基于学习进阶的生物主题复习课设计与实践——以“人体的物质和能量转换”为例

毛青兵

（浙江省温岭市第六中学，浙江 温岭）

只要还存在着中考，一定还存在着针对如何中考的复习教学，如何复习的问题也将继续是个问题。只是不同的时期，我们在不断地寻找更好的复习教学方法。2011年7月，美国颁布了《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》，其内容对美国科学教育产生了深远影响，其中最大的特色就是以“学习进阶”方式统整科学教育课程[1]。这说明学习进阶是一种能指导科学教育的方法。学习进阶是对学生在不同时期学习某一核心知识时思维所遵循连贯的、典型的学习路径，一般呈现为围绕核心知识展开的由简单到复杂、相互关联的思维序列[2]。这种“连贯与序列”的要求，在内容上容易于九年级复习中得到落实与体现，也更能体现整体进阶的要求。美国国家研究理事会（NRC）提出的科学教育框架将科学课程的三个维度——实践、共通概念和核心概念进行统整，将以往的科学课程线性、零散、互不相关的内容系统串联，并渗透STEM教育和科学本质教育[3]。而将“实践、共通概念和核心概念三维统整”，是中考命题中的基本层次要求，也是科学复习的水平层次要求。

综上所述，从理论、内容、测量角度分析，学习进阶适用于初中科学复习，并且能带来新的境界。现以“人体的物质和能量转换”主题复习为例，尝试用学习进阶理论优化中考复习教学。

一、教学内容分析与教学现状

1.复习课教学内容分析

“人体的物质和能量转换”是中考“生命科学”领域下的“生物体内物质和能量转换”主题下的子主题，包括“人体的消化”“人体的呼吸”“人体的血液和循环”以及“尿的形成和排出”。其中“人体的呼吸”呈现在浙教版科学八年级（下）第3章《空气与生命》中，其他内容呈现在浙教版科学九年级（上）第4章《代谢与平衡》中。浙教版初中科学教材通过融合生命科学、物质科学、地球和空间科学各领域知识作为一个整体，采用主题形式编写章节的内容。比如八年级下册第三章《空气与生命》是以“空气与生命”为主题整合物质科学的“空气”和生命科学中“生物体内的物质和能量转换”等内容的学习。考试说明对考试内容的编排则是按照“生命科学”“物质科学”“地球和宇宙”等领域中相关内容分块编写考点，更多是关注单一学科间的相关联系。可见，教材编排和考试说明编排存在明显的差异。

2.复习课教学现状分析

复习承载着“回顾和查漏、巩固与发展”的独特功能，而学生则认为：复习课=习题课；复习课＝无趣课；复习课＝低效课，学生对复习课的不良体验，源于学生体验视角的基本矛盾长时间得不到很好解决：（1）内容多杂与有限教学时间的矛盾；（2）知识零散与知识结构化之间的矛盾；（3）知识熟悉与学习倦怠之间的矛盾；（4）有限习题讲评与无限习题训练之间的矛盾；（5）知识积累与能力活化之间的矛盾等。在具体表现上，陈锋认为初中科学复习课主要存在以下几种现象：（1）“过度复习”普遍存在；（2）“过量操练”代替复习；（3）“拿来主义”十分盛行；（4）“记忆复习”依旧存在。再加上复习教学并未像新授课那样受到足够重视，从而导致复习效率低下[4]。

如何改变当前复习课的教学现状，这就需要教师转变教学观念，思考如何将教材内容进行重整，使学生在复习时能在较短的时间内从整体的视角将所学知识系统化、网络化，实现把教材内容由“厚”变“薄”，在巩固知识的同时增长能力，应对考试的同时提升自身的核心素养。

二、“人体的物质和能量转换”学习进阶分析

从一线教师操作层面上看，学习进阶研究所描述的关键词，主要是：大概念或核心概念、知识进阶、认知（思维、心理）进阶、进阶层级（水平层次）、学生表现（学生外显的行为表现）、寻找典型学习路径、体现课程和教学的影响。其核心是“阶”的序列设计与使用。

1.进阶目标

“人体的物质和能量转换”涉及“生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其他生物或与其他生物竞争”的大概念，包含生命观念中的结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观三个维度。以中考考试说明规定的考试内容和考试要求为进阶目标，如下表所示。

表 中考说明相应考试条目

从中考的试题呈现看，相关考点通过生理活动示意图被高度整合，学生在应答时失分较多。如2017绍兴卷29题：

如下图是人体部分生理活动示意图，其中①代表生理过程，a、b分别代表一种气体。据图回答：

（1）水、无机盐、葡萄糖和膳食纤维中不能通过①过程进入循环系统的是____。营养物质进入血液后，最先到达心脏四腔中的____。

（2）a代表的物质是____。

（3）排出的尿液中发现有葡萄糖，则可能是肾单位中的__发生了病变。

这类题目是本主题内容考查中的标杆题型，融合考试的知识点、能力点以及知识间的关联点，相当于“最高要求”，是学生学习过程中努力要达到的目标。

2.进阶起点

基于课前的检测和谈话，学生已有基础知识：人体要进行新陈代谢；人体的生命活动需要能量；能量来源于食物。由此确定，“人体的物质和能量转换”主题复习课是以“人体是一个统一的整体，人体的各个系统共同完成物质的交换和能量的转换”为进阶的起点。

三、主要教学活动设计

1.重现原有知识体系，自主建“阶”

如何构建从进阶起点到进阶目标之间的“阶”？不同基础层面的学生所需要的“阶”是不同的。为了让每个层面的学生都能体验和构建适合自身的“阶”，在教学中设计了三种方案——基础性、提高性和拓展性方案，让学生自由选择。同时老师提供进阶思维导图范式，与他们交流，利于他们构建核心知识的网络和查漏补缺。

方案A（基础）：依据老师呈现的思维导图（如上图所示）进行相关概念的填写。（略）

方案B（提高）：对老师的思维导图进行适合自己的修改和补充。（略）

方案C（拓展）：自行构建本主题的知识结构。例如尝试流程图、概念图式或生物简图等形式梳理知识，力图梳理得新颖、全面和简明。

在此基础上，全班交流、补充和完善知识网络图，让全体同学在交流和合作中有所收获，同时锻炼学生的归纳和发散等思维能力以及语言表达能力，激发学生的学习积极性。

2.典例检测考点细解，逐级进“阶”

反馈练习的设计是按照考试说明要求，对考试标准进行习题化解读，在梳理知识的基础上进行习题检测，通过习题检测使学生反思自己构建的知识网络，并进行修正。在学生完成任务和实现复习目标后对学生进行形成性评价，让学生在理解知识的基础上尝试运用所学知识解答新情境下的问题，使学生在应用知识解决实际问题的过程中不断地发展和提高。

示例1：下图为肺泡内的气体交换示意图。下列相关叙述不正确的是（ A ）

A．过程 a、b、c、d 是通过人体的呼吸运动实现的

B．甲内流的是静脉血，丙内流的是动脉血

C．与丙相比，甲内的血液含有更丰富的营养物质

D．乙由一层上皮细胞构成，利于进行物质交换

示例2：人体内某结构的血流情况示意图，如下图。

B代表某结构，A、C代表与其相连的血管，箭头代表血流方向。请据图回答问题：

（1）若A代表动脉，C代表全身含养料最丰富的部位，则B器官的名称是小肠。

（2）若血管C中氧气的含量明显高于血管A，则C中的血液流向心脏的左心房。

（3）若A、C内均流着动脉血，B表示肾脏内的某一结构，则在B处进行的主要生理过程是滤过作用。

示例1围绕“呼吸时气体交换的场所和过程”这一考点考查学生的结构与功能观，示例2围绕“模型”在知识性考试水平的理解水平（b）层次上考查学生的结构与功能观、物质与能量观等维度的生命观。

3.由点到面融会贯通，拾阶登顶

从单考点知识能熟练解答，再到多考点知识熟练应答，学生围绕整合物质与能量观、结构和功能观以及稳态与平衡观等生物核心观念，并建构多个概念（消化、呼吸、泌尿、循环）间的交互关系，从整合角度调用相关知识对复杂（如2017绍兴卷29题）等问题进行分析、判断和解答。

四、教学关键点

在对学生的学习进阶的分析以及完成教学设计以后，需要将预设置于实际的教学环境中进行验证。而课堂活动是教学的重要组成部分，教师应在活动中推进核心概念的构建过程，教学过程围绕核心活动展开，在活动中寻找最优化路径。连续的课堂活动是一种学习路径，而每一个活动就相当于“踏脚点”。路径为学生认知发展提供支撑，但更重要的是找到学生每一次进步的“踏脚点”，才能引导学生完善并发展原有的认知结构，顺利构建有意义的认知。学生在复习中存在的知识、认知缺陷，几乎是学生的一种“信念”，学习进阶中间水平层次的学习表现往往代表学生的迷思概念，再次纠正是比较困难的。活动能不断对这个“信念”提供证据以证实或证伪。在这个过程中，活动设置必然要涉及认识事物的工具、方法和途径，如实验、探究、核心概念则可在这个过程中渗透和构建。或利用学生在课堂中遇到的“瓶颈”，剖析其思维过程，并依此设计教学，突破对某一“阶”的理解，促进学生跨“阶”。教学优化的意义在于，教师选择适当的教学策略，设置适当的活动，找出最适合学生进阶发展的捷径，以利于学生在最短时间内完成从认知起点到终点的演进，帮助学生完成概念的转变。