教學設計中如何分析學生的學習需要

何佳潞 韓寧 范麗仙

摘 要 在教學設計中，學習需要分析是其重要開端，它和內容分析、教學策略等元素相互聯系，共同完成教學設計，可以達到優化教學的效果。因此，為了真正了解學生的學習需要，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生的學習需要。

關鍵詞 學習需要 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，“學習需要”我們可以理解為在某一特定的學習情境下，學習者存在著一個差距，這個差距是目前的學習狀態與所期望達到的狀態或應該達到的狀態之間的差距，這一差距是我們作為教師應該看到的，它們就是學習者在下一階段的學習中所需要具備的知識或技能。在泰勒的《課程與教學的基本原理》一書中，其第一章就提出了“教育目標的來源：對學習者本身的研究”，書中這樣講到：“確認學習者目前的狀況與公認的常模之間的差別時，對學習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，我們研究學習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目標，學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。

教學設計是以學習需要分析開始的，這就要求我們做好學生情況分析，教師就要了解學生對學科基礎知識和技能的掌握程度，要了解學生的理解能力和接受水平，教師要力求通過教學使學生的學習效果達到最佳程度。然而在傳統的講授式教學中，用統一的教學方式，統一的教學內容進行講授，教師一般不考慮學生的需要，因此在教學設計中很難看到真正有意義的“學生學習需要分析”。教學設計以學習需要分析開始，這本身就理順了問題與方法、手段與目的的關系，即從問題的分析和確定作為出發點，形成總的教學目標，以達到更好的教學效果。

目前，我們可以在網絡上看到許多教學設計，但是這些教學設計對學生情況分析（學習需要分析）都只是簡單地提到了一點點，比如“學生思維敏捷，性格活潑好動”等等，所以筆者以高中生物必修①以及“生態系統中的能量流動”為例，從橫向和縱向分析兩方面具體分析學生在成長過程中的學習需要，以便讓學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，章節與章節之間、知識點與知識點之間的聯系，章節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系。首先，這本教材是以“系統論”的觀點來編的，[2]如圖1所示，從圖中可以得到一個信息：在進行本模塊的內容標準的整體設計時，作者是在學生認知規律的基礎上來確定教材內容的深度和廣度，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構，到基本結構組成細胞生命系統，再過渡到細胞功能。這樣的安排，既展示了科學認識的過程和方法，又體現了分子與細胞之間的內在聯系。從圖1具體分析可知，教材讓學生開始從亞顯微結構、分子水平去學習生物，這是學生進入高中以后，大腦溝回加深所致，他們有了更加理性認識世界的需要。作者依據系統的層次介紹了生命系統和細胞的統一性與多樣性，將學生從宏觀世界帶到了微觀世界，了解細胞的基本系統。系統的組成和結構中，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，所以接下來便學習這些功能所控制的生命活動，就包括細胞的物質輸入和輸出以及細胞的能量供應和利用，即系統的功能。而細胞的物質交換和能量利用供應又涉及到了細胞的整個生命歷程的發展變化，即系統的發展和變化，包括細胞的增殖、分化以及衰老、凋亡、癌變。以“細胞的能量供應和利用”為例，前面學習的細胞器、細胞核等為這一板塊的學習做了鋪墊，而它又引出了系統的發生和變化，即為整個生命活動提供了能量。學習范圍由窄到寬，學習深度逐步遞進，是符合學生的認知規律的，整個學習過程也突出了系統論的觀點。

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展變化和呈現形式，了解學生已有概念對目前學習的幫助。在縱向分析上，分析小學科學教材以及中學生物教材。作為教師，我們的任務是幫助學生獲得良好的科學素養，因此我們就要了解學生在不同的學習階段和不同學科中習得的觀念和技能是如何聯系的，這樣才能更好的了解學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，否則教師教給學生的不過是一堆孤立的能力和信息。

關于“生態系統中的能量流動”這一個概念我們知道是高中階段的一個重要內容，它是這樣表述的：生態系統中的能量流動是生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。它是生態系統的功能之一。我們知道“輸入”就是指“流經生態系統的總能量”，它是生產者（植物）固定的太陽能總量;“傳遞”的形式是“有機物中的化學能”;“轉化”是“太陽能→有機物中的化學能→熱能”;“散失”是“通過呼吸作用以熱能的形式散失”。把這個關系理出來以后，我們可以看到涉及到的相關概念是很多的，我們就要明確哪些是學生已經在小學到目前這個階段已經接觸過的知識。首先，“能量”這一個概念學生們最早接觸是在小學科學課程中，3～6年級的時候，他們就已經學習了“自然界中存在多種能量的表現形式”以及“一種表現形式的能量可以轉換為另一種表現形式”這兩個概念。第二個，“生產者”即“植物”，學生們在1～2年級的時候就學習了植物和動物，并且知道了 “植物能夠從環境中已有的物質來制造養分，以此維持自身的生存”;而與“動物”有關的概念，學生們掌握了“動物能適應環境，通過獲取植物和其他動物的養分來維持生存”的概念。接著，他們還學習了“動植物之間、動植物與環境之間存在著相互依存的關系”的概念。到了初中，這些概念繼續發展，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，學生們對這些概念進行了更加深入的學習和擴展，深入到了細胞水平。這樣，學生之前所學習的知識和概念就為在高中階段學習“生態系統中的能量流動”奠定了基礎，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習都不是單獨的進行的，而是有與之相關的其他概念支撐，對其進行發展或擴充。同樣，從美國科學促進協會出版的《科學素養的導航圖》[3]一書中也可以看到這樣的關系。見圖2。

3 能力和情感的需要

教師不僅需要考慮學生在知識上的需要，同時也要考慮學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，可以看到每一節的內容中只要涉及到操作的，都有“科學方法”這一板塊，[4]見圖3，這就需要教師在進行教學設計時要考慮到書本中給出的教學活動建議，將這些活動融入自己的教學設計，以便實現能力目標。

情感態度價值觀上，教師要幫助學生逐步建立辯證唯物主義的自然觀。根據教學內容的主要概念所隱含的思維哲學思想，主要包括以下幾點：（1）生命世界是物質的，且在不斷的運動著;（2）生物運動是矛盾的、對立統一的;（3）認識來源于實踐，又反過來為實踐服務。首先，物質性的體現：生命的物質性——組成細胞的化合物由C、H、O、N、S、P等元素構成，包括水、無機鹽等無機化合物和糖類、脂類、蛋白質、核酸等有機化合物，這些化合物就構成了生物體結構和功能的基本單位細胞。生命現象的物質性——在一切生命現象中如生物的生長發育、生殖、遺傳變異、新陳代謝等都包含的物質的變化。其次，對立統一的體現：

在整個生態系統中，生物體與無機環境之間存在著對立統一。首先生物體從環境中吸收物質和能量，同時向外界排放物質釋放出能量，最后生物體會以非生物物質的形式回到環境。在這個矛盾過程中使生態系統達到動態平衡。隨著學生大腦皮層的發展，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：生命科學是一門實驗性科學，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史中得到這樣的信息：許多經典結論和學說都是科學家們的理論思維和科學實驗結合的結果，比如細胞學說的建立，DNA分子雙螺旋結構的提出等等。[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;科學探究是實事求是的態度教育依據;社會關注的熱點問題是養成參與意識的途徑等等。這些內容的取舍需要教師根據學生的智力、體力發展作為根據進行分析的。

總之，作為教師，寫好一份完美的教學設計是必要的，我們分析學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生成長為社會所要求的一個健全的人所需要構建的知識體系，分析概念與概念之間的聯系，以此設計更合理的教學設計。

*通訊作者：韓寧

參考文獻

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

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

[3] 美國科學促進協會.科學素養的導航圖[M].北京：科學普及出版社，2008：79.

[4] 朱正威，趙占良等.生物學七年級上[M].北京：人民教育出版社，2012.

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