高中生物“作出假设”技能训练案例的展示策略

江梦欣+尤宁+胡薇

摘 要 以案例教学法开展的高中生物“作出假设”技能训练中，案例展示是首要环节。本文在案例教学实践的基础上，从引发知觉学习、降低认知负荷、推动信息整合三个方面，总结了通过案例展示帮助学生体验“作出假设”思维程序的有效策略。

关键词：案例展示；作出假设；技能训练；案例教学

中图分类号：G633.91

案例教学过程主要包括案例展示、分析讨论、总结评价三个教学环节。知识可视化观点认为，恰当的外部视觉表征能够帮助学习者建构正确的知识内部心理表征，因此，作为案例教学的第一个教学环节，案例展示决定着学习者能否从案例中准确提取出核心内容——“作出假设”技能的程序性知识，为建构相关的内部心理表征奠定基础[1]。

1 “作出假设”的基本流程

第一阶段：获取大量客观事实，提出假设的基本观念。通过观察或实验获取大量客观事实后，利用分析、综合、抽象、概括等逻辑方法得出事实的本质内涵，进而提出假设的基本观念。

第二阶段：形成假设的具体内容。以事实的本质内涵和相关的科学原理为依据，经过严谨的推理，形成假设的具体内容，又或者，以推理出的新判断为依据，通过直觉、灵感、顿悟等非逻辑思维进行大胆的想象，最终形成假设的具体内容。

第三阶段：验证并完善假设。假设是否正确，还需要进一步的实验与观察结果来验证。同时，新结果也将补充完善原假设。

2 “作出假设”技能训练案例的展示策略

程序性知识是技能的核心，因此，案例展示要以学生能自主、准确地获取程序性知识为主要目标。

2.1 引导视觉注意，引发知觉学习

视觉注意是一种带有强烈主观性的选择行为，只有引起学生对信息的选择性注意才有可能引发进一步的信息加工。教师要想引导学生自主获取程序性知识，必然要先引起学生对案例中的关键信息（如事实依据、推论等）的有意注意。

2.1.1 利用信息的动态变化

人的眼睛总是善于捕捉动态的事物，尤其是当周围的其他事物均处于静态之时，有“变化”的事物能第一时间吸引观察者的注意。因此，案例的展示应灵活运用多媒体技术，实现在静态画面中动态展示关键信息。

2.1.2 利用信息的物理特征

静态的事物，可以通过改变其颜色、大小、强度来予以强化，并弱化另一些信息，以扩大关键信息与其它信息间的区别[2]。此外，信息周围的留空可以凸显该信息的地位层级，空白越多，则信息越重要，也更能引起注意。

2.1.3 利用信息的呈现节奏

教师在运用多媒体技术展示结合案例讲解时，节奏的控制能有效地突出重点，不论是教学课件的展映进度，还是教师语调的抑扬顿挫。

2.2 信息情境化，降低认知负荷

案例是将“作出假设”的思维逻辑蕴含于故事情境中的经典实例，展示案例之时，教师要再现故事情境，使学生置身其中“换位思考”，从中提取“作出假设”技能的程序性知识，并予以概括和迁移。但连贯且信息丰富的故事情境负载量大，极易导致认知负荷。苗士伟认为，情境化与降低认知负荷看似是“鱼”和“熊掌”不可兼得，但实际上，教师可通过设计合理的呈现方式，恰当重组信息来实现二者间的平衡。

2.2.1 分块呈现

大脑的工作记忆对信息进行存储和加工的容量是有限的，因此，教师应将案例合理地划分为若干信息块，分块展示，以保证信息加工的高效持久。如“生物膜的流动镶嵌模型”这一案例，可被划分为“细胞膜组分的探索”和“细胞膜结构的探索”两个模块来进行展示。如“细胞膜组分的探索”模块，可形成如下三个思维导航：① 获取客观事实：展示欧文顿物质通透性实验及其结果——脂溶性的物质更容易透过细胞膜；② 严谨的推理：展示欧文顿以通透性实验结果和相似相溶原理为依据，推测细胞膜的组分含有脂质；③验证并完善假设：展示20世纪初化学分析技术鉴定结果——细胞膜的成分主要有脂质和蛋白质。需要注意的是，分块导航元件和思维导航元件各自的外形、格式和位置等都应保持一致，否则将反过来扰乱学生思考[3]。

2.2.2 形象化与抽象化相结合

双重编码理论认为，学习材料同时通过言语和视觉两个通道输入大脑，记忆会更加容易，且大脑对形象材料的记忆速度和记忆效果胜过语义材料。可见，形象化信息比文字信息更容易被识别，也更容易被记忆。因而，在案例展示时，教师要充分利用多媒体技术，通过图片、视频等形象化手段来实现信息的双通道输入。

然而，过于形象的表达也可能带来许多的冗余信息，使人抓不住要点。因此，在形象化的基础上还要适当地抽象化，剔除冗余信息，强调本质。如展示欧文顿物质通透性实验结果——溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更易通过细胞膜进入细胞，可以利用图片形象地将其表达出来（见图1），从中可见，代表“不溶于脂质的物质”的圆形图案被设置为蓝色，而代表“溶于脂质的物质”的圆形图案以及磷脂分子被设置为相似的黄色，以暗示它们在化学性质上的相似，可与推理时的依据“相似相溶原理”相呼应，这样直观形象的表达，让学生一眼就能体会其中的含义，简单易懂。

2.3 启发联想，推动信息整合

推理与想象是“作出假设”技能最关键的两项技能要素。教师要注意在教学中促进学生将新接收的信息与已有知识进行整合，从而作出推理或想象。在展示该部分内容时，应做到既不过于直白，又不晦涩难懂。

2.3.1 巧用暗示，建立思维联系

严谨的推理不是主观的臆断，教师要引导学生有依据地进行逻辑推理。因此，在展示案例时，教师要注重启发性，通过暗示，指引学生建立思维联系。如在展示欧文顿依据物质通透性实验结果和相似相溶原理推测出细胞膜的组分中含有脂质时，利用“油脂易溶于四氯化碳却不溶于水”的图片启发学生依据“相似相溶原理”作出严谨的推理。较之直截了当地告知学生用“相似相溶原理”进行推理，前者更注重学生主动思考，避免思维活动流于形式。

2.3.2集合线索，模拟思维过程

大胆想象不是凭空的猜测，是以客观事实为依据，以逻辑推理为基础，充分利用非逻辑思维如直觉、灵感、顿悟、联想等所作出的有根据的猜想。因而，在展示科学家大胆想象的思维过程时，可以将思维线索放在一起展示，帮助学生整合脑海中的信息，推进思维进程。如在展示罗伯特森大胆想象出生物膜结构的单位膜模型时，可以在幻灯片上展示图2的画面。研究显示，人的左脑主要负责逻辑推理，右脑主要负责直觉想象，因此，在画面设计时，将进行逻辑推理的几条线索放在罗伯特森大脑左侧的浅红色气泡框内，而将猜想的内容放在其大脑右侧的浅蓝色气泡框内，并按照思维程序展映。如此展示，生动有趣，既形象直观地还原了科学家的思维过程，又训练了学生整合信息、大胆想象的思维技能。

“案例展示”环节是将内隐的思维技能外显化的过程，学生可从案例中体验到“作出假设”的思维程序。教师要想进一步促进学生将探究技能内化，形成“作出假设”的思维逻辑，还需要在“分析讨论”环节，利用有针对性的思考题引导学生通过小组讨论梳理思维程序；进而，在“总结评价”环节，指导学生将脑海中内隐的思维程序以外显的表格等形式系统地表达出来，实现探究技能的概括与迁移。此外，教师还应循序渐进地开展系列主题训练，从而达到强化与巩固技能的目的。

参考文献

[1]张庆林，杨春燕.假设检验思维策略的发展研究[J].心理科学，1998（1）：13-16.

[2]吳成军， 郝凤霞.教会学生基本的探究技能[J].中学生物教学，2015（9）：4-7.

[3]吴成军.“假设-演绎法”在遗传定律教学中的实践和应用[J].生物学教学，2007，32（2）：37-39.