浅谈生物实验教学中的学习条件分析_

　　摘　要　以实验“光对鼠妇生活的影响’’为例，从教学设计角度，浅谈任务分析中不同学习结果类型的学习条件分析，以期使得生物实验教学更为科学和有效。 　　关键词 　　实验教学　教学设计
　　生物学教学
　　中图分类号　G633.91
　　立献标识码　B
　　
　　新一轮课程改革的目标是以学生发展为本，而改革的突破点就是要改变学生的学习方式。生物是一门以实验为基础的学科，而实验可以让学生最大限度地参与教学，在实验过程中学生自主发现新知识，体验科学探究的过程，从而有助于学生科学素养的提高。同时，在实验教学中，教师可引导和帮助学生进行有效地学习。因此，实验教学是一种有助于学生自主学习的教学方式。为了使得实验教学发挥其最大限度的功效，在教学之前，教师要花大量的时间和精力进行科学的教学设计和教学任务分析。
　　“任务分析”这个专门术语起源于第二次世界大战期间的军事和工业人员培训，由心理学家米勒最早提出。教学任务分析是从任务分析演变而来的，而教学任务分析理论和技术的发展主要归功于美国著名学习与教学心理学家加涅。加涅认为，教学只不过是为学习的发生创造外部条件，因此，他按学习的结果将学习分为五类，即言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。不同类型学习的内部条件一旦被阐明了，那么教学方法的设计便有了可靠的基础。在他的代表性著作《学习的条件和教学论》和《教学设计原理》中，集中体现了他的教学任务分析的思想，即依据不同类型学习结果的不同内部和外部条件，相应地进行不同的教学设计。
　　
　　1　学习结果类型的分析
　　
　　教学目标是教师预期的学生的学习结果。分析教学目标中的学习结果是整个任务分析过程的基础。因为不同学习结果的学习条件和过程是不同的，只有准确地把握学习结果的类型，教师才能找到适合某类学习的过程和条件的教学方法。现以“光对鼠妇生活的影响”这一实验为例，通过分析其教学目标中的学习结果，简要介绍加涅的学习结果分类理论。
　　
　　加涅将学生的学习结果分为认知、态度和动作技能三大领域，并概括为五类：言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。
　　言语信息是指能用言语表达的知识。比如“通过实验探究鼠妇的生活环境，认识环境中非生物因素对生物的影响”；“明确科学探究的一般过程”。
　　智慧技能主要指运用概念和规则办事的能力，由低到高可分为辨别、概念、规则和高级规则。其中概念是指对事物进行分类的能力，如找出实验中的实验变量；规则主要是一些指导人的行为的原理或定律；高级规则是由若干简单规则组合而成的复杂新规则。如当学生综合运用单一变量、平行重复、对照和条件适宜等原则，成功设计对照实验来探究光对鼠妇生活的影响时，学生就学会了一种科学探究的方法。
　　认知策略，是用于管理自身的学习和思维过程的技能，如在实验方案的设计和实施过程中，学生会运用一些逻辑思维，即思考如何安排实验的步骤、时间等从而使得实验的整个过程能够顺利进行。
　　动作技能，即执行一系列身体操作，如实验装置的制作。
　　态度，即选择某种行为的情绪和认知倾向，如小组共同设计、实施实验方案时学生的协作态度；把鼠妇放回大自然时学生爱护动物的情感；在实验现象观察和数据记录过程中学生实事求是的科学态度等。
　　总的来说，探究“光对鼠妇生活的影响”实验要求学生能够设计实验方案，在实施实验的过程中体验科学探究的一般过程和方法。因此该实验教学目标中的学习结果类型属于智慧技能里的高级规则，即通过设计“光对鼠妇生活影响”的实验方案，学会控制实验变量、设计对照实验。
　　
　　2　学习条件的分析
　　
　　加涅认为，学习是指可以持久保持且不能单纯归因于生长过程的人的能力或倾向的变化。这种变化的出现在很大程度上依赖于个体和与之发生相互作用的环境事件，所以学习可以被看成是可以深入考察和深入理解的事件。进一步来看，学习事件可分为学习者、存在于学习者之外的刺激情境、存在于学习者之内的认知结构和学习者的反应。教师如果安排存在于学习者之外的条件，激活、支持和维持学习者的内部过程，学习者就很可能发生教师预想的变化或反应，学习事件也就会出现。所以，学习出现的条件就可以分为外部条件和内部条件。教学就是为促进学习而安排的一系列存在于学习者之外的事件，就学校教育而言，学习的外部条件就是教师的教学。根据影响学习的成败还是效率，学习的内部条件又可分成学习的必要性条件和支持性条件。
　　
　　2.1必要性条件
　　学习的必要性条件主要包括学习的起点能力和与新知识相关的前提知识，因此如果学生目前尚不具备相关的起点能力和前提知识，那么新的学习就不可能成功。比如“设计光对鼠妇生活影响的实验方案”这一高级规则学习的必要性先决条件是构成该高级规则的许多单个规则，具体为平行重复原则、单一变量原则、对照原则和条件适宜原则等的控制实验变量和设计对照实验的方法原则，接下来，则是这些单一规则所涉及到的概念，如实验变量、无关变量等，最后是构成实验变量和无关变量等一些言语信息，比如鼠妇生活的环境概况；实验变量和无关变量都会影响实验结果等事实。
　　
　　2.2支持性条件
　　学习的支持性条件与学习的必要性条件不同，它们并不影响学习是否成功，主要影响学习的效率。支持性条件主要是认知策略、态度和一些言语信息。前面所提到的“光对鼠妇生活的影响”教学目标中的认知策略、态度和言语信息部分就是该节“设计光对鼠妇生活影响的实验方案”学习结果的支持性条件。因此，新课改中强调知识、技能和情感态度三维目标有机结合，这一有机结合可以体现在学生的某个学习结果的出现需要其他一些如知识、技能和情感态度等支持性的条件。
　　
　　2.3　使能目标的分析及其层次关系
　　加涅在他的《教学设计原理》一书中对使能目标的概念做了清晰的阐述：教学设计至少包括两类目标。第一类目标是学生在课程学习结束时应该达到的目标，即学习任务的终点目标，也就是课程标准中确定的教学目标或称学习目标。第二类目标是课程学习进行过程中必须达到的目标，因为它们是前一类目标(终点目标)得以实现的前提条件，故被称为“使能目标”，即学生从其起点行为开始，为了实现终点目标而必须先期达到的子目标系列。所以使能目标可以定义为介于起点能力与终点能力之间的学生尚未掌握的知识技能，而前面所提到的学习内部条件中的必要性条件的分析实际上就是使能目标的分析。
　　进行使能目标的分析时可以采用逆推法。也就是从最终的教学目标开始分析要学会某种技能，学习者必须拥有的更为简单的技能是什么，然后不断往前推，推出一组在水平上递进的前据性技能，一直推到学习者的起始能力为止，最后将从起始能力到终点能力之间的所有技能按层级构建起来。
　　一般来说，学习的层级排列是从顶部较复杂的智慧技能到底端较简单技能的。在智慧技能的学习中，学习高级规则取决于前面对某些特定规则的掌握，每一规则的掌握又取决于先前特定概念的掌握，而对概念的掌握则取决于言语信息。这反映了智慧技能领域的知识组织：每一技能都建立在更简单的技能之上，形成了一个学习层级。
　　以“设计光对鼠妇生活影响的实验方案”为例，该教学目标的使能目标分析如图1所示。
　　由上可见，使能目标的分析，不仅有助于教师理解教材的编排意图和教材之间的前后联系，而且还有助于教师诊断出学生已经具备的知识和技能，即确定与教学目标有关的学生的起点状态，发现哪些环节有缺陷，并及时地进行补救教学。
　　
　　3结语
　　
　　总的来说，实验教学有助于学生进行自主的学习，而学习的发生还需要教师的引导和帮助，而这种引导和帮助就是为学生的学习创造有利的外界条件。因此，教师需要进行教学任务分析来阐明学习的内部和外部条件。而不同学习结果类型需要不同的学习条件，因此教师要注意区分不同学习结果的类型，然后进行相应地条件分析，最终为教学方法的选择提供科学依据。