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1、天津师范大学 硕士学位论文 精加工教学模式对初中生生物学业成绩影响的研究 姓名：陈寅 申请学位级别：硕士 专业：课程与教学论生物 指导教师：李新花 20100401 摘要 2 0 0 1 年我国进行第八次基础教育改革。许多新教学方法被引入课堂，以探讨各种 优化教学的途径。据课堂教学效果调查，课堂教学存在着形式化，学生对知识掌握不 牢和对学生的能力培养不到位等现象。本课题研究是在精细加工理论指导下，将精加 工教学模式运用于教学实践，以探讨有效提高生物课堂教学效率的途径。 本课题以天津市和平艺术中学七年级两个班的学生为研究对象，进行等组实验。 在实验班和对照班学生的生物学习水平相当的情况下，实验班
2、采用精加工教学模式进 行教学，在对照班采用常规教学方式进行教学。1 8 课时后，采用S P S S1 6 Of o rw 砌o w s 数据软件对实验结果进行分析。结果是，实验班的生物成绩显著高于对照班 ( P = o 0 3 5 o 0 5 ，所以在o 0 5 的显著水平上接受H o ，拒绝H l ，认为7 年3 班和7 年1 班 的前测成绩没有显著差异。可认为，这两个班在实验前的生物学业水平没有显著差异， 可以进行后续实验。 2 3 研究过程 在实验过程中，将7 年3 班设定为实验班，采用精加工教学模式进行生物教学。 将7 年1 班设定为对照班，仍使用原来的常规教学方式进行生物教学。实验的
3、进行并 没有刻意在实验班进行知识的强化和复习，而且在对照班的常规教学法也并非机械的 照本宣科，二者的不同之处在于精加工教学模式的运用较常规教学法增加了在课前呈 现摘要、顺应学生的认知规律对学习先决条件排序、及时采用自测性练习、合课综合 等综合方式、类比、恰当的认知策略等策略成分的运用。因精加工教学模式以精加工 理论为依据，符合学生的认知发展规律，从理论上优于常规教学模式，在实验前预测 精加工教学模式较常规教学模式对初中生生物课业成绩的提高具有一定的促进作用。 2 4 实验周期 实验自2 0 0 9 年1 1 月3 1 日开始，至2 0 1 0 年1 月8 日结束，总计6 个教学周，共 计1 8
4、 课时。 2 5 教学内容 教学内容选取的是人教版七年级生物上册教材的第三单元生物圈中的绿色植物。 人教版七年级生物上册教材总共三个单元，分别为生物和生物圈、生物和细胞、生物 圈中的绿色植物。这三个单元的内容比较独立自成体系。其中，第三单元的内容难度 和比重都比较大，较其他两个单元的内容适合作为实验阶段的教学内容。 第三章精加工教学模式设计教学实例 为验证精加工教学模式是否优于常规的教学方法，是否有助于提高初中生的生物 课业成绩，选取七年级上册生物教材中的一部分内容进行教学实证研究。在和平艺术 中学进行教学实验期间所采用的精加工教学模式的教案由笔者设计，常规教学方式由 笔者同和平艺术中学七年级
5、生物教师吕老师共同商讨、设计完成。以下通过设计七年 级生物教学来实际说明精加工教学模式的运用，以及同常规教学方式的区别。 3 1 教学内容分析 精细加工理论的设计者赖格卢特教授旨在从宏观角度对教学设计提出最优的教学 处方系统。在此研究中，笔者在对精加工理论理解的基础上，结合初中生物教学的实 际，设计适合初中生物教学的方案。运用精加工教学模式进行教学首先要设置摘要， 对教学内容进行任务分析。通过呈现教学内容的摘要可以体现哪种知识类别作为支持 性内容，哪种知识类别作为组织性内容对支持性内容进行说明或者作为组织性内容学 习的先决条件。 进行任务分析，按照精加工理论对知识内容进行分类。将人教版七年级上
6、册生物 教材的第三单元的内容所呈现的知识内容，按照精加工理论的要求分为概念型、程序 型、理论型三种类型，并确定其中一种知识类型为组织性内容。 第三单元以生物圈中的绿色植物为题，主要从植物分类、被子植物的生长发育、 绿色植物的代谢三个角度来介绍绿色植物。具体内容总共包括六章：第一章生物圈中 有哪些绿色植物、第二章被子植物的一生、第三章绿色植物与生物圈的水循环、第 四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者、第五章绿色植物与生物圈中的碳一氧平 衡、第六章爱护植被，绿化祖国。 生物圈中有哪些绿色植物这一单元主要包括的是概念型知识内容。按照由低等到 高等的顺序介绍生物圈中的藻类、苔藓、蕨类和种子植物四大类绿
7、色植物。对于初中 生来说，开始从生物学的角度认识绿色植物，最简单、最基础的摘要就是要呈现在生 物圈中所有的绿色植物都有哪些类群。教材将对四大类群绿色植物的认识安排在最初 恰好符合精加工理论将最基础、最具有代表性的观念最为摘要在一开始呈现的要求。 被子植物的一生这一章，教材以时间为逻辑顺序安排了种子的萌发、植株的生长、 开花和结果三节内容。被子植物的萌发、生长和发育的内容也是对前一章种子植物的 内容的进一步精加工。种子萌发的内容主要是进行探究性实验来探究种子萌发的环境 条件和种子的发芽率的计算。这部分内容主要属于程序型知识。植株的生长、开花和 结果主要是概念型知识。绿色植物的代谢包括绿色植物与水
8、循环、有机物制造、碳一 氧平衡的关系。这部分内容主要讲述绿色植物吸收水分、光合作用和呼吸作用的过程， 总体上作为组织性内容的知识是概念型和原理型。爱护植被，绿化祖国则是以培养学 生生物环保意识而设立的。 2 1 生物学科的内容主要是概念型的，第三单元的内容采用概念型内容作为组织性内 容。按照精细加工理论的要求，设置第三单元的内容摘要可以表示为： 表4 生物圈中的绿色植物摘要 ( 7 r a b l e4s u n 】m r yo fg r e e np l a J l t si nn l eb i o s p h e r e ) 第三单元生物圈中的绿色植物摘要 第一章生物圈中有哪些绿色植物 概
9、念型组织内容 ( 1 ) 生物圈中绿色植物的四大类群 a 藻类 b 苔藓 c 蕨类 d 种子植物 支持性内容 藻类、苔藓、蕨类、种子植物的代表植物；种子植物的分类和种子的结构 第二章被子植物的一生 第一节种子的萌发 程序型组织内容 ( 1 ) 种子萌发的环境条件的探究 a 根据资料提出假设 b 将种子置于不同环境下 c 观察不同环境条件下种子萌发情况 d 肯定或否定实验假设得出实验结论 ( 2 ) 测定种子的发芽率 a 抽样 b 为种子的萌发提供适宜的环境条件 c 连续观察七天记录萌发的种子数 d 计算种子的发芽率 e 重复测定卜2 次，取均值作为测定结果 支持性内容 提出实验假设所需要的和种
10、子萌发有关的现象 测定种子的发芽率所需的概念 a 抽样检测 b 几种种子萌发最适温度 c 种子发芽率计算公式 第二节第三节植株的生长、开花和结果 概念型组织内容 ( 1 ) 根的生长原因 a 分生区细胞分裂 b 伸长区细胞增大 ( 2 ) 桃花的基本结构 a 花托 b 萼片 c 花瓣 d 雌蕊 e 雄蕊 ( 3 ) 果实( 桃) 的基本结构 a 果皮 b 果实 c 种子 支持性内容 a 分生区 b 伸长区 c 成熟区 d 雌蕊的结构 e 雄蕊的结构 f 受精过程 g 从花到果实的过程 第三章绿色植物与生物圈的水循环 第一节第二节水分进入植物体内的途径 程序型组织内容 ( 1 ) 根对水分的吸收
11、和运输 a 成熟区根毛吸水 b 沿导管运输到植株各处 支持性内容 a 木质部 b 韧皮部 c 形成层 d 导管 e 筛管 第三节绿色植物与水循环 原理型组织内容 ( 1 ) 蒸腾作用的意义 a 带动植物体对水分和无机盐的吸收和向上运输 b 提高大气湿度增加降水 支持性内容 a 叶片的基本结构 b 气孔 c 保卫细胞 第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者 第一节绿叶在光下制造有机物 程序型组织内容 a 将盆栽绿色植物放在黑暗处一昼夜 b 用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖，将盆栽移到阳光处 c 数小时后，摘下叶片，去掉遮光的黑纸片 d 把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热 e 用清水漂洗叶
12、片，把叶片放入培养皿，向叶片滴加碘液 f 片刻后，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色有无变化 支持性内容 a 淀粉遇碘变蓝 b 光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件 c 绿叶在光下制造的有机物是淀粉 d 光合作用 第二节绿色植物对有机物的利用( 呼吸作用过程) 程序型组织内容 a 细胞利用氧 b 把有机物分解为二氧化碳和水 c 将储存在有机物中的能量释放出来 d 主要在线粒体中进行 支持性内容 a 构建植物体的有机物 b 线粒体 c 无氧呼吸 d 二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊 e 燃烧的蜡烛熄灭因为缺少氧气 第五章绿色植物与生物圈中的碳氧平衡 原理型组织内容 a 绿色植物进行光合作用产生氧气 b 绿
13、色植物进行呼吸作用消耗氧气 c 绿色植物进行光合作用消耗二氧化碳 支持性内容 a 金鱼藻光下释放氧气演示实验 b 普利斯特里的实验 第六章爱护植被，绿化祖国 概念型组织内容 ( 1 ) 我国主要植被类型 a 草原 b 荒漠 c 热带雨林 d 常绿阔叶林 f 落叶阔叶林 g 针叶林 支持性内容 我国几种主要植被类型的特点 上文所呈现的第三单元的摘要并没有严格按照教材的章节顺序进行。这是因为， 根据精加工理论的要求，按照内容联系的紧密程度进行教学内容的安排，即进行精加 工排序，这种排序的原则是知识的逻辑联系和学习先决条件排序。摘要呈现的是这部 分内容的组织性内容以及相应的支持性内容。但是，根据精加
14、工排序所设置的摘要与 教材对知识内容的安排也没有明显的不同。精加工排序所设置的摘要相对教材所做的 调整是：将第二章的第二节和第三节内容视为一个相对完整的知识部分；将第四章第 一节的部分绿色植物进行光合作用的知识放到了第五章，同绿色植物维持碳氧平衡这 部分的内容构成一个相对完整的知识部分。从这里我们可以看出，第八次课程改革的 新教材内容设置的先进性，教材内容的安排顺序不仅符合生物学科的内在逻辑顺序而 且还注重学生的认识结构。人教版初中生物教材内容的安排基本上与精加工理论对教 学内容安排的要求是一致的。第三单元内六章的内容顺序安排基本可以做到前课的内 容做为后课内容的摘要，而且前课的内容是后课内容
15、的学习先决条件。这也说明了， 新教材从认知角度开始注重学生的认知发展特点与规律，精加工理论所提倡的精加工 排序安排与课改理念不谋而合，精加工排序策略具有一定的可行性。 精加工理论指导教学设计的要点主要概括为七大策略成分在教学过程中的运用。 这七种策略成分就是前文已经介绍过的教学内容的精加工排序、学习先决条件排序、 总结、综合、类比、认知策略激发者以及学习者自身的控制。这七种策略成分不一定 在每堂课的设计中都运用到，而是根据教学内容、学生的情况对这七种策略成分进行 选择性的组合使用。 3 2 教学设计案例对比 精细加工理论要求选出概念、程序、原理三种知识内容中的一种作为组织性内容， 其他两种内容
16、可以作为相应的支持性内容。以概念、程序、原理三种知识类型作为组 织性内容的知识结构分别称为概念型组织内容、程序型组织内容、原理型组织内容。 本课题研究对应这三种组织性内容，列举出三种相应的精加工教学模式的部分案例并 与常规教学方式进行对比。 3 2 1 概念型精加工教学模式与常规教学 概念型精加工教学模式是针对以概念作为组织性内容的知识内容进行的精加工模 式的生物教学设计。概念型组织内容的特点就是主要呈现的知识类型为概念型，而程 序、原理或者概念型知识则作为支持性内容对概念型组织内容进行说明或者作为其学 习的先决条件。案例1 选取第三单元第一章第一节的内容进行精加工教学模式设计。 2 6 该节内容的组织性内容为概念型知识，因而作为概念型精加工教学模式教学设计的案 例。案例2 则是与案例1 对相同的教学内容采取常规教学方法的教学设计。 3 2 1 1 概念型精加工教学模式教学设计 案例l ： 第三单元生物圈
