学习进阶及其对核心概念教学设计的指导——以“免疫调节”为例

秦晓娟 段 巍

(湖南师范大学生命科学学院 长沙 410081)

学习进阶是对学生学习某一核心概念时所遵循的连续的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列[1]。它能帮助教师厘清概念之间的层级关系，有效解决教学中的不足。

学习进阶的组成要素包括：①进阶起点：即学生在学习某个概念之前就已经具备的知识；②进阶终点：学生在进阶结束时被期望获得的知识或技能，也可看作是学习目标或者是毕业生预期的成就表现，一般是由社会预期、《课程标准》的目标要求或者本学科的相关教育研究等确定；③进阶维度：是指次级核心概念，学生学习核心概念时，一般围绕几个次级核心概念进行，最终综合各个次级核心概念达成对核心概念的深入理解；④进阶水平：描述的是学生对某个核心概念的理解过程中所经历的多个相关联的中间阶段，每个更高的阶段都是以与其相邻的较低的阶段为基础的。这四个要素之间相互关联，其中进阶水平包含了进阶起点和进阶终点。以下以人教版高中生物必修3《稳态与环境》中的核心概念“免疫调节”为例，通过确定进阶维度和划分进阶水平构建“免疫调节”的学习进阶，并指导教学设计。

1 核心概念学习进阶的构建

1.1 确定进阶维度 “免疫调节”一节内容包含免疫系统的组成、免疫系统的防卫功能、免疫系统的监控和清除功能及免疫学的应用四个部分。通过分析教材内容，将本节的概念图呈现为图1。图1清晰地展示了“免疫调节”这一核心概念所包含的次级概念和事实性知识，通过对概念图的分析发现，免疫系统的组成多数为事实性的知识，学生容易理解；免疫系统的功能和应用学生在初中时已经进行过初步学习；而体液免疫和细胞免疫内容是学生第一次接触到的，且知识微观抽象，过程中涉及的新名词较多，学生难以理解，容易混淆。因此，将“免疫调节”核心概念的进阶维度确定为3个：免疫系统的组成、体液免疫和细胞免疫以及免疫功能及应用。通过追踪学生在这些进阶维度上的理解水平可以了解其对核心概念“免疫调节”的学习进程。

图1 “免疫调节”概念图

1.2 划分进阶水平 如何将核心概念统摄的一般概念和事实性知识划分为不同的水平，是学习进阶构建过程中面临的一个难点问题。郭玉英等[2]提出的科学概念理解发展的层级模型将学生对科学概念的理解划分为经验、映射、关联及整合四个层级，即学生科学概念的习得经历了由简单到抽象的过程：记忆零散事实→将事实性知识抽象形成一般概念→深化一般概念形成核心概念→迁移应用核心概念(表1)。

根据学生科学概念理解由简到繁的过程，可将学习进阶划分为4个阶段，分别对应科学概念理解发展的层级模型中的经验、映射、关联和整合。确定进阶水平的划分标准后，接下来要对核心概念每个进阶维度包含的一般概念和事实性知识进行进阶水平的划分。图1中所涉及到的概念和事实性知识均是以名词术语的形式表示的，而在教学中，教师要教给学生的并不仅仅是简单的名词术语，还包含概念的内涵、外延等。因此，参照《普通高中生物课程标准(实验稿)》，将“免疫调节”统摄的基本概念和事实性知识用陈述句的形式进行表述，再根据表1中的学生科学概念理解的发展层级模型，对概念和事实性知识进行进阶水平的划分，并用箭头表示概念及事实性知识之间的相互关系，从而构建出学生“免疫调节”核心概念学习进阶(图2)。

表1 科学概念理解发展的层级模型

图2 “免疫调节”核心概念学习进阶

2 根据学习进阶进行核心概念的教学设计

2.1 根据学习进阶分析教学内容和学情 分析图2“免疫调节”核心概念学习进阶，可以清楚地看到学生现有的认知水平：由于生活经验和学习经验，知道与免疫相关的一些疾病，但对具体的发病机制不清楚。为学生进行“免疫调节”的学习提供了起点。

可能存在的中间状态：学生需要由易到难逐步学习免疫系统的组成、体液免疫和细胞免疫及免疫失调相关的疾病。已有研究和一线教师访谈表明，在学习过程中，学生由于易混淆的概念或没有深入分析概念的内涵而存在一些常见的迷思概念。例如，免疫细胞种类较多，学生对不同免疫细胞的来源容易混淆；由于学生没有深入剖析第二道防线的范围“体液中的吞噬细胞和溶菌酶”，认为溶菌酶都属于第二道防线；学生由于不能正确区分不同免疫细胞的来源和功能，导致对体液免疫过程理解混乱，将二次免疫与过敏反应等同起来。这些常见的迷思概念构成教学过程中的关键节点。在教学中，教师需要采用相应的教学策略，帮助学生厘清易错点，跨越这些关键节点，从而进入下一阶段的学习。需要建构的科学概念：从系统的层次形成“免疫调节”的核心概念，并进行迁移应用。

通过以上分析，可将最终的教学目标分解细化，逐步引导学生完善知识地图；并能清晰地呈现学生在每个学习阶段应该达到的教学目标，同时帮助教师更深入地了解学生的学习情况。

2.2 根据学习进阶选择教学策略、设计教学过程 学习进阶能呈现学生学习概念时经历的典型路径，帮助学生正确地构建科学的知识网络。学习进阶中相邻进阶水平之间存在逐级深入和完善的关系，就像一个个相互联结的“最近发展区”。教师在教学中，利用合适的教学策略，设计具体的教学步骤和学习活动，帮助学生从一个“最近发展区”到达另一个“最近发展区”，最终帮助学生形成对核心概念的深入理解。因此根据学习进阶分析核心概念，能使教学过程具有明显的主线，呈现为简到难的连续过程。“免疫调节”的教学过程及教学策略选择如图3所示。

图3 “免疫调节”教学过程和教学策略

经验阶段(E)：为学生提供免疫调节的生活实例，如播放“泡泡男孩”的介绍视频等，作为学生学习起点。引起学生兴趣，导入新课。

映射阶段(M)：该阶段涉及到的事实性知识较多，教师可以通过播放“人体免疫系统”视频，为学生提供直观印象，将事实性知识与生物学术语之间建立简单的联系。同时以问题串引导学生进一步探索免疫细胞的来源。有了免疫系统的保护，就可以高枕无忧、百病不侵了吗？采用头脑风暴的方法，提出开放性问题，激发学生思维，收集与免疫功能相关的实例，引导学生对实例进行甄别区分，初步学习免疫的防卫功能及免疫系统的三道防线。

关联阶段(R)：该阶段要求学生掌握体液免疫和细胞免疫的过程，清楚每种免疫细胞的功能，内容比较抽象。教师可以通过角色扮演等教学策略组织课堂活动，引导学生初步了解体液免疫过程；同时以问题：“有哪些免疫细胞参与了体液免疫？→这些免疫细胞分别行使什么样的功能？具有识别作用的有哪些？→体液免疫中产生抗体的途径有哪些？→抗体是如何发挥作用的？”启发学生思维，使学生在交流、探索的过程中将众多概念关联起来，进一步理解特异性免疫过程。

整合阶段(I)：此阶段要求学生从系统和稳态的角度整合概念之间的联系。教师可为学生提供问题情境：“HIV病毒侵入人体后，人体的免疫应答是怎样的？解释并区分过敏反应、自身免疫疾病、免疫缺陷病”，引导学生在分析解决问题的过程中，对学习的知识进行巩固应用，形成免疫调节的知识网络。

根据学习进阶指导教学，有助于教师将教学目标分解细化，在每一阶段的教学中选择合适的教学策略，引导学生达到潜在的发展水平，走向进阶终点。

(基金项目：湖南省研究生科研创新项目，No.CX2016B215；*通信作者)