高中生物“作出假設”技能訓練案例的展示策略

江夢欣+尤寧+胡薇

摘 要 以案例教學法開展的高中生物“作出假設”技能訓練中，案例展示是首要環節。本文在案例教學實踐的基礎上，從引發知覺學習、降低認知負荷、推動信息整合三個方面，總結了通過案例展示幫助學生體驗“作出假設”思維程序的有效策略。

關鍵詞：案例展示；作出假設；技能訓練；案例教學

中圖分類號：G633.91

案例教學過程主要包括案例展示、分析討論、總結評價三個教學環節。知識可視化觀點認為，恰當的外部視覺表征能夠幫助學習者建構正確的知識內部心理表征，因此，作為案例教學的第一個教學環節，案例展示決定著學習者能否從案例中準確提取出核心內容——“作出假設”技能的程序性知識，為建構相關的內部心理表征奠定基礎[1]。

1 “作出假設”的基本流程

第一階段：獲取大量客觀事實，提出假設的基本觀念。通過觀察或實驗獲取大量客觀事實后，利用分析、綜合、抽象、概括等邏輯方法得出事實的本質內涵，進而提出假設的基本觀念。

第二階段：形成假設的具體內容。以事實的本質內涵和相關的科學原理為依據，經過嚴謹的推理，形成假設的具體內容，又或者，以推理出的新判斷為依據，通過直覺、靈感、頓悟等非邏輯思維進行大膽的想象，最終形成假設的具體內容。

第三階段：驗證并完善假設。假設是否正確，還需要進一步的實驗與觀察結果來驗證。同時，新結果也將補充完善原假設。

2 “作出假設”技能訓練案例的展示策略

程序性知識是技能的核心，因此，案例展示要以學生能自主、準確地獲取程序性知識為主要目標。

2.1 引導視覺注意，引發知覺學習

視覺注意是一種帶有強烈主觀性的選擇行為，只有引起學生對信息的選擇性注意才有可能引發進一步的信息加工。教師要想引導學生自主獲取程序性知識，必然要先引起學生對案例中的關鍵信息（如事實依據、推論等）的有意注意。

2.1.1 利用信息的動態變化

人的眼睛總是善于捕捉動態的事物，尤其是當周圍的其他事物均處于靜態之時，有“變化”的事物能第一時間吸引觀察者的注意。因此，案例的展示應靈活運用多媒體技術，實現在靜態畫面中動態展示關鍵信息。

2.1.2 利用信息的物理特征

靜態的事物，可以通過改變其顏色、大小、強度來予以強化，并弱化另一些信息，以擴大關鍵信息與其它信息間的區別[2]。此外，信息周圍的留空可以凸顯該信息的地位層級，空白越多，則信息越重要，也更能引起注意。

2.1.3 利用信息的呈現節奏

教師在運用多媒體技術展示結合案例講解時，節奏的控制能有效地突出重點，不論是教學課件的展映進度，還是教師語調的抑揚頓挫。

2.2 信息情境化，降低認知負荷

案例是將“作出假設”的思維邏輯蘊含于故事情境中的經典實例，展示案例之時，教師要再現故事情境，使學生置身其中“換位思考”，從中提取“作出假設”技能的程序性知識，并予以概括和遷移。但連貫且信息豐富的故事情境負載量大，極易導致認知負荷。苗士偉認為，情境化與降低認知負荷看似是“魚”和“熊掌”不可兼得，但實際上，教師可通過設計合理的呈現方式，恰當重組信息來實現二者間的平衡。

2.2.1 分塊呈現

大腦的工作記憶對信息進行存儲和加工的容量是有限的，因此，教師應將案例合理地劃分為若干信息塊，分塊展示，以保證信息加工的高效持久。如“生物膜的流動鑲嵌模型”這一案例，可被劃分為“細胞膜組分的探索”和“細胞膜結構的探索”兩個模塊來進行展示。如“細胞膜組分的探索”模塊，可形成如下三個思維導航：① 獲取客觀事實：展示歐文頓物質通透性實驗及其結果——脂溶性的物質更容易透過細胞膜；② 嚴謹的推理：展示歐文頓以通透性實驗結果和相似相溶原理為依據，推測細胞膜的組分含有脂質；③驗證并完善假設：展示20世紀初化學分析技術鑒定結果——細胞膜的成分主要有脂質和蛋白質。需要注意的是，分塊導航元件和思維導航元件各自的外形、格式和位置等都應保持一致，否則將反過來擾亂學生思考[3]。

2.2.2 形象化與抽象化相結合

雙重編碼理論認為，學習材料同時通過言語和視覺兩個通道輸入大腦，記憶會更加容易，且大腦對形象材料的記憶速度和記憶效果勝過語義材料。可見，形象化信息比文字信息更容易被識別，也更容易被記憶。因而，在案例展示時，教師要充分利用多媒體技術，通過圖片、視頻等形象化手段來實現信息的雙通道輸入。

然而，過于形象的表達也可能帶來許多的冗余信息，使人抓不住要點。因此，在形象化的基礎上還要適當地抽象化，剔除冗余信息，強調本質。如展示歐文頓物質通透性實驗結果——溶于脂質的物質比不溶于脂質的物質更易通過細胞膜進入細胞，可以利用圖片形象地將其表達出來（見圖1），從中可見，代表“不溶于脂質的物質”的圓形圖案被設置為藍色，而代表“溶于脂質的物質”的圓形圖案以及磷脂分子被設置為相似的黃色，以暗示它們在化學性質上的相似，可與推理時的依據“相似相溶原理”相呼應，這樣直觀形象的表達，讓學生一眼就能體會其中的含義，簡單易懂。

2.3 啟發聯想，推動信息整合

推理與想象是“作出假設”技能最關鍵的兩項技能要素。教師要注意在教學中促進學生將新接收的信息與已有知識進行整合，從而作出推理或想象。在展示該部分內容時，應做到既不過于直白，又不晦澀難懂。

2.3.1 巧用暗示，建立思維聯系

嚴謹的推理不是主觀的臆斷，教師要引導學生有依據地進行邏輯推理。因此，在展示案例時，教師要注重啟發性，通過暗示，指引學生建立思維聯系。如在展示歐文頓依據物質通透性實驗結果和相似相溶原理推測出細胞膜的組分中含有脂質時，利用“油脂易溶于四氯化碳卻不溶于水”的圖片啟發學生依據“相似相溶原理”作出嚴謹的推理。較之直截了當地告知學生用“相似相溶原理”進行推理，前者更注重學生主動思考，避免思維活動流于形式。

2.3.2集合線索，模擬思維過程

大膽想象不是憑空的猜測，是以客觀事實為依據，以邏輯推理為基礎，充分利用非邏輯思維如直覺、靈感、頓悟、聯想等所作出的有根據的猜想。因而，在展示科學家大膽想象的思維過程時，可以將思維線索放在一起展示，幫助學生整合腦海中的信息，推進思維進程。如在展示羅伯特森大膽想象出生物膜結構的單位膜模型時，可以在幻燈片上展示圖2的畫面。研究顯示，人的左腦主要負責邏輯推理，右腦主要負責直覺想象，因此，在畫面設計時，將進行邏輯推理的幾條線索放在羅伯特森大腦左側的淺紅色氣泡框內，而將猜想的內容放在其大腦右側的淺藍色氣泡框內，并按照思維程序展映。如此展示，生動有趣，既形象直觀地還原了科學家的思維過程，又訓練了學生整合信息、大膽想象的思維技能。

“案例展示”環節是將內隱的思維技能外顯化的過程，學生可從案例中體驗到“作出假設”的思維程序。教師要想進一步促進學生將探究技能內化，形成“作出假設”的思維邏輯，還需要在“分析討論”環節，利用有針對性的思考題引導學生通過小組討論梳理思維程序；進而，在“總結評價”環節，指導學生將腦海中內隱的思維程序以外顯的表格等形式系統地表達出來，實現探究技能的概括與遷移。此外，教師還應循序漸進地開展系列主題訓練，從而達到強化與鞏固技能的目的。

參考文獻

[1]張慶林，楊春燕.假設檢驗思維策略的發展研究[J].心理科學，1998（1）：13-16.

[2]吳成軍， 郝鳳霞.教會學生基本的探究技能[J].中學生物教學，2015（9）：4-7.

[3]吳成軍.“假設-演繹法”在遺傳定律教學中的實踐和應用[J].生物學教學，2007，32（2）：37-39.