高中生物教學中策略性知識的教學設計

認知心理學把知識劃分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。陳述性知識主要用于回答“是什么”的問題。如有氧呼吸的主要場所是什么?生物的遺傳物質是什么?程序性知識用于回答“怎么辦”的問題，如利用轉基因技術設計解決水稻病蟲害防治問題的方案，如何培育無籽西瓜等。策略性知識是關于如何學習和如何思維的知識，是關于如何使用陳述性知識和程序性知識去學習、記憶、解決問題的一般方法和技巧。

策略性知識也是一種程序性知識，一般程序性知識所處理的對象是客觀事物，而策略知識所處理的對象是個人自身的認知活動；前者是對外的，后者是對內的。策略性知識結合具體的內容進行教學，才能取得良好的效果，學生遷移能力才能得到較大的提高。如在學習細胞分裂后，歸納出分裂期特點的有效記憶方法，即“前期：膜仁消，兩體現”；“中期：粒排中央赤道板”；“后期：粒裂體分去兩極”；“末期：兩失兩現板板壁(植物細胞)”。這樣，學生對這種陳述性生知識記憶牢固，再通過比較細胞有絲分裂和減數分裂的異同，歸納如何判別細胞分裂圖象，進一步學習細胞分裂過程中DNA、染色體變化規律這些程序性知識，對學生策睜性知識的掌握有所幫助，使其在解決問題時有明確的思維方向。

筆者結合教學實踐，談談高中生物教學中策略性知識的教學設計。

1 科學探究中策略性知識的教學設計

科學探究有利于培養學生的策略性知識的學習策略。通過豐富多彩的探究活動，讓學生更多地主動去體驗科學探究的過程，在活動中學生學會如何用觀察、實驗等方法獲得信息，如何用文字、圖表、科學語言表達有關的信息，如何用比較、分類、歸納、概括等思維方法對獲得的信息進行加工，在這些策略性知識的運用中解決一些復雜的實際問題。

高中生物教材中有諸多通過科學探究發現科學規律的內容，如：酶的發現過程，光合作用的發現過程，植物生長素發現過程等。教學中教師不僅要重視“是什么”，“為什么”的結論性知識的講授，更重要得是在教學中注意引導學生思考理解科學家如何用已知的陳述性知識和程序性知識解決實際問題的方法。如蘇教版新課標教材中“研究性學習：探究生長素類似物促進植物生長的最適濃度”，可根據學生的具體情況，進行策略性知識教學設計。如：只設計實驗材料、用具或只設計實驗的部分步驟，是針對基礎較差、能力較弱的學生；對基礎較好、能力較強的學生，則要求其對實驗材料的選擇、實驗方法步驟均進行設計。通過這一實驗設計情況的反饋，既可檢驗學生對生長素調節作用兩重性的理解和應用，又能對學生的科學思維方法、科學態度、創造性思維能力進行評估，從而檢查學生策略性知識的掌握情況。

再如蘇教版新課標教材中在“課題研究：影響酶促反應速率的因素”中，教師可以引導學生根據已有的知識經驗對探究活動提出問題、建立假說、設計方案、獲取信息、得出結論。而不是讓學生按照教師所提供的一種方案去進行驗證性實驗。課堂中，當提出讓學生進行探究時，學生的積極性非常高，學生提出了：“可能與溫度有關”、“可能pH有關”、“可能與酶的濃度有關”、“可能與底物的濃度有關”四種假設，可順勢利導把學生分成四個探究小組，要求按照假設設計實驗方案，并進行實驗操作得出結論。整個探究過程給學生充分發揮想象的空間和自由操作的機會，如此給學生體驗科學探究過程，可有效提高學生的策略性思維水平。

2 思維導引中策略性知識的教學設計

在平時的課堂教學中，教師應當在與學生共同解決問題的過程中，經常提醒學生思考：“為什么?你的困難是什么?你下一步應當做些什么?”你能不能換一個說法?你更堅信哪一種可能性?“你能不能倒過來想想?……”

如“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗，過去常常采用的方法是：按照實驗規定的步驟進行實驗，將實驗現象填入事先設定的記錄表中，根據澄清石灰水混濁程度檢測酵母菌培養液中C02的產生情況，由此分析得出酵母菌細胞呼吸的方式。這種“照方抓藥”的實驗方式，充其量只是培養了學生的操作技能，無法全面地提高學生解決問題的能力。而該實驗教師最大的任務應是幫助學生思考解決問題的方案。為此，在實驗之前，教師可以與學生之間進行如下的討論：

(1)聯想酵母菌發面做饅頭的過程，討論下列問題：觀察到什么現象?饅頭為什么有孔隙?空隙中氣體的如何鑒定?

(2)由發面做饅頭產生C02進一步提出疑問：猜測可能發生什么生理過程?釀酒過程也用到酵母菌，密閉裝置。這是在控制什么條件?在這樣的條件下，酵母菌是否也有呼吸?

(3)你能不能提出一個探究酵母菌細胞呼吸方式的問題?當然，提出一個好問題并不容易，你可以與周圍的同學進行討論。

(4)你作出這個判斷時有充分的依據嗎?在缺乏足夠依據的情況下所作出的判斷稱為假說，假說的正確性有待于實驗的檢驗。你認為這個實驗，需要哪些儀器?怎樣測出這些量?存在著哪些困難?

這樣的師生雙邊交流過程可以激發學生思維火花，逐步學會分析問題，將內隱思維活動的調節控制過程展示出來，達到思維導引的目的。

3 問題設計中策略性知識的教學設計

在教學中，教師對學生問題解決活動的指導，不應直接給出解決問題的相關信息，更不宜直接給出解決問題的方案，而是應該通過提出相關的問題，用問題啟發學生的思維，激發學生的思考?？梢圆扇∫韵路椒ǎ?/p>

(1)針對學生出現的失誤，提出引發學生思維沖突的問題。(2)如果學生不知如何深入進行解決問題，提出能使問題不斷深入的后續問題。(3)提供解決問題的相關信息的來源，讓學生學會如何分析、利用有關信息，而不是直接告訴學生相關信息。

如“細胞呼吸”的教學中，針對有氧呼吸設計的問題是：①有氧呼吸可分哪幾個階段?每個階段的反應場所在哪里?反應物、生成物各是什么?②什么是有氧呼吸?寫出有氧呼吸的總反應式，分析有氧呼吸反應式中各種元素的轉移途徑。③在細胞內，1 mol葡萄糖徹底氧化分解以后，可使1 161 kJ的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了，請你計算一下，有氧呼吸的能量轉換效率大約是多少?這些能量大約可使多少摩爾ADP轉化為ATP?這一系列問題既能由表及里地剖析有氧呼吸的本質，又能使不同層次的學生都能找到適合自己的問題進行思考、討論，從而大大增加了學生學習的參與度。此外，這些有坡度的一個個子問題，逐漸點撥學生的思維，使之思路入軌，很好地培養學生答題時的思維策略。

學生的知識水平是有限的，許多地方可能考慮不周全。所以教師的指導應該是在思維方法、解題策略的指導，可向學生提出“你要解決這個問題需要什么”、“下一步該怎么辦?”等類似的問題，通過這種指導訓練使學生學會在解決問題過程中明確問題解決所需要的條件，使問題解決活動繼續下去，逐步形成解決策略。

4 練習測驗中策略性知識的教學設計

策略性知識形成的關鍵是思維策略的組合運用，要形成一定的策略性知識，就要努力促成思維組合。在這一目標實現的過程中，作為前提的基本的條件就是練習與反饋。通過適量科學合理組織的練習和反饋，策略性知識的習得才能成為可能。重要的是讓學生利用策略來指導自身完成相關練習，在練習中必須有變化，只有在變化的中的練習，其知識才能深化，策略才能靈活應用。

如在學習了光合作用的光反應和暗反應過程，就可通過下列練習強化知識：

1.下列變化屬于光合作用暗反應階段的有( )

①氧分子的釋放；②[H]的產生；③CO₂的固定；④產生ATP；⑤ATP中能量的釋放

A.①②

B.③④

C.②④

D.③⑤

2.光合作用過程中，能量流動大致過程是( )

A.葉綠素→ADP→CO₂→碳水化合物

B.光→ATP→葉綠素→碳水化合物

C.光一葉綠素+CO₂→碳水化合物

D.光→葉綠素→ATP→碳水化合物

通過一系列彼此聯系的練習，幫助學生完成知識的轉化。在上述練習的基礎上可再作如下變式練習：

將置于陽光下的盆載植物移至黑暗處，則細胞內C₃與葡萄糖的生成量的變化是( )

A.C₃增加，葡萄糖減少

B.C₃與葡萄糖都減少

C.C₃與葡萄糖都增加

D.C₃突然減少，葡萄糖突然增加

這樣讓學生在新的不同的情境中運用光合作用過程的知識，有利于提高學生學習的遷移能力，真正做到教會學生學習。

改變知識的呈現方式，在測驗中培養學生思維的能力，提高學生的解決問題的思維策略。傳統的考試主要考查學生對知識的再現、重復和記憶的能力。這樣就容易導致學生死記硬背、機械重復學習，導致教師在教學中對學生進行題海戰術，學生負擔加重。新課程提倡測驗設置要有助于學生理解和應用知識的實際問題，在具體問題情境解決中形成學習策略。

例如以“固定化酶和固定化細胞比較”為題材出一道試題，可能有時會直接以“下列敘述正確的是( )

A.一種固定化酶能催化一系列化學反應

B.固定化細胞能產生一系列酶

C.固定化細胞產生的酶，其活性更容易受影響

D.固定化酶更適合大分子反應物”形式呈現

顯然這樣的測試不利于學生能力的培養。應該為學生提供與社會生活實際有關的問題，為學生提供問題的情境，使學生能夠運用所學的知識加以解決。因此，同樣是考固定化酶和固定化細胞比較，教師可以這樣的情境呈現“如果想把微生物的發酵過程變成連續的酶反應，應該選擇哪種技術?如果反應物是大分子物質，又應該采用哪種方法?”這樣的測驗不僅考查了知識，還使學生在接受信息、處理信息的過程中運用知識解釋實際生活中許多現象，既激發了學生的學習興趣，又提高了學生策略運用的思維水平。

5 反思評價中策略性知識的教學設計

新課程評價強調關注學生的學習過程，將評價作為教學的一個環節。教學中，教師要引導學生掌握反思的一些策略，并成為學生的自覺行為。要把評價放在解決問題的背景中去，要培養學生通過自我反思評價方式，進行自我總結、反思，發現自己學習中存在的問題，并及時對自己的學習行為不斷做出調整、改進和完善。策略性知識就在這種有意識的自我反思中形成，從而使學生逐漸學會學習。如在學完“物質的跨膜運輸”后，可再增加一個“欄目”——“學完跨膜運輸你應該知道什么”。目的就是幫助學生整理、反思學過的知識，以便歸納總結、補充調整，在此過程中提高學生對策略性知識的建構能力。

反思最主要的形式是回顧解決問題的全過程，這同樣需要教師的引導。如在“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化”實驗結束后，可以讓學生思考這樣的問題：“作此探究經歷了哪幾個步驟?探究過程中你運用了什么策略?能解釋一下你的想法嗎?還有更好的方法嗎?實驗的結果是否合理?”……在學生自我反思學習過程中，還可以幫助學生建立思維檔案，記錄思維點滴，學生可更明確自己的思維狀況，利于提高學生的“元認知”水平，使學生的學習由外在的輸入逐步轉化為內在的自我需要，逐步形成思維策略，從而提高學習質量。

認知心理學的知識觀為教學改革帶來了新的理念，它有助于統一已有的狹義的“知識”與能力間的矛盾，確立策略性知識在教學中的核心地位。生物新課程倡導探究性學習，其目的就是促使教師在教學中重視策略性知識的教學，以提高學生分析問題、解決問題的能力。在生物教材中有著進行策略性知識教學設計的廣闊空間，只要教師用心開發，精心設計，有意識地通過策略性知識的教學，培養學生自主學習的能力以及創造力，就一定會有風景這邊獨好的感受!５