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教学设计中如何分析学生的学习需要

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何佳潞韩宁范丽仙

摘要在教学设计中，学习需要分析是其重要开端，它和内容分析、教学策略等元素相互联系，共同完成教学设计，可以达到优化教学的效果。因此，为了真正了解学生的学习需要，本文以人教版高中生物必修①和“能量流”这一概念为例，示范了如何从横向和纵向两个方面研究学生的学习需要。

关键词学习需要能量流横向纵向

中图分类号：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：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，“学习需要”我们可以理解为在某一特定的学习情境下，学习者存在着一个差距，这个差距是目前的学习状态与所期望达到的状态或应该达到的状态之间的差距，这一差距是我们作为教师应该看到的，它们就是学习者在下一阶段的学习中所需要具备的知识或技能。在泰勒的《课程与教学的基本原理》一书中，其第一章就提出了“教育目标的来源：对学习者本身的研究”，书中这样讲到：“确认学习者目前的状况与公认的常模之间的差别时，对学习者的研究才有可能提示出教育目标。这种‘差别或‘差距，便是通常所讲的‘需要。”[1]因此，我们研究学习者的需要时就是要看到差距或差别，才能制定出有意义的教育目标，或者范围更窄的教学目标，学生具备了这些知识或技能才能在这个社会上成长为更完整的人。

教学设计是以学习需要分析开始的，这就要求我们做好学生情况分析，教师就要了解学生对学科基础知识和技能的掌握程度，要了解学生的理解能力和接受水平，教师要力求通过教学使学生的学习效果达到最佳程度。然而在传统的讲授式教学中，用统一的教学方式，统一的教学内容进行讲授，教师一般不考虑学生的需要，因此在教学设计中很难看到真正有意义的“学生学习需要分析”。教学设计以学习需要分析开始，这本身就理顺了问题与方法、手段与目的的关系，即从问题的分析和确定作为出发点，形成总的教学目标，以达到更好的教学效果。

目前，我们可以在网络上看到许多教学设计，但是这些教学设计对学生情况分析（学习需要分析）都只是简单地提到了一点点，比如“学生思维敏捷，性格活泼好动”等等，所以笔者以高中生物必修①以及“生态系统中的能量流动”为例，从横向和纵向分析两方面具体分析学生在成长过程中的学习需要，以便让学生成长为更加健全的个体。

1 横向分析

横向分析是指分析在一本教材里，章节与章节之间、知识点与知识点之间的联系，章节概念在教材概念序列中的作用与地位。以高中生物必修①《分子与细胞》这本教材为例，从横向分析这本教材知识点之间的联系。首先，这本教材是以“系统论”的观点来编的，[2]如图1所示，从图中可以得到一个信息：在进行本模块的内容标准的整体设计时，作者是在学生认知规律的基础上来确定教材内容的深度和广度，课程标准的要求只是其参考方向之一。从分子组成细胞基本结构，到基本结构组成细胞生命系统，再过渡到细胞功能。这样的安排，既展示了科学认识的过程和方法，又体现了分子与细胞之间的内在联系。从图1具体分析可知，教材让学生开始从亚显微结构、分子水平去学习生物，这是学生进入高中以后，大脑沟回加深所致，他們有了更加理性认识世界的需要。作者依据系统的层次介绍了生命系统和细胞的统一性与多样性，将学生从宏观世界带到了微观世界，了解细胞的基本系统。系统的组成和结构中，包括细胞膜、细胞器和细胞核。由于细胞膜、细胞器、细胞核都有各自的功能，所以接下来便学习这些功能所控制的生命活动，就包括细胞的物质输入和输出以及细胞的能量供应和利用，即系统的功能。而细胞的物质交换和能量利用供应又涉及到了细胞的整个生命历程的发展变化，即系统的发展和变化，包括细胞的增殖、分化以及衰老、凋亡、癌变。以“细胞的能量供应和利用”为例，前面学习的细胞器、细胞核等为这一板块的学习做了铺垫，而它又引出了系统的发生和变化，即为整个生命活动提供了能量。学习范围由窄到宽，学习深度逐步递进，是符合学生的认知规律的，整个学习过程也突出了系统论的观点。

2 纵向分析

纵向分析是指分析一个概念在不同年龄阶段的发展变化和呈现形式，了解学生已有概念对目前学习的帮助。在纵向分析上，分析小学科学教材以及中学生物教材。作为教师，我们的任务是帮助学生获得良好的科学素养，因此我们就要了解学生在不同的学习阶段和不同学科中习得的观念和技能是如何联系的，这样才能更好的了解学生当前阶段或者下一阶段在这一概念上的需要和成长，分析这个概念是如何扩充起来的，否则教师教给学生的不过是一堆孤立的能力和信息。

关于“生态系统中的能量流动”这一个概念我们知道是高中阶段的一个重要内容，它是这样表述的：生态系统中的能量流动是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。它是生态系统的功能之一。我们知道“输入”就是指“流经生态系统的总能量”，它是生产者（植物）固定的太阳能总量;“传递”的形式是“有机物中的化学能”;“转化”是“太阳能→有机物中的化学能→热能”;“散失”是“通过呼吸作用以热能的形式散失”。把这个关系理出来以后，我们可以看到涉及到的相关概念是很多的，我们就要明确哪些是学生已经在小学到目前这个阶段已经接触过的知识。首先，“能量”这一个概念学生们最早接触是在小学科学课程中，3～6年級的时候，他们就已经学习了“自然界中存在多种能量的表现形式”以及“一种表现形式的能量可以转换为另一种表现形式”这两个概念。第二个，“生产者”即“植物”，学生们在1～2年级的时候就学习了植物和动物，并且知道了 “植物能够从环境中已有的物质来制造养分，以此维持自身的生存”;而与“动物”有关的概念，学生们掌握了“动物能适应环境，通过获取植物和其他动物的养分来维持生存”的概念。接着，他们还学习了“动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系”的概念。到了初中，这些概念继续发展，他们掌握了绿色植物能进行光合作用，生物体能进行呼吸作用。高中阶段，学生们对这些概念进行了更加深入的学习和扩展，深入到了细胞水平。这样，学生之前所学习的知识和概念就为在高中阶段学习“生态系统中的能量流动”奠定了基础，知道能量的来源是植物通过光合作用所固定的太阳能，而能量的散失就是通过动植物的呼吸作用进行的。同时，我们也可以看见每一个概念的学习都不是单独的进行的，而是有与之相关的其他概念支撑，对其进行发展或扩充。同样，从美国科学促进协会出版的《科学素养的导航图》[3]一书中也可以看到这样的关系。见图2。

3 能力和情感的需要

教师不仅需要考虑学生在知识上的需要，同时也要考虑学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，可以看到每一节的内容中只要涉及到操作的，都有“科学方法”这一板块，[4]见图3，这就需要教师在进行教学设计时要考虑到书本中给出的教学活动建议，将这些活动融入自己的教学设计，以便实现能力目标。

情感态度价值观上，教师要帮助学生逐步建立辩证唯物主义的自然观。根据教学内容的主要概念所隐含的思维哲学思想，主要包括以下几点：（1）生命世界是物质的，且在不断的运动着;（2）生物运动是矛盾的、对立统一的;（3）认识来源于实践，又反过来为实践服务。首先，物质性的体现：生命的物质性——组成细胞的化合物由C、H、O、N、S、P等元素构成，包括水、无机盐等无机化合物和糖类、脂类、蛋白质、核酸等有机化合物，这些化合物就构成了生物体结构和功能的基本单位细胞。生命现象的物质性——在一切生命现象中如生物的生长发育、生殖、遗传变异、新陈代谢等都包含的物质的变化。其次，对立统一的体现：

在整个生态系统中，生物体与无机环境之间存在着对立统一。首先生物体从环境中吸收物质和能量，同时向外界排放物质释放出能量，最后生物体会以非生物物质的形式回到环境。在这个矛盾过程中使生态系统达到动态平衡。随着学生大脑皮层的发展，逐步让他们形成辩证自然观，这是一个循序渐进的过程。最后，实践观点的体现：生命科学是一门实验性科学，历史的研究成果都是通过实验研究得出来的。我们可以从生物科学史中得到这样的信息：许多经典结论和学说都是科学家们的理论思维和科学实验结合的结果，比如细胞学说的建立，DNA分子双螺旋结构的提出等等。[5]

另外，介绍我国动植物资源和科技进步是爱国主义的材料;科学探究是实事求是的态度教育依据;社会关注的热点问题是养成参与意识的途径等等。这些内容的取舍需要教师根据学生的智力、体力发展作为根据进行分析的。

总之，作为教师，写好一份完美的教学设计是必要的，我们分析学生不能只单方面的从活泼好动去分析，这个方面只是我们需要考虑的其中之一，而更加重要的是分析学生成长为社会所要求的一个健全的人所需要构建的知识体系，分析概念与概念之间的联系，以此设计更合理的教学设计。

*通讯作者：韩宁

参考文献

[1] 泰勒.课程与教学的基本原理[M].罗康，张阅.北京：中国轻工业出版社，2014：7-10.

[2] 朱正威，赵占良等.生物①分子与细胞教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2004.

[3] 美国科学促进协会.科学素养的导航图[M].北京：科学普及出版社，2008：79.

[4] 朱正威，赵占良等.生物学七年级上[M].北京：人民教育出版社，2012.

[5] 张晓春.中学生物教学与辩证唯物主义世界观教育[J].中国德育，2013（19）：33-35.

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