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基于情境教学培养学生生物知识理解能力的策略研究

作者:优质论文王老师 日期:2021-09-09 12:59:46 点击:315

摘要:随着基础教育改革的稳步推进,学生能力的发展得到社会的广泛关注,学校 对于学生能力的培养也越来越重视。生物学知识理解能力是学生学习生物学的基本能 力,是发展其他能力的基石,也是生物学科能力的重要体现。基于此,教师在教学过程 中使用恰当的教学策略培养学生的生物知识理解能力就显得尤为重要,而至于使用什么 样的策略更为有效,这值得广大教师在教学实践中不断探索。

本论文共有六个部分。第一部分是绪论。首先从新课改凸显生物知识理解能力的重 要性、情境教学有利于培养学生的生物知识理解能力、中学生物课堂情境教学实施现状 三个方面得到了本文的研究问题。其次,从研究目的和意义论述了开展研究的必要性。 最后,介绍了本文的研究思路、研究方法和创新点。

第二部分是核心概念界定和文献综述。本文以知识和理解的概念为切入点,结合新 课标论述了生物知识理解能力的内涵,提出了生物知识理解能力的三要素:生物信息收 集处理能力、生物实验探究能力、生物问题解决能力。同时,在已有的研究基础上,对 情境教学进行了概念界定和文献综述。文献综述部分主要介绍了几种与情境教学密切相 关的理论观点,为情境教学培养学生生物知识理解能力提供理论依据。

第三部分是研究的可行性研究。通过学生问卷调查,了解学生生物知识理解能力的 现状,并针对现状分析原因,为论文的实践研究提供数据。通过教师问卷,调查情境教 学开展现状以及教师对情境教学策略的认可度,调查结果显示教师认同笔者对生物知识 理解能力的划分,对情境教学策略持认可态度,佐证了本研究的可行性。

第四部分是情境教学策略的研究。基于学生调查问卷的结果分析,在相关理论基础 上提出培养学生生物知识理解能力的情境教学策略,从培养生物信息收集处理能力、生 物实验探究能力和生物问题解决能力三个方面进行教学策略研究,为一线教师的课堂教 学提供理论参考。

第五部分是教学实践研究。笔者选择实习中学四个班作为研究对象,均采用情境教 学策略,通过课堂观察和访谈对相关案例进行了分析,并通过纸笔测验分析了学生的学 业成绩变化。研究结果表明,笔者提出的情境教学策略在培养学生生物知识理解能力有 积极影响。

第六部分是本文的总结,包括了本文的研究结论,对研究的不足进行了分析,对后 续的研究进行了展望。

关键词:情境教学 生物知识理解能力 初中生物 教学策略

Abstract With the steady progress of basic education reform, the development of students' ability has been widely concerned by the society, and the school has paid more and more attention to the cultivation of students' ability. The ability to understand biological knowledge is the basic ability for students to learn biology, the cornerstone for the development of other abilities, and the important embodiment of biological subject ability. Based on this, it is particularly important for teachers to use appropriate teaching strategies to cultivate students' biological knowledge understanding ability in the teaching process. As for which strategies are more effective, it is worth exploring in the teaching practice.

There are six parts in this paper. The first part is the introduction. First of all, from the new curriculum reform highlights the importance of biological knowledge comprehension ability, situational teaching is conducive to the cultivation of students' biological knowledge understanding ability, and the current situation of the implementation of situational teaching in middle school biology classroom, we get the research questions of this paper. Secondly, it discusses the necessity of carrying out the research from the research purpose and significance. Finally, this paper introduces the research ideas, research methods and innovation.

The second part is the core concept definition and literature review. In this paper, the concept of knowledge and understanding as the starting point, combined with the new curriculum discusses the connotation of biological knowledge comprehension ability, and puts forward three elements of biological knowledge comprehension ability: biological information collection and processing ability, biological experiment exploration ability, biological problem-solving ability. At the same time, on the basis of the existing research, it defines the concept of situational teaching and summarizes the literature. In the part of literature review, it mainly introduces several theoretical viewpoints closely related to situational teaching, which provides theoretical basis for situational teaching to cultivate students' biological knowledge understanding ability.

The third part is the feasibility study. Through the students' questionnaire survey, we can understand the current situation of students' biological knowledge comprehension ability, and analyze the reasons for the current situation, so as to provide data for the practical research of the paper. Through the teacher questionnaire, survey the status quo of situation teaching and teachers' recognition of situation teaching strategies, the results show that teachers agree with the division of biological knowledge comprehension ability of the author and the recognition attitude of situation teaching strategies, which proves the feasibility of this study.

The fourth part is the research of situational teaching strategies. Based on the analysis of the results of the students' questionnaire, this paper puts forward the situational teaching strategy of cultivating students' ability to understand biological knowledge on the basis of relevant theories, and studies the teaching strategy from three aspects: the ability to collect and process biological information, the ability to explore biological experiments and the ability to solve biological problems, so as to provide theoretical reference for the classroom teaching of front-line teachers.

The fifth part is teaching practice research. The author chooses four classes as the research object, the four classes adopts the situational teaching strategies, analyzes the relevant cases through the classroom observation and interview, and analyzes the changes of students' academic performance through the paper and pencil test. The results show that the situational teaching strategy proposed by the author has a positive impact on the cultivation of students' biological knowledge understanding ability.

The sixth part is the summary of this paper, including the conclusions of this study, the lack of research is analyzed, and the future research is prospected.

Key words Situational teaching comprehension ability of biological knowledge Junior high school biology Strategies

目录

摘要...............................................................  I

Abstract.......................................................................................................................  III

目录............................................................... V

图目录...........................................................  VII

表目录........................................................... VIII

1       绪论............................................................ 1

1.1      研究背景....................................................... 1

1.2      研究问题....................................................... 3

1.3      研究意义....................................................... 3

1.4      研究目的....................................................... 4

1.5      研究设计....................................................... 4

2       核心概念界定与文献综述.......................................... 7

2.1      情境教学的文献综述............................................. 7

2.2      生物知识理解能力的文献综述.................................... 12

2.3      理论综述...................................................... 17

3       情境教学培养学生生物知识理解能力的可行性....................... 21

3.1      初中生生物知识理解能力现状.................................... 21

3.2      情境教学培养学生生物知识理解能力的认可度...................... 29

4       基于情境教学培养学生生物知识理解能力的策略研究................. 40

4.1      培养生物信息收集处理能力的情境教学策略........................ 40

4.2      培养生物实验探究能力的情境教学策略............................ 44

4.3      培养生物问题解决能力的情境教学策略............................ 48

5       基于情境教学培养学生生物知识理解能力的教学实践................. 51

5.1      实验目的...................................................... 51

5.2      实验对象...................................................... 51

5.3      实验方案...................................................... 51

5.4      教学实践研究.................................................. 51

5.5      实验结果分析.................................................. 70

6       总结........................................................... 73

6.1      研究结论...................................................... 73

6.2      不足.......................................................... 73

6.3      展望.......................................................... 74

参考文献:........................................................ 75

附录 1:.......................................................... 77

附录 2:.......................................................... 79

附录 3:.......................................................... 81

在校期间科研成果.................................................. 88

致谢.............................................................. 89 

图目录

图 1-1 研究技术路线 ....................................................................  5

图2-1 “情境教学&生物” CNKI检索主题分布图.................................................................. 11

图 2-2 生物知识理解能力三要素.................................  15

图 3-1 实验课次数对初中生实验操作技能的影响...................  24

图 3-2 初中生“理想生物课堂”词云图...........................  27

图 3-3 初中生“理想生物课堂”词云图...........................  28

图 3-4 教师对情境教学理论和案例的认识情况.....................  31

图 3-5 情境教学在课堂中的使用情况.............................  32

图 3-6 教师使用情境教学的依据.................................  32

图 3-7 教师使用情境教学的环节.................................  33

图 3-8 实施情境教学的困难因素.................................  33

图 3-9 生物知识理解能力要素认可度.............................  34

图 3-10 情境教学培养学生知识理解能力认可度性别差异分析......... 36

图 3-11 情境教学培养学生知识理解能力认可度学历&教龄差异分析..  37

图 3-12 情境教学培养学生知识理解能力认可度专业&理论基础差异分析 37

图 3-13 培养学生生物知识理解能力的障碍......................... 38

图 3-14 培养学生生物知识理解能力的经验........................  39

表目录

表2-1 “情境教学”、“情境教学&生物” CNKI数据库检测结果..... 11

表 3-1 问卷的信度分析表.......................................  21

表 3-2 调查对象性别&年级统计表(单位:人)...................  22

表 3-3 初中生对生物知识理解能力的认知表(单位:人)...........  22

表 3-4 初中生生物信息收集处理能力现状调查结果(单位:人).....  23

表 3-5 初中生生物实验探究能力现状调查结果(单位:人).........  24

表 3-6 17&18 题交叉分析结果...................................  25

表 3-7 初中生生物问题解决能力现状调查结果(单位:人).........  25

表 3-8 初中生对情境教学的认可度调查结果(单位:人)...........  26

表 3-9 问卷的编制维度.........................................  29

表 3-10 问卷 13-21 题的信度分析表.............................  30

表 3-11 调查对象学历情况....................................... 30

表 3-12 教师使用教材版本情况..................................  31

表 3-13 情境教学策略培养学生生物知识理解能力认可度调查表....... 35

表 4-1 北师大版生物教材情境素材统计...........................  40

表 5-1 四个班前后测组量统计...................................  70

表 5-2    3 班前后测独立样本检验................................  70

表 5-3    4 班前后测独立样本检验................................  71

表 5-4    7 班前后测独立样本检验................................  71

表 5-5    8 班前后测独立样本检验................................  71

1     绪论

1.1      研究背景

1.1.1   新课改凸显生物知识理解能力的重要性 近年来,高速发展的生物科学技术正在逐步印证“21 世纪是生物的世纪”。我国的 袁隆平、屠呦呦等生物科学家在各自的领域取得了重大的突破,取得了令人瞩目的成绩, 他们的生物科学研究成果也凸显了巨大的社会经济效益。同时生物科学和生物技术在解 决人口问题、资源危机、生态环境恶化和生物多样性面临威胁等诸多问题方面发挥的作 用越来越大,大力推进了现代化社会的发展,逐步向着更加关注人类社会的方向发展。 为了适应的时代发展,新课程改革顺应而出,随着课改的推进与实施,生物一跃成为热 门学科,受到了广大师生的追捧。《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》(后文简 称《标准》)明确提出:“期望学生通过学习,能够对生物学产生浓厚的兴趣,对生物 学知识有更深入的理解,对今后的职业有更多的思考;能够在探究能力、学习能力和解 决问题能力方面有更好的发展。”,[1]新课改凸显了学生生物知识理解能力的重要性。 知识理解能力是在已有经验的基础上将知识转为具体能力的重要能力,它是生物学科能 力的重要体现,也是学生掌握生物学科知识内涵,实现生物课程教育的重要能力。随着 新课程改革的不断深化,《标准》提出:生物教学应当更加关注学生已有的生活经验, 从学生已有的生活经验中提出探究性问题,创设有意义的情境,引导学生主动参与学习, 逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力 等。

因此,新课改下的生物教育对学生的生物知识理解能力十分重视,生物知识理解能 力的培养直接影响着生物核心素养的形成。

1.1.2   情境教学有利于培养学生的生物知识理解能力

新课改强调了培养学生能力的重要性,其中知识理解能力显得尤为重要。学校教育 不仅只是知识的灌输,学生也不是被动地接受知识,学生的学习需要与他的生活紧密相 连,学生学习的知识应当能让他具有直面生活的能力,在某一特定的情境中正确地运用 所学的知识,这就需要学生具有较高的知识理解能力。而目前,学校教育存在一个很大 的问题,学生对于知识的理解,仅仅停留在文字表面,即便是应用也是停留在解题阶段, 并不能将所学的知识解决实际生活中的问题。基于以上情况,情境教学培养学生知识理 解能力的优势就凸显出来了。情境教学可以给学习者提供一个特定的学习环境,促进教 师把学科内容与世界的真实情境联系起来,推动学习者在作为家庭成员、公民、工作者 的生活过程中把知识的获得和知识的应用联系起来。[2]梅里尔教授认为:当学生真正进 入解决问题的真实情境时,才能促进学习;只有新知识在情境中被激活,并与学习者的 现实生活世界有融合时,学习才能得以进行和促进。[3]情境教学要求教师的教学设计是 以学生为中心,教师创设的情境是学生在生活中会真实遇到的情境而不是教师自己臆想 的情境,并且在情境中引导学生理解解决问题的思路和方法技能等知识。

1.1.3   初中生物教学中情境教学的实施现状

生物知识理解能力的重要性不言而喻,情境教学对培养生物知识理解能力的培养有 重要意义,那情境教学在学校的实施现状究竟如何呢?带着这个问题,笔者在某初中实 习了一学期。在实习期内,笔者的听课内容包括七年级下册,八年级下册,七年级主要 以教授新课为主,八年级则处于复习阶段,实习学校采用的教材是北师大版初中生物教 材。根据听课记录可以看出,初一年级在情境教学方面做得较好,而初二年级情境教学 较少。教师的情境教学在新课教授时大多用于导入阶段,也就是引出问题或者是新课内 容,而在复习阶段大多用于以问题串的形式让同学们回忆旧知。由于笔者仅在一个学校 实习,其数据不具有代表性,因此笔者通过大量的文献阅读和实践调查发现情境教学实 施过程中主要存在以下问题:

第一,教学情境与教学内容不符。教师创设的教学情境浮于课堂表面,在导入阶段 用的比较多,仅将作为吸引学生注意力的手段,没有为教学目标服务。

第二,获取情境素材渠道少。很多教师都有在课堂中创设情境的想法,但是由于情 境素材来源少,需要花费很多时间去寻找和加工,从而导致很多中学教师都放弃情境教 学。

第三,教学情境的科学性不高。生物学是一门自然科学,与生物学知识相匹配的教 学情境应当具有科学性。目前,普遍存在的问题是教师不注重教学情境的科学性,拿来 就用,没有针对学情对情境进行再加工。

第四,教学情境没有以学生为主体。在情境教学中,学生是情境中的主体,教师是 情境中的引导者,教学情境更多的是应该为学生学习知识、提高能力服务。如今课堂上 的情境教学缺少对学生情感的关注,教师没有注意学生在教学情境中的情感变化,只从 教师的主观方面评价情境是否好用。

综合所述,目前存在的这些问题,影响了初中学生理解生物知识。为了解决目前存 在的问题,需要我们继续深入地研究如何在情境教学中培养学生的生物知识理解能力。

1.2     研究问题

基于以上研究背景,提岀本文的研究问题:情境教学如何培养学生生物知识理解能 力?分析问题,形成四个子问题:(1)生物知识理解能力具体包括哪些方面?(2)情 境教学培养生物知识理解能力是否可行?(3)培养生物知识理解能力的情境教学策略 有哪些?(4)如何实施情境教学策略培养学生的知识理解能力?

1.3     研究意义

1.3.1    理论意义

初中生物知识理解能力的培养策略研究,既是生物教学理论研究的重要领域,也是 初中生物课程改革与发展的重点。其理论意义主要体现在:

通过大量的文献综述,在前人的理论基础上,梳理岀培养生物知识理解能力教学策 略,对生物知识理解能力的内容进行探讨,为初中生物教学活动提供了理论支持。《标 准》虽然要求学生要深入理解生物学知识,但是生物知识理解能力到底是什么?《标准》 却没有明确的定义。这就导致一线教师在培养学生生物知识理解能力时没有评价标准, 没有统一量度。而本文对生物知识理解能力的进行了阐释,回答了生物知识理解能力是 什么、生物知识理解能力的具体要素是什么、如何利用情境教学培养学生生物知识理解 能力?等问题。通过概念的界定,情境教学策略的研究探讨,在一定程度上可以解答初 中生物教师的疑惑,为其教学活动提供一定的理论依据,从而更好地完成教学任务。

1.3.2    实践意义

从实践的角度来说,本文的研究问题来源于真实的教学现状,当前的初中生物教育 更倾向于知识的灌输,对知识理解能力的培养远远不够,再加上一线生物教师并不关注 《标准》,对生物知识理解能力的认识不足,相关理论研究较少,因此本研究也具有强 烈的实践意义。一是通过对生物知识理解能力的探讨,研究培养生物知识理解能力的情 境教学策略,经过一学期的实践研究,为一线教师使用情境教学培养学生知识理解能力 提供参考。二是初中生物学教育要求学生能理解科学、技术与社会的相互关系,生物知 识理解能力能帮助学生从生物学的角度观察和思考社会和人生,树立正确的世界观、人 生观和价值观,形成良好的生物核心素养。

1.4     研究目的

教育的主要目的是促进学生的能力发展,但能力的培养不是一蹴而就的,需要长时 间的有针对性的进行培养。本研究的主要目的是通过文献综述归纳出生物知识理解能力 的具体内容,即生物知识理解能力到底是什么,由哪些要素构成。同时,在情境教学相 关理论的指导下,研究有利于培养学生生物知识理解能力的教学策略,利用实习期间将 情境教学策略进行教学实践研究,检验情境教学策略的效果,为一线教师的教学提供理 论和实践参考。

1.5     研究设计

1.5.1   研究思路

新课改下的生物教育对学生的生物知识理解能力十分重视,生物知识理解能力对学 生理解生物学知识,对学生理解科学、技术和社会有重要作用。基于此研究背景,确定 本研究的方向是“培养学生生物知识理解能力”。通过大量文献分析,笔者发现情境教 学在培养其他学科能力方面有出色的额表现,根据相关现状分析,确定本研究的内容是 “培养学生生物知识理解能力的情境教学策略研究”。

本文遵循科学研究的一般思路,分析研究背景——确定研究问题——分析问题—— 论证研究可行性——提出解决问题的策略——教学实践研究策略的效果。具体思路如 下:

 

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1.5.2      研究方法

本文在研究方法上主要采用文献研究法、问卷调查法、课堂观察法、访谈法和实验 研究法,从理论和实践两个层面探讨中学生物教学在生物知识理解能力的内涵以及培养 方面存在的问题,并据此提出相应的教学培养策略,力求推动有关生物知识理解能力培 养问题的深入研究。

1.5.3      研究创新点

(1) 通过对有关理解能力文献的阅读分析,结合《课标》对学生的能力要求,阐 释了生物知识理解能力的内涵,确定了生物知识理解能力的三要素,具有一定的原创性。

(2) 通过对情境教学相关理论的文献综述,基于情境教学有利于培养其他学科能 力的研究基础,提出采用情境教学培养学生生物知识理解能力,并针对生物知识理解能 力的三要素进行情境教学策略实践研究,通过课堂观察和问卷调查研究,佐证情境教学 培养生物知识理解能力的可行性,为一线教师的课堂实践提供了参考。

2      核心概念界定与文献综述

2.1     情境教学的文献综述

2.1.1“情境”内涵的文本研究

“情境”一词由来已久,《现代汉语词典》对“情境”的解释是“情景、境地”, 但情境与情景有所区别,情景中的“景”是直观具体的情形、景象,而情境中的“境” 不仅包括场景,还包括场景中蕴含的复杂的联系,所以情境要比情景涉及的范围更广。 情境也可以理解为人的认知、感觉、情绪、个性和意志等心理因素与外界环境因素共同 组成的情和境的总和。[4]“情境”具有两个特征:一个是它能激发人们去主动的联想、 想象和思维,是以获得某种形象或思维成果;第二它能使人产生某种情感的体验。[5]

以学生为主体的教育中的情境则更多指的是开展教学活动的环境和氛围,是教学活 动中产生的情感和教学场景的总和。情境是一种能够激发学生学习兴趣的信息载体,是 学生开展学习活动的大背景,学生在特定的情境中,主动去思考、联想、转化,从而获 得对新知的感悟,获得一定的情感体验。

2.1.2“情境教学”内涵的文本研究

李吉林老师在《李吉林情境教学理论与实践》一书中将“情境教学”定义为一种服 务于教学活动的教学手段,一种教学方法。李吉林老师认为,情境教学是指在教学过程 中,教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景, 以引起学生一定的态度体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理机能能得到发展 的教学方法。[6]

刘恩山老师、汪忠老师和顾问老师在《生物课程与教学研究》中对情境教学是这样 解释的:教师根据相应的教学内容,运用优美的语言、动作和情感,辅以教具和资料, 创造一个作用于学生的宽广的心理场所,从而调动学生的主动性,积极开展学习和思维 活动。[7]情境教学是通过创设典型场景,激起儿童热烈的情绪,把积极的情感活动和认 识活动结合起来的一种教学模式。[8]情境教学的核心是引起学生的情感共鸣,激发学生 的情感,以教学情境为背景,以学生的经验为纽带,在构建新知的过程中进行情感交流, 从而达到“知”“情”合一。情境教学中的情境是教师为了达到预定的教学目标而创设 的情境,是经过人为加工优化的对学生有积极影响的情境。正如李吉林老师所说,这种 根据目标优化的情境,这种充满美感和智慧的环境氛围,使儿童的情感和心理发生共鸣 而契合,使学生在现实环境与活动交互作用的统一和谐中获得全面发展。[9]

综上所述,情境教学是指教师根据学科特点、教学内容和学生的心理特点,以生动 形象的语言、图片、文字、音频等为辅助材料,创设出具体的教学活动场景,营造出适 合学生情感表达的氛围,让学生在这样的情境中积极主动地学习,从而达到更好的学习 效果。

2.1.3    情境教学研究现状

2.1.3.1    国外研究现状

据西方教育史记载,情境教学起源于公元前古希腊教育家、哲学家苏格拉底的“苏 格拉底法”,他把教师形象地比喻成催产知识的产婆,所以又叫“产婆术”。苏格拉底 通过在谈话过程中不断地提问,让学生产认知冲突,意识到自己认识中的矛盾,再通过 引导和归纳,启发学生的思维,调动学生学习的积极性,主动寻找问题的答案。在整个 交谈的过程中,苏格拉底并不会告诉学生任何问题的答案,所有的答案都是学生在认识 矛盾中归纳总结得来,苏格拉底也不会告诉学生答案的对错,而是通过不断地提问与辩 论,让学生发现答案存在的不足,自行修正和完善。苏格拉底有目的地为学生创设了问 题情境,启发学生的思维,使学生主动地思考,从而解决问题。因此,可以说“产婆术” 是最早的有关“情境教学”的相关性研究。

20 世纪70 年代,法国教育家卢梭在著作《爱弥儿》中,描写了这样一个故事:卢 梭在与爱弥儿共同观察蒙莫朗西镇北的森林时,爱弥儿不知道观察森林的位置有什么 用,于是卢梭停止了教学。第二天,卢梭将爱弥儿带到了森林中去玩耍,感受大自然的 魅力,爱弥儿在森林中尽情地奔跑、玩乐,不一会儿就又累又饿,等到了该回家的时候 爱弥儿才发现自己已经迷失了方向。这时,卢梭引导爱弥儿用所学的地理知识和植物知 识,根据实际所处的情境,判断出南北,找到了回家的方向。卢梭认为教师不应当告诉 学生他应当学什么,而是由学生自己希望学什么,教师只能提供满足他学习愿望的工具 和方法。[10]卢梭为爱弥儿提供了学习的条件,他为爱弥儿创设了一个真实的情境,让爱 弥儿在大自然中主动观察森林的位置,利用植物学的知识辨别除了方向,找到了回家的 路。卢梭更加注重大自然中的真实情境,爱弥儿的故事就是“情境教学”的实例。

20 世纪初,美国实用主义哲学家杜威在《我们如何思维》一书中提出:“思维起源 于直接经验的情境。思维过程包括疑难的情境、确定的问题、解决问题的假设、推论和 验证(或修改假设)五个部分”。[11] [12]杜威将“情境”运用到教学中去,由此提出了“五 步教学法”——情境、问题、假设、推论和验证。杜威认为“教育即生活”,“学校即 社会”,他所设想的教学过程应当是:依据教学目标创设情境,制定教学计划,设计教 学活动;利用教学情境激发学生学习兴趣,实施教学计划,开展教学活动,评价教学效 果。[3

20世纪20年代后期,阿尔弗雷德•诺斯•怀特海在《教育目的》中提出:“学生

在学校中学习的是为了完成考试的惰性知识,不能解决实际情境中的问题”。[13] [14]

20 世纪 60 年代,保加利亚心理学家洛扎诺夫提出暗示教学法,进一步将“情境” 应用到教学实践中。暗示教学需要教师精心设计教学环境,用暗示、想象、音乐、短剧、 游戏、练习等方式创设教学情境,从而建立激发个人潜力的心理倾向,创造高度的学习 动机,让学生在交流学习的过程将各种无意识结合起来,在特定的情境中达到更好的学 习效果。[5

20 世纪 70 年代,前苏联著名教育学家苏霍姆林斯基在《把整个心灵献给孩子》一 书中说道:“我力求做到在孩子整个童年时期,使周围世界和大自然始终都以鲜明的形 象、画面、概念和印象来给学生的思维提供养料”。[15]他认为,孩子应当在大自然的真 实情境中学习,观察大自然中生物的特征,观察大自然中的各种现象,才能发现大自然 的美,在真实情境中获得知识,理解知识,应用知识。苏霍姆林斯基的自然情境教育在 卢梭的基础上进一步推动了“情境教学”的发展。

20世纪90年代,英国肯特大学教授希拉里•麦克莱伦整理出版了《情境学习的观 点》,其中收纳了1993年3月——1994年10月美国权威杂志《教育技术》对情境学习 的讨论观点,多方面呈现了情境学习的实践案例。“情境认知”、“情境学习”、“实 践共同体”、“合法的边缘性参与”等词条的岀现,极大丰富了情境教育理论,也推动 了情境教学的发展。

21 世纪初,情境教学已经逐步成为西方教育界的主流教育,美国教育研究协会的研 究主题“用情境性的观点透视数学课堂实践”代表着“情境教学”已经进入学科研究阶 段,为其他学科的研究提供了参考。

综上所述,西方教育界关于“情境教学”的研究时间长、范围广,国外的教育家们 不仅发展和完善了有关情境教学的理论,还进行了大量的教育实践,并以著作的形式岀 版,为后续的研究提供了理论支撑和实践思路。

2.1.3.2    国内研究现状

我国关于情境教学的思想历史悠久,古有“孟母三迁,断织教子”、“近朱者赤, 近墨者黑”、“不愤不启,不悱不发”,充分说明了教学环境和教学方法的重要性,这 是有关情境教学思想的萌发。

国内有关情境教学的实验研究起源于小学语文特级教师李吉林,受西方情境教学风 潮的影响,她从 1978年开始进行小学语文情境教学的实验,她也是国内第一位真正将 “情境教学”落实到学科中去的教师。李老师在借鉴西方教育的同时,吸纳我国古代情 境教育思想的精髓,经过多年的实践研究,经历了由浅入深,由局部到整体,由感性到 理性,由“情景教学”到“情境教学”再到“情境教育”的转变。李老师指岀,教育要 做到情境交融,以境为导,由情感人,用教师创设的具体情境去引导学生。[1]李老师从 教 60 余年,一生致力于情境教学的研究,发表了《情境教学实验与研究》、《情境课 程的操作与案例》、《情境课程的构建》、《情境教育的诗篇》等著作,提岀情境教学 的四个特点(形真、情切、意远、理寓其中),五个原则(诱发主动性、强化感受性、 突岀创造性、渗透教育性、贯穿实践性),为其他一线教师进行情境教学研究提供了参 考。

随着情境教学的兴起,情境教学在语文中取得的重大收获让越来越多的研究者和一 线教师开始在学科中对“情境教学”进行实践研究,与情境教学相关的论文也越来越多。 在中国知网(CNKI)数据库中,以“情境教学”和“情境教学&生物”做检索,得到以 下数据。


年份

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

情境教学

481

642

645

737

777

999

1006

937

1048

1187

情境教学&

5

11

16

19

8

20

23

17

17

13

生物

而对于学生能力的关注,能力的培养和能力的发展还有待欠缺。

从初高中分层来看,情境教学在高中生物中的研究占46%,在初中生物中的研究占 26%,相比之下情境教学在初中生物中的研究还有待进一步完善。

2.2      生物知识理解能力的文献综述

2.2.1“知识”内涵的文本研究

什么是知识?这个问题让世界上许多伟大的思想家争论不休,他们都用自己的观点 论述了知识的定义:

柏拉图认为知识必须满足三个条件:被验证过的,正确的,被相信的,基于此知识 的定义是“一种被证实了的真实的信念”。[16]

波普尔则认为知识是客观的,不是任何信念,也不是不变的观念。[17]

弗兰西斯•培根认为知识是人们深入到大自然中,研究自然世界中的事物的性质所 获得的东西,感觉和经验是一切知识的源泉。[18]

笛卡尔的观点与培根不同,他认为知识不是来源与感觉,也不能通过观察和归纳获 得,知识是个体运用直观、演绎推理的方法所获得的“纯粹的理智”。[19]

杜威认为“所谓知识,就是认识一个事物和各方面的联系,这些联系决定知识是否 适用于特定的环境”。[20]

现代汉语词典对知识的解释是:人在改造世界的实践中获得的认识和经验总和。[21] 辞海对知识的解释是:人在学习、实践过程中所获得的学问、经验等。[22]

《教育心理学》认为,知识是指个体通过与环境相互作用后获得的信息。

由此我们可以看出,以上关于知识的解释不尽相同,甚至相互对立,定义没有对错 之分,只是解读的立场和角度不同,所以理解也有所不同。“知识”是一个很宏大的词, 它包罗万象,含义极其丰富,在不同的环境中,有着不同的释义,因此就目前而言,还 没有一个统一的概念界定。

本文中涉及到的知识是指教育视角下的知识,教育中的知识是基于前人的认识成 果,根据学生生命成长的需要,经由筛选、改造、简化等活动,并通过师生互动而产生 的一种促进学生发展的新的意义系统。[23]教育中的知识与学生密不可分,它与学生的实 际生活紧密相连,是不能脱离学生而独立存在的,它对于学生的个人发展具有重要的意 义。

2.2.2“生物学知识”内涵的文本研究

生物学是一门以实验为基础的自然科学,生物学知识大多来自于科学家们大量的实 验探究,因此生物学知识不是一成不变的,它有可能被继续补充完善,也有可能被完全 推翻甚至替换,总而言之,它是在丰富的情境中不断变化的。初中生物学课程标准划分 了三维目标,知识目标为获得有关生物体结构层次、生命活动、生物环境、生物多样性、 生物进化以及生物技术等生物学基本事实、概念原理和规律的基础知识;获得有关人体 结构、功能以及卫生保健的知识,促进生理和心理的健康发展;知道生物科学和技术在 生活、生产和社会发展中的应用及其可能产生的影响。[24]《标准》期望通过义务教育阶 段课程的学习,学生能获得生物学基本事实、概念、原理和规律等方面的基础知识,了 解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用。

一样的教材、一样的教师、一样的教学环境和一样的教学活动下习得的知识也会根 据学生的认知水平、理解能力、自我意识甚至是生活背景、性别、性格特征、民族、个 人追求等不同衍生岀不同的内涵,使知识在不同的个体身上体现岀不同的价值,因此学 生在学习人类在文明发展过程中形成的客观知识时,还要理解知识的内涵,形成主观个 体与客观事实的统一。因此,生物学知识并非只是客观存在的事物,只是静止化的信息, 而是有助于学生在学习过程中不断发展、不断实现其人生价值的动态资源。

2.2.3“理解”内涵的文本研究

“理解”是一个难以量化的词语,它的含义复杂,同“知识”一样,在不同的研究 领域中有不同的内涵,可以从多个维度去定义。

从词源学的角度来看,“理解”一词岀自于苏轼《众妙堂记》“庖丁之理解, 郢 人之鼻斫,信矣。”,意思是顺着脉理或条理进行剖析。《现代汉语词典》中对“理解” 的解释是“懂、了解”。[25]《辞海》将“理解”定义为“应用应有的知识揭露事物之间 的联系而认识新事物的过程”。[26]

从心理学的角度来看,《心理学大词典》将“理解”定义为“个体运用已有知识、 经验,根据外界事物的具体表现形式,发现和认识事物的联系和特征,直至事物本质属 性和规律性的思维活动”。[27]不同的心理学派对理解的定义也有所不同。桑代克认为“理 解”需要通过不断地尝试错误,也就是“试误”,巴浦洛夫认为“理解”是“联想的联 想”,即在原有的知识经验上与新知识形成“联想”就是理解。而格式塔心理学派则认 为“理解”是“顿悟”,不需要试误,也不需要形成联系,是在打破固有完形后的突然 贯通,即我们常说的茅塞顿开。

从教育学的角度来看,格兰特•威金斯指出:“教育中的理解是一种转换,即理解 意味着能看到知识之间的联系,并能超越问题所给的信息。理解就是指学生拥有超越教 科书知识与技能的某些东西——那是学生真正得到的”。[28]

从以上对“理解”的定义可以看岀,虽各有侧重,但都认同“理解”是一种思维活 动。就本文的理解而言,更倾向于教育中的理解,这是学生生物知识理解能力的基础, 是学生在教学活动中经过一系列的思维活动将新的信息、联系、经验等进行转化,从而 认识到事物的本质和特征,在获得新知识的前提下进行有意义地创造过程。

2.2.4“生物知识理解能力”内涵的文本研究

《辞海》中对理解能力的定义为“理解的性能,包括规定、判断、分析、推论、区 别、比较等认识的性能或求知的能力在内”。生物学知识理解能力是学生理解生物学知 识基础能力,即“理解所学自然科学基础知识的含义及其适用条件,能用适当的形式(如 文字、公式、图或表)进行表达,并能够正确解释和说明有关自然科学现象和问题,不 仅知其然,还能知其所以然”。[29]基于此,学生对于知识的理解可以分为三个层次,第 一个层次是“知觉层次”,即知道事物“是什么”,例如能简单的辨认植物与动物,知 道动植物的名字,能识别对象;第二个层次是在知觉层次的基础上,能认识事物的本质, 阐明事物间的联系,例如能认识到动植物的区别,知道它是怎么样;第三个层次是高级 理解水平,也就是间接理解,这是在原有的认知结构基础上,通过具体化、系统化的学 习,建构出具有动态发展性的认知结构,并能有效地迁移知识,运用所学的知识解决生 活中的实际问题,做到真正的融汇贯通。

本文中涉及到的生物知识理解能力的主体是学生,学生理解的内容是生物学科知 识。初中生物课标指出“学生通过学习,能够对生物学产生更浓厚的兴趣,对生物学知 识有更深入的理解,能够在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更好的发展”。 这里虽然没有对生物知识理解能力做清楚的解释,但是通过前后文联系可以得知学习能 力、实验探究能力和解决问题能力是实现学生深入理解生物知识的三个关键。据此,可 以将生物知识理解能力归纳为三个要素:一是生物信息收集处理能力,即具有收集、鉴 别和利用课内外的图文资料及其他生物信息的能力;二是生物实验探究能力,即掌握基 本实验操作技能,以及一般科学探究方法的能力;三是生物问题解决能力,即运用所学 的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题的能力。

那么这三个要素之间有什么关系呢?收集处理生物信息的能力是实现生物知识理 解的基本能力前提,在基本理解生物知识的前提下,学会实验基本技能和掌握科学探究 方法是解决生物问题的关键。 

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图 2-2 生物知识理解能力三要素

2.2.5     知识理解能力研究现状

2.2.4.1     国外研究现状

20世纪六七十年代,美国著名教育家本杰明•布鲁姆进行了教育目标分类研究,将教育目标分为三大领域:认知领域、情感领域和动作技能领域。其中,将认知领域的领 会(理解)分为了 7个层次:解释、举例、分类、总结、推断、比较和说明,每个层次 都有详细的说明,七个层次不断递进。[30]

美国课程研究专家格兰特•威金斯和杰伊•麦克泰在《Understanding by Design, UbD》一书中提出了知识理解的六个维度:解释、释义、应用、洞察、移情和自知,并 进行了详细的阐述。[31]随着对理解能力的不断深入,两位研究者又陆续岀版了《理解设 计手册》、《追求理解的教学设计(第二版)》、《理解为先模式—单元教学设计指南》 等著作,指导教师进行教学设计,为一线教师的教学实践提供了理论依据和案例分析。

美国著名教育家、香港大学教育心理学教授比格斯和同事通过在数学、地理、历史、 英语等学科中的大量实验研究,于2009年出版了《学习质量评价:SOLO分类理论》。 在此著作中,他提出SOLO分类评价法,将学生的可视化学习结果评价分为五个层级: 前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象扩展结构,从多个维度对学生的知识理 解进行了可视化的描述。[32]SOLO分类理论对各学科知识理解和学习成果的质量评价具 有指导性意义。

综上所述,国外关于知识理解能力的研究主要集中在理解的理论研究方面,以及知 识理解评价方面,对于知识理解能力的研究较少。

2.2.4.2    国内研究现状

在中国知网(CNKI)以“知识理解能力”为关键词检索,检索到文献179篇,其 中有关阅读理解能力的论文23篇,理解能力的论文11篇,听力理解的论文10篇,知 识理解的论文9篇,教学策略与策略研究的论文各7篇,其余文章与关键词不符。

我国对“知识理解能力”的研究主要集中在学科课堂实践中培养学生的理解能力。 例如,《高中生理解能力表现标准及培养策略研究——以语文现代文阅读为例》从三个 维度分别研究了培养理解能力的的教学策略。 [33]《高中生历史理解能力培养的实践研究》 从历史学习的角度提出了:了解——理解——见解——破解的实施途径,以培养学生历 史理解能力。 [34]《概念图对高中生物理知识理解能力影响的研究实践》研究表明运用概 念图教学可以提高学生物理知识的理解能力。[35]《促进化学知识理解的教学策略研究》 从理论性知识理解和事实性知识理解两方面进行了教学策略研究。[36]《生物教学中理解 能力的培养》从五个方面论述了如何在生物教学中培养学生的理解能力。[37]

以“情境教学”&“知识理解能力”进行检索,结果显示无此类论文,继续以“情 境教学”&“理解能力”进行检索,检索到26 篇论文,其中硕博士学位论文 5篇,期刊 21 篇。对相关文献进行阅读后发现,用“情境教学”培养“知识理解能力”在其他学科 已经取得了一定的研究成果。例如华中师范大学硕士论文《情境问题教学模式对初中学 生数学理解的影响》从理论和实验两个方面进行了研究,研究表明情境教学法有利于提 升学生的数学理解力。[38]广西师范大学硕士论文《基于发展化学学科能力的情境教学实 践研究》表明,情境教学有利于发展学生的化学学科能力,尤其体现在分析解释和推论 预测方面。[39]

以上实践研究表明,知识理解能力是每个学科都应重视的学科能力,不同的学科有 不同的特色,文科和理科对理解能力的定义和解释也有所不同。所以我们应当结合自身 的学科特点,归纳学科知识理解能力要素,再采用恰当的教学策略培养学科知识理解能 力,这也是笔者本研究的主要思考方向。

2.3     理论综述

通过查阅文献,笔者归纳总结出以下几种教育理论对本研究具有指导性意义,为本 研究提供了理论支撑。

2.3.1    情境认知理论的文献研究

情境认知理论兴起于20世纪80年代,是现代心理学的重要研究方向,布朗的《情 境认知与学习文化》是该理论的著名代表作之一。情境认知理论关注知识在实践中的动 态发展,强调认知与实践的互动关系。情境认知理论的知识观认为,知识不是一成不变 的,不是某个事件或事实本身,而是在情境中不断实践、发展、完善的动态表征,知识 是不能脱离实际情境而存在的。情境认知理论认为,认知过程是由情境建构、指导和支 持的,个体的心理通常在情境中进行活动,情境可以分为物质或任务、环境或生态、社 会或互动三个方面。 [40]情境认知理论的提出,让教学者开始反思自己的教学策略,也让 学习者开始反思自己的学习方法,促使知识在真实的情境中进行教与学,开启了教育学 者新的研究方向。

情境认知理论作为本研究理论基础的原因是,情境认知理论强调教学环境、教学活 动与教学内容之间的关联性,学习者需要与教学者、教学活动甚至是学习的环境发生关 联,知识的学习过程就是在特定的教学情境下完成实践的过程。在情境认知理论下的理 想的生物教学情境应当具有以下特点:第一,在一定加工后,能反映真实生活的情境可 以给到学生收集、分析、处理信息并进一步理解知识的机会;第二,特定的科学实验情 境能给到学生观察、学习和模仿科学家的科学探究过程的机会;第三,接近实际生活的 情境能给到学生发现问题、分析问题和解决问题的机会。

莱夫先后提出了“合法的边缘性参与”和“实践共同体”,实践共同体是学习发生 的地方,新的学习者需要获得实践共同体中他人的接受,也就是具有合法性。他认为学 习者在实践共同体中的学习是从边缘开始逐渐向中心靠近的,学习者需要在实践活动中 找到自己的合法角色,有意义的学习才会发生。情境认知理论尤其强调情境的真实性, 学习必须在真正地情境中进行,才能促进知识的动态发展,才能将知识转化为真正的实 操技能,才能将“惰性知识”转化为真正解决问题的知识。因此,情境认知理论指导下 的教师应当将知识融入知识运用的真实情境中,为学生创设有意义地教学情境,让学生 扮演真实情境中的角色,让学生从边缘参与者变成核心实践者,让学生能不断地自我反 思和评价,从而实现让学生在学习过程中形成和发展自身能力。

2.3.2    建构主义理论的文献研究

建构主义理论几乎与情境认知理论同时出现,是认知心理学的重要分支,主要代表 人物有皮亚杰科恩伯格、斯滕伯格、卡茨和维果斯基。建构主义理论认为学习是发生 在一定社会情境中的,理想的学习过程应当包括情境、协作、交流和意义构建。建构主 义强调学习环境,也就是教师为学生创设的教学情境,是学生获得知识的第一环,而学 生则是教学情境中的参与者,通过与他人的协作和交流获得知识的建构。

建构主义作为本研究理论基础的原因在于,建构主义的知识有意义建构过程中贯穿 了情境,学生需要在一定的情境中认识真实复杂的现实社会,在一定的情境中收集、分 析、处理资料,在一定的情境中完成假设和验证,在一定的情境中协作和交流,在一定 的情境中完成真实的任务,在真实复杂的情境中解决真实的问题,在真实的情境中完成 认知结构的建构。建构主义理论强调知识网络体系的建构过程,要求教师创设的教学情 境要有利于学生的知识理解。[41]建构主义理论指导下的教师应当以教练、促进者或者合 作者的身份出现,将教学活动还给学生,以学生为中心创设教学情境,指导学生在情境 中解决问题。

2.3.3    认知结构迁移理论的文献研究

认知结构迁移理论由奥苏贝尔于 1963 年提出,该理论指出,在原有认知结构上发 生迁移的学习,才是有意义的学习,学生已有的经验、知识、技能、能力等都会对迁移 产生影响。所谓迁移,就是指在一种情境中获得的技能、知识或态度对另一种情境中技 能、知识的获得或态度的形成产生的影响。[42]认知迁移理论认为,迁移必须以学生原有 的知识经验、认知结构为研究背景,在一定的情境中进行知识的迁移,在一定的情境中 完成认知结构重构,在一定的情境中深化知识理解。

认知迁移理论作为本研究理论基础的原因是,知识理解的高级层次就是知识的迁 移,想要培养学生的生物知识理解能力,首先就得让学生学会认知迁移,学会在不同的 情境中应用知识,利用原有的知识经验解决新情境中出现的问题。能在新情境中发生迁 移的学习才是有意义的学习,能解决新情境问题的知识才是真正的知识。生物知识理解 能力的第三要素是生物问题解决能力,该能力要求学生能利用已有的认知结构解决生活 中的生物问题,这就要求教师在课堂上的教学必须是多情境的,而且教学情境还要贴合 学生的实际生活,不能让知识脱离实际,这就与认知结构迁移理论不谋而合。实际上, 学生的迁移是普遍存在的,但是迁移效果的好坏取决于学生原有的认知结构以及教师的 课堂教学。因此,在认知结构迁移理论指导下的教学应当是,教师能利用不同的、有层 次性的教学情境让学生在已有认知基础上产生正迁移,让学生不仅能解决教学情境中的 问题,还能解决生活中的实际问题,发挥知识的价值,使知识长久地发生意义。

2.3.4    人本主义理论的文献研究

人本主义理论是当代心理学主要流派之一,由美国心理学家A.H马斯洛创立,现在 主要的代表人物是C.R罗杰斯。在马斯洛的需求层次论中,他将人类的需求分为7个层 次:生理需要、安全需要、隶属与爱的需要、自尊需求、认知的需求、审美的需求、自 我实现需求。其中,求知的需求是指对人和事物有所理解的需求,是对周围世界的探索、 理解及解决疑难问题的需求。 [43]罗杰斯指出,教育的最终目的是让学生解决实际生活中 的问题,他期望学生能在学习中接触真实的问题,才能促使他们发现自己想要解决的问 题。罗杰斯在其代表作《自由学习》中详细阐述了人本主义心理学“以学生为中心”的 教育思想、教育实践和教学成果。他认为学习者应当在自由愉快的学习环境中学习,在 真实的环境中体验学习。在真实复杂的环境中,学生通过观察、思考、探索,将认知、 活动、情感和环境关联在一起,才能发生具有生存和发展意义的学习。

人本主义理论作为本研究的理论基础是由于,人本主义理论强调在真实的情境中研 究学习者的价值,发挥学习者的内在潜能,与本研究通过情境教学培养学生知识理解能 力,发现并发展学生的潜能,实现学生的自我价值相符。人本主义理论要求教师创设的 教学情境必须是以学生为中心的真实情境,力求满足学生的不同需要,唤起学生的内在 潜能,发展学生的能力,从而逐步达到自我实现。

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从上表可以看岀,近十年来,有关情境教学的研究热度不减,论文发表数也持续增 加,情境教学的研究已经覆盖到基础教育的各个学科,对高等教育也有所涉及。继续对 “情境教学&生物”检索结果进行主题统计分析,得到如下统计图。

从研究范围来看,情境教学在生物学方面的研究主题十分丰富,根据相关文章的摘 要来看,我国情境教学在生物方面的研究主要集中在情境教学法在生物课堂中的实践研 究,主要探讨的是情境教学法的教学策略,例举了情境教学的相关案例,结果表现在学 生成绩的提升,具有一定的局限性。此外,有关“问题情境”、“情境创设”“生物知 识”等主题也比较热门。由此可以看岀,情境教学在生物教学方面的研究主要体现在教 学方法的研究,照搬情境教学法以完成教学任务,教授的是用以应付考试的“惰性知识”,

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