何佳潞 韓寧 范麗仙

摘 要 在教學(xué)設(shè)計中，學(xué)習(xí)需要分析是其重要開端，它和內(nèi)容分析、教學(xué)策略等元素相互聯(lián)系，共同完成教學(xué)設(shè)計，可以達到優(yōu)化教學(xué)的效果。因此，為了真正了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，本文以人教版高中生物必修①和“能量流”這一概念為例，示范了如何從橫向和縱向兩個方面研究學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。

關(guān)鍵詞 學(xué)習(xí)需要 能量流 橫向 縱向

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.02.055

Abstract In teaching design， learning needs analysis is an important beginning of the teaching design process. It is related to other elements of the system process， such as content analysis and teaching strategies， to complete the teaching design and optimize the teaching effect.Therefore， in order to truly understand the students' learning needs， this paper takes PEP version of high school biology compulsory 1 and the concept of"Energy Flow"as an example to demonstrate how to study students' learning needs from both horizontal and vertical perspectives.

Keywords learning needs;energy flow;horizontal ;vertical

首先，“學(xué)習(xí)需要”我們可以理解為在某一特定的學(xué)習(xí)情境下，學(xué)習(xí)者存在著一個差距，這個差距是目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)與所期望達到的狀態(tài)或應(yīng)該達到的狀態(tài)之間的差距，這一差距是我們作為教師應(yīng)該看到的，它們就是學(xué)習(xí)者在下一階段的學(xué)習(xí)中所需要具備的知識或技能。在泰勒的《課程與教學(xué)的基本原理》一書中，其第一章就提出了“教育目標的來源：對學(xué)習(xí)者本身的研究”，書中這樣講到：“確認學(xué)習(xí)者目前的狀況與公認的常模之間的差別時，對學(xué)習(xí)者的研究才有可能提示出教育目標。這種‘差別或‘差距，便是通常所講的‘需要?！盵1]因此，我們研究學(xué)習(xí)者的需要時就是要看到差距或差別，才能制定出有意義的教育目標，或者范圍更窄的教學(xué)目標，學(xué)生具備了這些知識或技能才能在這個社會上成長為更完整的人。

教學(xué)設(shè)計是以學(xué)習(xí)需要分析開始的，這就要求我們做好學(xué)生情況分析，教師就要了解學(xué)生對學(xué)科基礎(chǔ)知識和技能的掌握程度，要了解學(xué)生的理解能力和接受水平，教師要力求通過教學(xué)使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果達到最佳程度。然而在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)中，用統(tǒng)一的教學(xué)方式，統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容進行講授，教師一般不考慮學(xué)生的需要，因此在教學(xué)設(shè)計中很難看到真正有意義的“學(xué)生學(xué)習(xí)需要分析”。教學(xué)設(shè)計以學(xué)習(xí)需要分析開始，這本身就理順了問題與方法、手段與目的的關(guān)系，即從問題的分析和確定作為出發(fā)點，形成總的教學(xué)目標，以達到更好的教學(xué)效果。

目前，我們可以在網(wǎng)絡(luò)上看到許多教學(xué)設(shè)計，但是這些教學(xué)設(shè)計對學(xué)生情況分析（學(xué)習(xí)需要分析）都只是簡單地提到了一點點，比如“學(xué)生思維敏捷，性格活潑好動”等等，所以筆者以高中生物必修①以及“生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動”為例，從橫向和縱向分析兩方面具體分析學(xué)生在成長過程中的學(xué)習(xí)需要，以便讓學(xué)生成長為更加健全的個體。

1 橫向分析

橫向分析是指分析在一本教材里，章節(jié)與章節(jié)之間、知識點與知識點之間的聯(lián)系，章節(jié)概念在教材概念序列中的作用與地位。以高中生物必修①《分子與細胞》這本教材為例，從橫向分析這本教材知識點之間的聯(lián)系。首先，這本教材是以“系統(tǒng)論”的觀點來編的，[2]如圖1所示，從圖中可以得到一個信息：在進行本模塊的內(nèi)容標準的整體設(shè)計時，作者是在學(xué)生認知規(guī)律的基礎(chǔ)上來確定教材內(nèi)容的深度和廣度，課程標準的要求只是其參考方向之一。從分子組成細胞基本結(jié)構(gòu)，到基本結(jié)構(gòu)組成細胞生命系統(tǒng)，再過渡到細胞功能。這樣的安排，既展示了科學(xué)認識的過程和方法，又體現(xiàn)了分子與細胞之間的內(nèi)在聯(lián)系。從圖1具體分析可知，教材讓學(xué)生開始從亞顯微結(jié)構(gòu)、分子水平去學(xué)習(xí)生物，這是學(xué)生進入高中以后，大腦溝回加深所致，他們有了更加理性認識世界的需要。作者依據(jù)系統(tǒng)的層次介紹了生命系統(tǒng)和細胞的統(tǒng)一性與多樣性，將學(xué)生從宏觀世界帶到了微觀世界，了解細胞的基本系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)中，包括細胞膜、細胞器和細胞核。由于細胞膜、細胞器、細胞核都有各自的功能，所以接下來便學(xué)習(xí)這些功能所控制的生命活動，就包括細胞的物質(zhì)輸入和輸出以及細胞的能量供應(yīng)和利用，即系統(tǒng)的功能。而細胞的物質(zhì)交換和能量利用供應(yīng)又涉及到了細胞的整個生命歷程的發(fā)展變化，即系統(tǒng)的發(fā)展和變化，包括細胞的增殖、分化以及衰老、凋亡、癌變。以“細胞的能量供應(yīng)和利用”為例，前面學(xué)習(xí)的細胞器、細胞核等為這一板塊的學(xué)習(xí)做了鋪墊，而它又引出了系統(tǒng)的發(fā)生和變化，即為整個生命活動提供了能量。學(xué)習(xí)范圍由窄到寬，學(xué)習(xí)深度逐步遞進，是符合學(xué)生的認知規(guī)律的，整個學(xué)習(xí)過程也突出了系統(tǒng)論的觀點。

2 縱向分析

縱向分析是指分析一個概念在不同年齡階段的發(fā)展變化和呈現(xiàn)形式，了解學(xué)生已有概念對目前學(xué)習(xí)的幫助。在縱向分析上，分析小學(xué)科學(xué)教材以及中學(xué)生物教材。作為教師，我們的任務(wù)是幫助學(xué)生獲得良好的科學(xué)素養(yǎng)，因此我們就要了解學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)階段和不同學(xué)科中習(xí)得的觀念和技能是如何聯(lián)系的，這樣才能更好的了解學(xué)生當前階段或者下一階段在這一概念上的需要和成長，分析這個概念是如何擴充起來的，否則教師教給學(xué)生的不過是一堆孤立的能力和信息。

關(guān)于“生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動”這一個概念我們知道是高中階段的一個重要內(nèi)容，它是這樣表述的：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。它是生態(tài)系統(tǒng)的功能之一。我們知道“輸入”就是指“流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量”，它是生產(chǎn)者（植物）固定的太陽能總量;“傳遞”的形式是“有機物中的化學(xué)能”;“轉(zhuǎn)化”是“太陽能→有機物中的化學(xué)能→熱能”;“散失”是“通過呼吸作用以熱能的形式散失”。把這個關(guān)系理出來以后，我們可以看到涉及到的相關(guān)概念是很多的，我們就要明確哪些是學(xué)生已經(jīng)在小學(xué)到目前這個階段已經(jīng)接觸過的知識。首先，“能量”這一個概念學(xué)生們最早接觸是在小學(xué)科學(xué)課程中，3～6年級的時候，他們就已經(jīng)學(xué)習(xí)了“自然界中存在多種能量的表現(xiàn)形式”以及“一種表現(xiàn)形式的能量可以轉(zhuǎn)換為另一種表現(xiàn)形式”這兩個概念。第二個，“生產(chǎn)者”即“植物”，學(xué)生們在1～2年級的時候就學(xué)習(xí)了植物和動物，并且知道了 “植物能夠從環(huán)境中已有的物質(zhì)來制造養(yǎng)分，以此維持自身的生存”;而與“動物”有關(guān)的概念，學(xué)生們掌握了“動物能適應(yīng)環(huán)境，通過獲取植物和其他動物的養(yǎng)分來維持生存”的概念。接著，他們還學(xué)習(xí)了“動植物之間、動植物與環(huán)境之間存在著相互依存的關(guān)系”的概念。到了初中，這些概念繼續(xù)發(fā)展，他們掌握了綠色植物能進行光合作用，生物體能進行呼吸作用。高中階段，學(xué)生們對這些概念進行了更加深入的學(xué)習(xí)和擴展，深入到了細胞水平。這樣，學(xué)生之前所學(xué)習(xí)的知識和概念就為在高中階段學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動”奠定了基礎(chǔ)，知道能量的來源是植物通過光合作用所固定的太陽能，而能量的散失就是通過動植物的呼吸作用進行的。同時，我們也可以看見每一個概念的學(xué)習(xí)都不是單獨的進行的，而是有與之相關(guān)的其他概念支撐，對其進行發(fā)展或擴充。同樣，從美國科學(xué)促進協(xié)會出版的《科學(xué)素養(yǎng)的導(dǎo)航圖》[3]一書中也可以看到這樣的關(guān)系。見圖2。

3 能力和情感的需要

教師不僅需要考慮學(xué)生在知識上的需要，同時也要考慮學(xué)生能力和情感上的需要。首先在能力上，以人教版初中生物教材做分析，可以看到每一節(jié)的內(nèi)容中只要涉及到操作的，都有“科學(xué)方法”這一板塊，[4]見圖3，這就需要教師在進行教學(xué)設(shè)計時要考慮到書本中給出的教學(xué)活動建議，將這些活動融入自己的教學(xué)設(shè)計，以便實現(xiàn)能力目標。

情感態(tài)度價值觀上，教師要幫助學(xué)生逐步建立辯證唯物主義的自然觀。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的主要概念所隱含的思維哲學(xué)思想，主要包括以下幾點：（1）生命世界是物質(zhì)的，且在不斷的運動著;（2）生物運動是矛盾的、對立統(tǒng)一的;（3）認識來源于實踐，又反過來為實踐服務(wù)。首先，物質(zhì)性的體現(xiàn)：生命的物質(zhì)性——組成細胞的化合物由C、H、O、N、S、P等元素構(gòu)成，包括水、無機鹽等無機化合物和糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸等有機化合物，這些化合物就構(gòu)成了生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位細胞。生命現(xiàn)象的物質(zhì)性——在一切生命現(xiàn)象中如生物的生長發(fā)育、生殖、遺傳變異、新陳代謝等都包含的物質(zhì)的變化。其次，對立統(tǒng)一的體現(xiàn)：

在整個生態(tài)系統(tǒng)中，生物體與無機環(huán)境之間存在著對立統(tǒng)一。首先生物體從環(huán)境中吸收物質(zhì)和能量，同時向外界排放物質(zhì)釋放出能量，最后生物體會以非生物物質(zhì)的形式回到環(huán)境。在這個矛盾過程中使生態(tài)系統(tǒng)達到動態(tài)平衡。隨著學(xué)生大腦皮層的發(fā)展，逐步讓他們形成辯證自然觀，這是一個循序漸進的過程。最后，實踐觀點的體現(xiàn)：生命科學(xué)是一門實驗性科學(xué)，歷史的研究成果都是通過實驗研究得出來的。我們可以從生物科學(xué)史中得到這樣的信息：許多經(jīng)典結(jié)論和學(xué)說都是科學(xué)家們的理論思維和科學(xué)實驗結(jié)合的結(jié)果，比如細胞學(xué)說的建立，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出等等。[5]

另外，介紹我國動植物資源和科技進步是愛國主義的材料;科學(xué)探究是實事求是的態(tài)度教育依據(jù);社會關(guān)注的熱點問題是養(yǎng)成參與意識的途徑等等。這些內(nèi)容的取舍需要教師根據(jù)學(xué)生的智力、體力發(fā)展作為根據(jù)進行分析的。

總之，作為教師，寫好一份完美的教學(xué)設(shè)計是必要的，我們分析學(xué)生不能只單方面的從活潑好動去分析，這個方面只是我們需要考慮的其中之一，而更加重要的是分析學(xué)生成長為社會所要求的一個健全的人所需要構(gòu)建的知識體系，分析概念與概念之間的聯(lián)系，以此設(shè)計更合理的教學(xué)設(shè)計。

*通訊作者：韓寧

參考文獻

[1] 泰勒.課程與教學(xué)的基本原理[M].羅康，張閱.北京：中國輕工業(yè)出版社，2014：7-10.

[2] 朱正威，趙占良等.生物①分子與細胞教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2004.

[3] 美國科學(xué)促進協(xié)會.科學(xué)素養(yǎng)的導(dǎo)航圖[M].北京：科學(xué)普及出版社，2008：79.

[4] 朱正威，趙占良等.生物學(xué)七年級上[M].北京：人民教育出版社，2012.

[5] 張曉春.中學(xué)生物教學(xué)與辯證唯物主義世界觀教育[J].中國德育，2013（19）：33-35.