學習進階及其對核心概念教學設計的指導
——以“免疫調節”為例

秦曉娟 段 巍

(湖南師范大學生命科學學院 長沙 410081)

學習進階是對學生學習某一核心概念時所遵循的連續的、典型的學習路徑的描述，一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯的概念序列[1]。它能幫助教師厘清概念之間的層級關系，有效解決教學中的不足。

學習進階的組成要素包括：①進階起點：即學生在學習某個概念之前就已經具備的知識；②進階終點：學生在進階結束時被期望獲得的知識或技能，也可看作是學習目標或者是畢業生預期的成就表現，一般是由社會預期、《課程標準》的目標要求或者本學科的相關教育研究等確定；③進階維度：是指次級核心概念，學生學習核心概念時，一般圍繞幾個次級核心概念進行，最終綜合各個次級核心概念達成對核心概念的深入理解；④進階水平：描述的是學生對某個核心概念的理解過程中所經歷的多個相關聯的中間階段，每個更高的階段都是以與其相鄰的較低的階段為基礎的。這四個要素之間相互關聯，其中進階水平包含了進階起點和進階終點。以下以人教版高中生物必修3《穩態與環境》中的核心概念“免疫調節”為例，通過確定進階維度和劃分進階水平構建“免疫調節”的學習進階，并指導教學設計。

1 核心概念學習進階的構建

1.1 確定進階維度 “免疫調節”一節內容包含免疫系統的組成、免疫系統的防衛功能、免疫系統的監控和清除功能及免疫學的應用四個部分。通過分析教材內容，將本節的概念圖呈現為圖1。圖1清晰地展示了“免疫調節”這一核心概念所包含的次級概念和事實性知識，通過對概念圖的分析發現，免疫系統的組成多數為事實性的知識，學生容易理解；免疫系統的功能和應用學生在初中時已經進行過初步學習；而體液免疫和細胞免疫內容是學生第一次接觸到的，且知識微觀抽象，過程中涉及的新名詞較多，學生難以理解，容易混淆。因此，將“免疫調節”核心概念的進階維度確定為3個：免疫系統的組成、體液免疫和細胞免疫以及免疫功能及應用。通過追蹤學生在這些進階維度上的理解水平可以了解其對核心概念“免疫調節”的學習進程。

圖1 “免疫調節”概念圖

1.2 劃分進階水平 如何將核心概念統攝的一般概念和事實性知識劃分為不同的水平，是學習進階構建過程中面臨的一個難點問題。郭玉英等[2]提出的科學概念理解發展的層級模型將學生對科學概念的理解劃分為經驗、映射、關聯及整合四個層級，即學生科學概念的習得經歷了由簡單到抽象的過程：記憶零散事實→將事實性知識抽象形成一般概念→深化一般概念形成核心概念→遷移應用核心概念(表1)。

根據學生科學概念理解由簡到繁的過程，可將學習進階劃分為4個階段，分別對應科學概念理解發展的層級模型中的經驗、映射、關聯和整合。確定進階水平的劃分標準后，接下來要對核心概念每個進階維度包含的一般概念和事實性知識進行進階水平的劃分。圖1中所涉及到的概念和事實性知識均是以名詞術語的形式表示的，而在教學中，教師要教給學生的并不僅僅是簡單的名詞術語，還包含概念的內涵、外延等。因此，參照《普通高中生物課程標準(實驗稿)》，將“免疫調節”統攝的基本概念和事實性知識用陳述句的形式進行表述，再根據表1中的學生科學概念理解的發展層級模型，對概念和事實性知識進行進階水平的劃分，并用箭頭表示概念及事實性知識之間的相互關系，從而構建出學生“免疫調節”核心概念學習進階(圖2)。

表1 科學概念理解發展的層級模型

圖2 “免疫調節”核心概念學習進階

2 根據學習進階進行核心概念的教學設計

2.1 根據學習進階分析教學內容和學情 分析圖2“免疫調節”核心概念學習進階，可以清楚地看到學生現有的認知水平：由于生活經驗和學習經驗，知道與免疫相關的一些疾病，但對具體的發病機制不清楚。為學生進行“免疫調節”的學習提供了起點。

可能存在的中間狀態：學生需要由易到難逐步學習免疫系統的組成、體液免疫和細胞免疫及免疫失調相關的疾病。已有研究和一線教師訪談表明，在學習過程中，學生由于易混淆的概念或沒有深入分析概念的內涵而存在一些常見的迷思概念。例如，免疫細胞種類較多，學生對不同免疫細胞的來源容易混淆；由于學生沒有深入剖析第二道防線的范圍“體液中的吞噬細胞和溶菌酶”，認為溶菌酶都屬于第二道防線；學生由于不能正確區分不同免疫細胞的來源和功能，導致對體液免疫過程理解混亂，將二次免疫與過敏反應等同起來。這些常見的迷思概念構成教學過程中的關鍵節點。在教學中，教師需要采用相應的教學策略，幫助學生厘清易錯點，跨越這些關鍵節點，從而進入下一階段的學習。需要建構的科學概念：從系統的層次形成“免疫調節”的核心概念，并進行遷移應用。

通過以上分析，可將最終的教學目標分解細化，逐步引導學生完善知識地圖；并能清晰地呈現學生在每個學習階段應該達到的教學目標，同時幫助教師更深入地了解學生的學習情況。

2.2 根據學習進階選擇教學策略、設計教學過程 學習進階能呈現學生學習概念時經歷的典型路徑，幫助學生正確地構建科學的知識網絡。學習進階中相鄰進階水平之間存在逐級深入和完善的關系，就像一個個相互聯結的“最近發展區”。教師在教學中，利用合適的教學策略，設計具體的教學步驟和學習活動，幫助學生從一個“最近發展區”到達另一個“最近發展區”，最終幫助學生形成對核心概念的深入理解。因此根據學習進階分析核心概念，能使教學過程具有明顯的主線，呈現為簡到難的連續過程。“免疫調節”的教學過程及教學策略選擇如圖3所示。

圖3 “免疫調節”教學過程和教學策略

經驗階段(E)：為學生提供免疫調節的生活實例，如播放“泡泡男孩”的介紹視頻等，作為學生學習起點。引起學生興趣，導入新課。

映射階段(M)：該階段涉及到的事實性知識較多，教師可以通過播放“人體免疫系統”視頻，為學生提供直觀印象，將事實性知識與生物學術語之間建立簡單的聯系。同時以問題串引導學生進一步探索免疫細胞的來源。有了免疫系統的保護，就可以高枕無憂、百病不侵了嗎？采用頭腦風暴的方法，提出開放性問題，激發學生思維，收集與免疫功能相關的實例，引導學生對實例進行甄別區分，初步學習免疫的防衛功能及免疫系統的三道防線。

關聯階段(R)：該階段要求學生掌握體液免疫和細胞免疫的過程，清楚每種免疫細胞的功能，內容比較抽象。教師可以通過角色扮演等教學策略組織課堂活動，引導學生初步了解體液免疫過程；同時以問題：“有哪些免疫細胞參與了體液免疫？→這些免疫細胞分別行使什么樣的功能？具有識別作用的有哪些？→體液免疫中產生抗體的途徑有哪些？→抗體是如何發揮作用的？”啟發學生思維，使學生在交流、探索的過程中將眾多概念關聯起來，進一步理解特異性免疫過程。

整合階段(I)：此階段要求學生從系統和穩態的角度整合概念之間的聯系。教師可為學生提供問題情境：“HIV病毒侵入人體后，人體的免疫應答是怎樣的？解釋并區分過敏反應、自身免疫疾病、免疫缺陷病”，引導學生在分析解決問題的過程中，對學習的知識進行鞏固應用，形成免疫調節的知識網絡。

根據學習進階指導教學，有助于教師將教學目標分解細化，在每一階段的教學中選擇合適的教學策略，引導學生達到潛在的發展水平，走向進階終點。

(基金項目：湖南省研究生科研創新項目，No.CX2016B215；*通信作者)