摘要：遺傳學(xué)教學(xué)是高校生物學(xué)課程的重要組成部分，所以有必要探討通過遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系提高學(xué)生的認(rèn)知水平。該體系的建立需要將遺傳學(xué)知識學(xué)習(xí)與布魯姆認(rèn)知技能聯(lián)系起來，難點是確定每個學(xué)習(xí)過程所代表的認(rèn)知水平。

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；布魯姆；認(rèn)知水平；目標(biāo)教學(xué)

中圖分類號：Q3-0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）28-0055-02

一、布魯姆認(rèn)知階層體系的含義

布魯姆教學(xué)目標(biāo)系統(tǒng)涵蓋認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域和動作領(lǐng)域，認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)從低到高、從簡單到復(fù)雜分別是知道、意會、應(yīng)用、分析、綜合和評價[1]，轉(zhuǎn)義為教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)的不同水平的認(rèn)知能力?！爸馈蓖Ａ粼趯κ挛锏某醪奖嬲J(rèn)層面，其技能表現(xiàn)是列舉、引用、命名、定義等。“意會”涉及淺層的理解，其典型技能是描述和解釋?！皯?yīng)用”有點像“生搬硬套”，其典型技能是圖示、計算和預(yù)測?！胺治觥眲t指向構(gòu)成要素、相互關(guān)系甚至作用原理，其典型技能是對比和辨別。“綜合”就是要體現(xiàn)創(chuàng)造性，其技能特征是設(shè)計、開發(fā)、規(guī)劃和提議。“評價”就是在融會貫通的情況下指出事物的本質(zhì)或者明確其特點，其典型技能是證明和辯護。

布魯姆認(rèn)知階層體系既可以指導(dǎo)平時教學(xué)，也可以運用到考試測驗；既可以指導(dǎo)教師，也可以用于學(xué)生自測。布魯姆認(rèn)知階層體系貫穿整個教學(xué)過程，從而避免各種錯位的情況下，學(xué)生一方面練習(xí)了高水平認(rèn)知技能，另一方面樂于接受高水平認(rèn)知技能測試，這非常有利于學(xué)生認(rèn)知水平的提高。

二、布魯姆認(rèn)知水平的確認(rèn)

建立布魯姆認(rèn)知階層體系時要注意區(qū)分“意會”和“分析”這兩個認(rèn)知水平，因為它們包含了同樣的技能表現(xiàn)。譬如比較，它會位于其中任何一個水平，這取決于比較的深度。例如，學(xué)生通過圖片本身判斷哪條曲線代表DNA鏈有最高的熔解溫度是一個意會水平的問題，而指出哪條曲線代表著最高的GC含量則因需要額外的堿基配對穩(wěn)定性知識而是一個分析水平的問題。此時的一個有益的做法是找出學(xué)生必須知道的每個知識點，例如意會要求學(xué)生識別每條曲線的熔解點，分析還要求學(xué)生聯(lián)想到堿基配對、穩(wěn)定性、能量等與溫度的關(guān)系。

應(yīng)用水平的技能表現(xiàn)變化幅度較大。例如，普通化學(xué)中的應(yīng)用水平的問題大多數(shù)時候在檢查機械記憶和對變量明確的公式的運用。與此同時，生物化學(xué)的應(yīng)用水平的問題往往是應(yīng)用概念、選擇公式和決定變量，是一個多步驟的過程。有時候，“應(yīng)用”被進一步分為低水平和高水平應(yīng)用，并且可以通過兩個不同的認(rèn)知過程來區(qū)分?！皥?zhí)行”，只涉及用程序性知識解決熟悉的問題；“實施”，要求用概念性和程序性知識去面對不熟悉的問題。例如，低水平的應(yīng)用問題要求學(xué)生把已知的數(shù)值代入等式去求米氏常數(shù)并且作圖，而在高水平應(yīng)用中學(xué)生必須從概念上知道酶抑制劑的類別，然后選擇公式并畫出反應(yīng)曲線。

認(rèn)知水平的確定有一個“就高不就低”的原則，譬如一個需要“知道”、“意會”、“應(yīng)用”和“分析”技能的問題最終應(yīng)定在分析水平[1]。這個原則與“知道”、“意會”和“應(yīng)用”的相互包含關(guān)系有一定的聯(lián)系，因為通常來講回答一個“應(yīng)用”水平的問題需要前兩個“水平”的認(rèn)知技能?！爸閯t降級”的原則說的是，一個需要分析水平相關(guān)技能的問題在學(xué)生已經(jīng)知道其答案的情況下也只能代表知道這個水平的認(rèn)知能力?？傊?，確定布魯姆認(rèn)知階層體系的認(rèn)知能力水平時，必須明白學(xué)生為了回答問題要掌握什么或者完成什么。

三、建立遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系的程序

布魯姆認(rèn)知階層體系建立始于與特定學(xué)科或?qū)ｉT領(lǐng)域的結(jié)合，終于反復(fù)完善直至高度的穩(wěn)定性。在前一階段，首先要將認(rèn)知技能通過專業(yè)的測評條目表述出來。譬如，在DNA雙螺旋模型的提出中，沃森和克里克的綜合能力讓人嘆服。這一階段的第二步是表面效度檢測，通常是把認(rèn)知技能相關(guān)的所有測評條目給沒有相關(guān)專業(yè)知識的新生瀏覽，讓他們評判條目內(nèi)容與所涉學(xué)科或者領(lǐng)域的相關(guān)性。最后一步是將初步形成的布魯姆認(rèn)知階層體系的原型送給擅長布魯姆教育理論的專家并讓其審閱。在第二階段，首先根據(jù)原型獨立編碼出不同版本的布魯姆認(rèn)知階層體系并在實際教學(xué)中檢驗其效果。經(jīng)過反復(fù)測試和修改，不同版本之間的百分一致性要達到80%以上，并且卡巴值要大于0.75。如果是跨學(xué)科的認(rèn)知階層體系，還要在不同的學(xué)科教學(xué)中檢查它的通用性。

在編寫遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系的過程中，我們首先認(rèn)真學(xué)習(xí)了多本遺傳學(xué)教材，做到了基本把握遺傳學(xué)知識架構(gòu)、對經(jīng)典的遺傳學(xué)發(fā)展軌跡了然于胸。然后，我們列出遺傳學(xué)知識測試條目，并精心地為它們確定對應(yīng)的認(rèn)知技能，最終賦予它們不同的認(rèn)知水平。我們?yōu)槊刻谜n設(shè)置了六個代表不同認(rèn)知水平的問題，并且為了形成即時性評價，這些問題在相關(guān)的講解之后馬上用于測驗。我們制定的遺傳學(xué)認(rèn)知階層體系也用于指導(dǎo)考試，從而通過教考對比調(diào)整知識點的時間和精力分配以及將教學(xué)維持在高水平認(rèn)知。

四、建立遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系的維度

我們嘗試從三個維度編寫遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系。

一是問題類型。標(biāo)注圖表至多是應(yīng)用水平的認(rèn)知技能，填空和判斷題至多可測試分析能力[1]。簡答和論述題可測試所有水平的認(rèn)知技能。多選題可用于綜合水平之外的所有認(rèn)知技能的測試，“知道”和“意會”水平的多選題的顯著區(qū)別是有無干擾項。

二是從題目設(shè)計入手編制遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系。同樣是計算題，“知道水平”的設(shè)計是觀察等式兩邊數(shù)值的變化，“意會水平”的問題是指出等式的變量，“應(yīng)用水平”的計算是選擇等式或者變量，“分析水平”的計算是指出等式或者變量的生物學(xué)意義，“綜合水平”的問題是提出新的等式，“評價水平”的計算題設(shè)計為問題解決的數(shù)學(xué)方案的優(yōu)勢和不足[1]。同樣是考察對哈-溫平衡定律的理解，“知道水平”的問題是已知一個等位基因的頻率求出另一個等位基因的頻率，“意會水平”的問題是說出該定律的前提條件，“應(yīng)用水平”的設(shè)計是已知隱性等位基因的頻率求出攜帶者的人群比例，“分析水平”的問題設(shè)計成判斷一個群體是否處于哈-溫平衡狀態(tài)，“綜合水平”的問題是寫出包含三個等位基因的哈-溫平衡公式，“評價水平”的問題設(shè)計是對哈-溫數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計檢驗。

最后是學(xué)生活動。“知道水平”的活動有標(biāo)注圖表、列舉特征、辨別結(jié)構(gòu)、卡片測驗、分類配對、抄寫定義等[1]?！耙鈺健钡幕顒佑杏米约旱脑拸?fù)述以及舉出一個新的例子。“應(yīng)用水平”的活動主要是思考增加或剔除一個系統(tǒng)成分或者形狀及過程改變的后果。“分析水平”的活動有解釋原始數(shù)據(jù)、辨別前提和原理、比較思想或者概念、概念作圖?！熬C合水平”的活動有提出假設(shè)、設(shè)計實驗、建立模型、聯(lián)系事實與概念?！霸u價水平”的活動有寫出他人作品的特點和不足。以上是學(xué)生個人的活動，針對不同水平的認(rèn)知也設(shè)計了小組活動。小組活動的基本模式是相互檢查和批判，但是在“知道水平”可以把他人的卡片拿來一起做測驗，在“應(yīng)用水平”可以輪流給組員講述一個生物學(xué)過程，在“綜合水平”可以匯總他人的結(jié)果最終形成一個新的模型。

從以上三個維度出發(fā)，在兼顧學(xué)科知識完整性的同時，我們在實際教學(xué)中建立了遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系。大腸桿菌操縱子是微生物適應(yīng)環(huán)境而調(diào)控基因表達的重要機制，教科書中常見的是乳糖操縱子和色氨酸操縱子，我們從問題類型、題目設(shè)計和學(xué)生活動對其教學(xué)建立了布魯姆認(rèn)知階層體系。認(rèn)知水平從知道—意會—應(yīng)用—分析—綜合—評價幾方面進行測評，測評條目分別為：知道——a.從乳糖操縱子圖片中識別操縱基因，b.大腸桿菌色氨酸操縱子已知的兩種調(diào)控機制是（）和（）；意會——a.調(diào)節(jié)蛋白與（）結(jié)合后β-半乳糖苷酶幾乎不轉(zhuǎn)錄；與（）結(jié)合后不再阻止RNA聚合酶，b.說出調(diào)節(jié)蛋白在缺乏色氨酸時的行為；應(yīng)用——a.調(diào)節(jié)蛋白多于異乳糖時β-半乳糖苷透析酶的活性高還是低？b.如果衰減子的1區(qū)和2區(qū)之間的距離加大，衰減作用是增強還是減弱？分析——a.概念作圖將乳糖操縱子和色氨酸操縱子聯(lián)系起來，b.色氨酸合成酶的轉(zhuǎn)錄會下降70—700倍，為什么降幅變化如此大？綜合——a.畫出調(diào)節(jié)蛋白基因無義突變時對乳糖的反應(yīng)曲線，b.設(shè)計組氨酸的衰減子；評價——a.調(diào)節(jié)基因是乳糖利用的關(guān)鍵因素，b.乳糖操縱子和色氨酸操縱子沒有共同點。

總之，為了提升學(xué)生的認(rèn)知能力，有必要在遺傳學(xué)教學(xué)中運用布魯姆認(rèn)知階層體系。布魯姆認(rèn)知階層體系有較為明確的實施步驟和注意事項，因而容易改編、穩(wěn)定性強。我們初步制定了遺傳學(xué)布魯姆認(rèn)知階層體系，這必將推動學(xué)科知識的傳承、提升學(xué)生的認(rèn)知水平[2]。

參考文獻：

[1]Crowe A，Dirks C，Wenderoth MP.Biology in bloom：implementing bloom's taxonomy to enhance student learning in biology[J].CBE Life Sci Educ，2008，7（4）：368-81.

[2]李貴生.布魯姆認(rèn)知理論在遺傳學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2016，（33）：140-141.