对生物进化的学习进阶研究

刘莉

学习进阶可以定义为围绕某一核心概念展开的从小学到高中连续的学习路径，一般表现为低层次到高层次的概念序列。1993年，美国颁布的《科学普及里程碑》一书中阐述了学生在1-12年级科学、技术等方面应达到的水平。2004年，史密斯等学者向美国国家研究理事会（简称NRC）正式提出学习进阶这个新名词。2012年，美国新一代科学教育标准的前期框架《K-12科学教育的框架：实践、交叉观念和核心概念》（A Framework for K-12 Science Education： Practices， Crosscutting Concepts， and Core Ideas），以学习进阶的形式来展现核心观念和科学实践能力在各学段的发展水平，并将之运用到评价领域。2013年美国颁布的《NGSS》中更是将学习进阶视为一个关键问题，这体现了学习进阶在当代教育研究中难以取代的重要地位。

研究学习进阶对教学设计、教材编写和学生评价都大有裨益。明确学习进阶，便于教师获知学生的前概念，合理地选择教学方法，避免了由于不具体的学习目标导致教师对课标过度解读或解读不到位的情况发生。学习进阶不断改进，为课程改革提供了方向和借鉴资料，有利于将小学、初中、高中的知识一体化，形成更完善的教学体系。同时，学习进阶的重要环节之一就是教学评价，学习进阶的出现就带有评价的印迹，研究学习进阶有利于教师合理地评价学生的认知情况，改变不准确的经验式评价，使教学和评价都更加系统且合理。学习进阶是教学与教学评价的纽带，是教学与教学研究的桥梁，研究学习进阶也会继续推进课程改革的进行，所以研究学习进阶是实现“少而精”、教与学的紧密结合、基于实证的中小学科学课程研究的必然需求。

生物进化在生物学中的重要地位、国内的教学现状、学习进阶的研究现状均说明了研究生物进化的学习进阶具有重要价值。生物进化不仅是在生物学中具有重要地位的理论知识，也是对人们的自然观和世界观有着重要影响的理论。生物进化的观点深刻揭示了物种形成和更替的原理，学习生物进化能使学生更科学地对待生物之间及人与自然间的关系，加深对科学本质的理解和体悟，因此研究生物进化的学习进阶对教师教学、学生学习都具有重要价值。在教学实践中，高中教师普遍感到生物进化的教学难度较大，学生基础薄弱，初高中内容衔接困难，甚至很多初高中学生还保留着人类的祖先是大猩猩这样的错误观点，这说明目前对生物进化的教学研究还待完善。美国《NGSS》对生物进化的学习进阶进行了描述，由于教材、学情的差别，其进阶内容未必适合我国的课堂教学。华东师范大学硕士陈樱樱研究了适用于沪教版教材的生物进化的学习进阶模型，但目前对人教版教材中生物进化的学习进阶研究资料匮乏，仍须进一步探索。

学习进阶的研究是围绕核心概念展开的。笔者通过文献调查法、文本研究法、访谈法等方法提炼出生物进化的核心概念有生物来自共同祖先，自然选择导致适应以及生物多样性与人类。并根据现行的1-12年级课程标准、教材、美国课程标准《NGSS》及实际教学需求对这三个核心概念的学习进阶路径进行研究，为完善生物进化核心概念的学习进阶本土化研究、为修订教材、为建立合理的评价体系提供些许思路。

一、研究学习进阶的技术路线

建立学习进阶的基本过程可以总结为，明确要研究的核心概念和关键能力，基于学生认知水平建立进阶假设，设计测评工具，根据学生学后的测试结果修正假设框架，如有必要可多次修正，具体过程如下图所示。

二、研究样本

（一）选择学校样本

为保证选择的被试者水平相当，且具有达成该学段学习任务的能力，本研究选用大庆实验中学（省示范性高中）的学生作为实验对象。

（二）选择被试样本

为保证测试结果的可靠性，本研究将采用同一群体作为被测对象，跟踪监测其从初中至高中的知识和能力水平变化。在学习高中部分的生物进化知识之前测试学生对小学和初中内容的掌握情况，作为初中的学后水平测试。学生学习高中生物进化相关的内容之后再次对同一批学生做测试，作为高中阶段的学后水平测试。学习进阶框架的制定主要针对义务教育阶段和高中学段，考虑到小学科学课考察力度较弱，不再对小学阶段单独做学后水平测试。

综合以上分析，选择成绩接近且授课教师相同的两个班级的学生，检验二段式测验试题的信度和效度。选择生物成绩相近且授课教师相同的另外两个班级的学生作为被测对象。

三、学习进阶框架的构建及修正

根据研究的技术路线，围绕生物来自共同祖先，自然选择导致适应以及生物多样性与人类这三个核心概念先后进行二段式测试，分析测试结果，并根据测试结果修正学习进阶假设框架，最终确定生物进化的学习进阶的最终路径。

（一）“生物具有共同祖先”的研究结果和学习进阶最终路径

测试中暴露出的问题有：义务教育阶段学生不清楚生物进化的历程，正确率仅为13.92%;高中阶段学生不能清晰说明生物进化的证据和生命起源于共同祖先的证据，这些问题在高中阶段教材中介绍较少且知识点分散，学生没有注意到知识的整合和知识间的联系。从测试结果来看，有必要在修改后的水平2中适当渗透解剖学及胚胎学证据在生物进化研究中的重要作用，完善学生对进化研究的认识。

为使学生对生物来自共同祖先这一问题形成多方面的认识，将该核心概念的学习进阶定为四阶，以下按照进阶次序由低到高说明各阶的成就水平和学习表现要求：

水平一：通过比较生物体结构、化石证据得出，地球上的生物在许多方面有相似性。

学習表现：能说出常见植物或常见动物的相似之处或共同特点;比较动物骨骼结构（解剖学）可以发现生物间的共同点;知道化石是生物留下的遗迹或遗骸，并不清楚其形成过程。