历更好。学生自己进行组织团队，分工合作，实施完成。这个过程注重设计的科学性、规范性和真实性，让学生认识到自己的设计具有科学价值，感受自己在进行科学研究。生物教材中一些内容源自生活实际、生活环境和学生自身，足可以引起学生的兴趣。学生更喜欢用研究的方式验证身边的生命现象。因而通过设计的方式、实验方式，能得到学生得认可。

设计前应该先写出活动“脚本”，需要教师重点进行训练指导和关注的。由易到难的过程是必要的，经过若干学习训练之后，学生的能力有所建立。教师要注意使活动在计划之中处于可控、可预测、可执行的状态。在设计前，学生要对整个过程有一个较完整的认识，具有整体观念，能注重过程和结果。这当然是一个循序渐进的过程。脚本要求如表1所示。

表1 活动“脚本”的整体要求

从初中“生命科学”教材植物部分中关于气孔的教学过程中，看出大部分学生对此是一知半解理解，而且学生的理解是物理意义上的理解。教师可让学生设计一个方案进行研究，引导学生经过交流筛选出较好的方案，并进行修改完善。教师从身边常见植物的气孔数量开始，让学生知道对气孔数量进行计数的方式，亲手制作标本，玻片统计1 mm2内气孔的数量；了解上下表皮气孔分布特点和生理功能。在教师指导下，经过半个学期的时间，分组实验完成，全班在教师的帮助下形成一个完整的研究报告。学生对自己身边植物的识别大为提高，能识别常见几十种植物，并能用拉丁文记录。

学生对自身的兴趣会产生大量可探究的内容，如关于“吸进O2呼出CO2”在上学未时就知道，他们可利用生物化学知识设计实验来证明：纯净石灰水与CO2形成碳酸碱沉淀，过滤干燥后用天平称量，最后应用化学方程式计算出CO2的含量，而推导出人一定时间内CO2产生的量。这些实验设计等过程对学生跨学科学习很有帮助。

对于社会的一些热点话题，诸如转基因食品、农药残留、传染病等正是生物学科知识展现作用的机会，学生可以此为研究的课题，设计系列方案，由此养成学生关注社会，关注生活，关注健康的思想，培养学生较高的科学素养。

教材中有学生进行研究的内容，但源自生活的内容更会吸引学生。经过几个课题研究后，学生对生物知识的理解掌握是突飞猛进。此时，学生的学习也不局限于教材内容，综合能力与科学素养也有长足的发展。教师在活动过程中及时地进行反馈，让学生在方法论上有所收获，使学生初步具有分析预测意识，并会正确对待设计或试验中可能出现的错误或失败。教师要帮助学生来分析、解释错误、失败的原因，寻找更好地方法与途径。

展示与分享也许更为重要，学生会在展示作品中发现问题或可以进一步完善的地方，并了解与学习别人经验。如果在展示时，学生无法解释或说清自己的设计，则说明其知识存在缺陷。在学科教学中，这方面的学习是块严重的短板，更没有进行错误与失败预测方面的学习训练。“如果可以提供及时的反馈让学习者有机会认识到自己的错误与预测失败，并且如果学习者能解释错误和预测失败的原因，寻找另外的解决方式，那么学习者从错误及预测失败中获得更好的学习效果。”

4 实现内在心理驱动

学习驱动的诸因子中兴趣比重较大，兴趣的本质就是“大脑皮质在这种事物的刺激作用之下，已经形成了丰富的、精细的和巩固的暂时神经联系系统，正因为一个人的大脑皮质在某种事物的刺激作用之下，已经形成了丰富的、精细的和巩固的暂时神经联系系统”。没有了学习兴趣，就等于没有了学习驱动力，任凭教师采取什么教育模式都不会获取好的教学结果，最多也是在培育学习机器或装知识的容器。

若学习成绩（分数）也是一种重要驱动力，合适的家庭教育可成为有效驱动，对未来生活的憧憬、向往也让学生产生一定的学习激情。但这些驱动是存在不稳定性和阶段性的问题，不能一直起到驱动的作用，当然教师进行调整诱导等方法，可使其维持在较长时间内。

学习驱动力源于自我发展的需要，源于自我成熟学习心理机制，就会处于较长期稳定的状态。学生在设计过程中，一定会感到自己知识的匮乏，从而去阅读和了解问题解决的知识与方法，这是学习的最好方式，这过程获得的知识是最真实和牢固的；反复参与到收集、整理、归纳、鉴别过程，是能力形成的主要形式，这一过程是学生课外学习的重要形式，培养了系列的能力。学习中获得成功和成绩而形成的驱动特点是并不狂热但极为稳定，稳扎稳打，步步为营，积小胜为大胜。

自觉并有成效的学习过程有助于学生建立起良好的自我意识，学习的主体、自身的经历、了解自己在活动的意义与价值对促成学生正确的自我意识与价值观有一定帮助。一般教学中，学生总是处于被动的状态，不利于合适的自我意识形成；也不利于自我价值正确的表达。校园中学生自我价值的实现若只是分数、成绩，这对学生的性格、品行养成是呈现出负面影响，从而失去学校教育的最大价值。

5 能够达到的一些目标

5.1 利于形成较好的学习效果和心理

若学习的内容比较切合学生的实际生活或需要，才能让学生形成主动学习的倾向，因为设计者是学生本人，学生比较重视过程与结果。教师在学生已有知识的基础上深化学习，将所学知识拓展开来，解决了原来纯知识学习的模式，逐渐追求对深层次、概念化理解能力的培养。

教师要满足学生好奇欲望和追根刨底的年龄特征，培养学生搜索寻找资料并逐渐形成鉴别材料真伪的能力。

教师要结合学生生理、心理逐渐成熟的特征，帮助学生科学地、顺利地度过学习方法的变化期：即从简单的机械性记忆、操作型学习方法过渡到到复杂思维型模式。皮亚杰认为：12～15岁的学生在具体的运筹思维的基础上，经过不断地吸收、调节(适应)、平衡，就会在旧的具体运筹结构的基础上逐步出现了新的运筹结构，逐渐和成人思维接近，达到成熟的形式运筹思维。所谓形式运筹（思维），就是可以在头脑中把形式和内容分开，离开具体事物而根据假设来进行逻辑推演。

5.2 利于学习内容的记忆、贮存与提取

教学过程证实在此过程中，学生可以在设计、讨论、交流过程中相互学习，从伙伴那里获得知识。从一个特定角度去看这过程：知识的真实性、个性化，记忆的长久性等都要比纯教授的要强，这是两种不同的获取知识方式。因为有自身的学习经历与过程，有利于学生在脑中建立深刻的印象。这种方式可以与教师的讲课方式相互结合。

在设计中必须会涉及到新知识的学习与旧知识应用的过程，将已学知识概念运用到新的情境中去，这是一个复杂认知活动。这个过程是学生运用多个认知系统的一个心理过程：首先是在设计过程需要有新知识的介入，这就是一个新知识学习的过程；其次这是元认知活动，元认知就是对认知的认知，其实质是认知个体对自身认知活动的自我意识和自我调节。问题解决过程是个复杂的认知过程：问题的认定、组织、执行、确认等过程中都包含着元认知活动。设计过程中涉及到元认知的多个技能如：预测、计划、评价与技能，在经历多个的设计后，学生元认知得到训练与提高，可更有效地对学习过程进行监控、调节，提高学习的效率。

5.3 发展进一步学习的欲望

考试成绩总有高低之分，学生将对学习与知识的追求异化为对分数追求，花时间、耗精力做习题，背诵记忆而筋疲力尽，厌学心理渐次产生。厌学心理总会产生，关键在于时间的长短。瞬间和短时间的厌学是正常现象，但要是发展成经常性的，就需要教师应对的策略，改变学习模式应是较为有效的办法。教师引导学生在一个自己选定的内容进行设计、实验，用自己的方式解决问题。收集、分析、应用资料于设计之中，在活动过程中，学生发现不足，进行学习。摆脱厌学心理后，学生会将求知欲、学习作为第一要务。

5.4 将学习时间拓展到课外，在真实生活之中学习

要完成一个设计必须要花费时间与精力，首先要对课题进行“论证”科学性、真实性、可行性和研究价值等；收集各种资料；免不了不断失败不断试验的过程；要撰写并修改报告这是要耗费大量时间的事情。学生必须合理安排、利用好课余时间，形成合理应用时间的最好训练模式。同时，整个过程是完整、真实、认真的而不是简单地参与。

5.5 教学、学习方法的多样化

初中阶段的学生其大脑正处于发育成熟的节点上，养成科学的学习方法至关重要。学生是多种多样的，组成的班级集体更是多样化的，教和学方式也是多样化的。在众多的教学方式中，没有最好的，只有适合的。社会需要各种各样的人才，学校就应该为培养适合社会发展来构筑未来的人才储备库。

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