例析生物學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的策略

吳菱++張鋒

摘 要 從生物學(xué)科的角度出發(fā)，分析生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生深度學(xué)習(xí)的主要特征，嘗試從制定“挑戰(zhàn)性”的教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)批判性理解的教學(xué)情境，整合意義連結(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，關(guān)注課堂評(píng)價(jià)的積極作用四個(gè)方面探索引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐策略。從而促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，提升教學(xué)成效。

關(guān)鍵詞 深度學(xué)習(xí) 生物學(xué)教學(xué) 策略

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“深度學(xué)習(xí)”是指學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，將新思想和事實(shí)批判性地融入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，并遷移到新情境中，做出決策和解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式力圖改變生物學(xué)課堂教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，如以知識(shí)講授為主、教學(xué)方式表面化、應(yīng)試導(dǎo)向等不良現(xiàn)狀，要求學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的掌握不能僅停留在表面記憶和機(jī)械理解上，而應(yīng)是基于理解的批判性學(xué)習(xí)，并發(fā)展積極主動(dòng)的探究。

1 生物學(xué)教學(xué)中深度學(xué)習(xí)的主要特征

結(jié)合生物學(xué)科特點(diǎn)及課程性質(zhì)，生物學(xué)教學(xué)中深度學(xué)習(xí)有以下3個(gè)特征。

1.1 注重知識(shí)整合

生物學(xué)教學(xué)應(yīng)以生物學(xué)科的基本概念、原理和規(guī)律為核心內(nèi)容，適當(dāng)拓展相關(guān)知識(shí)，同時(shí)兼顧與其他學(xué)科的橫向銜接。此外，不同階段的學(xué)習(xí)對(duì)意義連結(jié)的內(nèi)容也提出了不同要求，呈現(xiàn)出內(nèi)容的互補(bǔ)或遞進(jìn)。如“細(xì)胞”這一主題，初中生物學(xué)教學(xué)側(cè)重于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，而高中教學(xué)則在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加深了對(duì)細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)和功能的探究，增加了細(xì)胞的各種生命活動(dòng)、物質(zhì)和能量代謝等內(nèi)容。因此教師需要引導(dǎo)學(xué)生將前后相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行整合，通過(guò)系統(tǒng)化、層次化、學(xué)科交叉滲透的教學(xué)活動(dòng)幫助學(xué)生梳理知識(shí)間的聯(lián)系，構(gòu)建完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

1.2 注重批判理解

發(fā)展學(xué)生的批判性思維能力是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要途徑。生物學(xué)科的科學(xué)史教育滲透著批判性思維的培養(yǎng)，體現(xiàn)著眾多科學(xué)家觀點(diǎn)的碰撞。教學(xué)過(guò)程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生批判性地看待各個(gè)觀點(diǎn)的合理性與不足之處，從而使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)絕對(duì)真理和相對(duì)真理的關(guān)系，從事實(shí)中提高批判性思維能力。學(xué)生在探究知識(shí)的過(guò)程中，也難免會(huì)遭遇新知識(shí)與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突的情況，這時(shí)，也需要教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性分析，尋找證據(jù)，使知識(shí)不斷得到澄清，既有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷得到完善，進(jìn)一步推動(dòng)批判性思維的深度發(fā)展。

1.3 注重遷移運(yùn)用

生物學(xué)教學(xué)重視知識(shí)的遷移、方法的運(yùn)用和發(fā)散性思維的培養(yǎng)，對(duì)于教材中某些重要概念和過(guò)程的闡釋，通常以“提出問(wèn)題——解決問(wèn)題——應(yīng)用知識(shí)”為線索組織教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)中，教師需要盡可能結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和生活體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)內(nèi)容貼近的相似情境，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生選擇性地感知材料提供的相關(guān)信息，把握關(guān)鍵要素。學(xué)生通過(guò)深入分析，聯(lián)系自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)當(dāng)前問(wèn)題的意義，找到解決問(wèn)題相應(yīng)的方法和策略，從而在新情境中舉一反三，實(shí)現(xiàn)遷移運(yùn)用。

2 引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐策略

生物學(xué)科的理科屬性反映了在教學(xué)中滲透深度學(xué)習(xí)的必要性，然而現(xiàn)實(shí)生活中學(xué)生的投入情況并不理想。如何在生物學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)？筆者以人教版高中生物（必修3）“通過(guò)激素的調(diào)節(jié)”一節(jié)為例，從4個(gè)方面呈現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

2.1 制定“挑戰(zhàn)性”的教學(xué)目標(biāo)，引發(fā)深度學(xué)習(xí)

布魯姆提出將學(xué)習(xí)目標(biāo)劃分成“記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造”6個(gè)層次，實(shí)際已蘊(yùn)含了學(xué)習(xí)有深淺的觀點(diǎn)。深度學(xué)習(xí)與“應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”相關(guān)，是一種高階思維的認(rèn)知活動(dòng)。而教師在制定目標(biāo)時(shí)，往往欠缺對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)深入程度的考慮。教師在設(shè)計(jì)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)多關(guān)注學(xué)生高階思維的發(fā)展，聚焦在深度學(xué)習(xí)相應(yīng)的“挑戰(zhàn)性”目標(biāo)水平，聯(lián)系學(xué)生自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，制定出既合理又能促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，并以此為依據(jù)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。

人教版教師用書(shū)關(guān)于本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為：“（1） 描述動(dòng)物和人體的激素調(diào)節(jié)。（2） 運(yùn)用構(gòu)建模型的方法，建立血糖平衡的調(diào)節(jié)。（3） 討論在促胰液素發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神所起的作用。（4） 探討動(dòng)物激素在生產(chǎn)中的應(yīng)用?！笨梢钥闯?，對(duì)學(xué)生能力要求多停留在記憶和理解水平，教學(xué)目標(biāo)挑戰(zhàn)性不強(qiáng)。實(shí)際上，本節(jié)教材提供了非常豐富的資料和實(shí)例，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入分析和討論、訓(xùn)練其科學(xué)思維和科學(xué)方法的良好素材。如“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”不僅蘊(yùn)含了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思維和方法，而且通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)史，提出假說(shuō)，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)，達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思維，促使其獲得提出假說(shuō)技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的目的。結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)特點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和思維發(fā)展為目的，將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)改進(jìn)為：（1） 通過(guò)分析促胰液素的發(fā)現(xiàn)，獲得提出假說(shuō)的技能訓(xùn)練；（2） 通過(guò)分析促胰液素的發(fā)現(xiàn)，嘗試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力訓(xùn)練；（3） 體驗(yàn)科學(xué)家在科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的科學(xué)思維和科學(xué)方法；（4） 領(lǐng)悟敢于質(zhì)疑、實(shí)事求是、大膽探索和勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；（5） 通過(guò)建立血糖調(diào)節(jié)模型活動(dòng)，構(gòu)建血糖調(diào)節(jié)的概念模型，領(lǐng)悟構(gòu)建概念模型的方法；（6） 通過(guò)分析激素調(diào)節(jié)的實(shí)例，認(rèn)同激素調(diào)節(jié)對(duì)于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性；（7） 通過(guò)探討生物激素在生產(chǎn)中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的復(fù)雜關(guān)系，樹(shù)立正確的科學(xué)價(jià)值觀。

2.2 創(chuàng)設(shè)批判性理解的教學(xué)情境，推動(dòng)深度學(xué)習(xí)

批判性思維是深度學(xué)習(xí)的核心思維。引入不同觀點(diǎn)對(duì)話是訓(xùn)練批判性思維的有效手段之一。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)思考和討論的氛圍，給學(xué)生提供各抒己見(jiàn)的機(jī)會(huì)。學(xué)生通過(guò)對(duì)不同觀點(diǎn)進(jìn)行理性審視和討論，批判性地指出觀點(diǎn)的利弊優(yōu)劣，達(dá)到完善自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、促進(jìn)對(duì)知識(shí)深化理解的目的。

對(duì)于本節(jié)中“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)，大部分教師僅是讓學(xué)生閱讀教科書(shū)上促胰液素的發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史，了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程。然而促胰液素的發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)了科學(xué)探究“假說(shuō)—演繹”的一般過(guò)程，體現(xiàn)了許多科學(xué)家思維觀點(diǎn)的碰撞。顯然這樣傳統(tǒng)的教法不利于學(xué)生批判理解能力的訓(xùn)練。因此，教師要以這一科學(xué)史所處的社會(huì)歷史背景為依托，關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從引發(fā)不同觀點(diǎn)對(duì)話入手，根據(jù)假說(shuō)-演繹法的各環(huán)節(jié)，讓學(xué)生依據(jù)客觀事實(shí)提出假說(shuō)一“胰液的分泌是神經(jīng)調(diào)節(jié)引起的”及假說(shuō)二“胰液的分泌不是神經(jīng)反射而是化學(xué)調(diào)節(jié)”；接著引導(dǎo)學(xué)生演繹假說(shuō)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)；由“切除小腸內(nèi)神經(jīng)，向小腸內(nèi)注射稀鹽酸，仍然會(huì)引起胰液分泌”“將加入鹽酸和砂子的小腸研磨提取液注射到靜脈中，胰腺分泌胰液”的結(jié)果，得知假說(shuō)一不成立，而假說(shuō)二成立，從而確定最終的結(jié)論：胰液的分泌是化學(xué)調(diào)節(jié)——鹽酸刺激小腸黏膜分泌一種化學(xué)物質(zhì)，隨血液到達(dá)胰腺，引起胰液的分泌。學(xué)生在分析觀點(diǎn)、進(jìn)行批判性理解的過(guò)程中，不僅能深刻認(rèn)識(shí)促胰液素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，同時(shí)體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中蘊(yùn)含的科學(xué)思維和方法，領(lǐng)悟科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神促進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

2.3 整合意義連結(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

認(rèn)知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度影響著學(xué)生對(duì)知識(shí)的保持和理解。過(guò)于零散的知識(shí)會(huì)阻礙學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)信息整合和意義建構(gòu)，要求學(xué)生對(duì)碎片化的信息進(jìn)行篩選和處理，整合意義連結(jié)的相關(guān)內(nèi)容，建立起知識(shí)間的聯(lián)系。構(gòu)建概念模型的活動(dòng)能有效訓(xùn)練學(xué)生優(yōu)化自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的能力。學(xué)生通過(guò)分類、歸納、整合與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的零散知識(shí)點(diǎn)，能完善原有的知識(shí)體系，建構(gòu)當(dāng)前學(xué)習(xí)的意義。

“血糖平衡的調(diào)節(jié)”是教材銜接“激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)”之后呈現(xiàn)的第一個(gè)激素調(diào)節(jié)的實(shí)例，旨在闡明反饋調(diào)節(jié)和激素之間的拮抗作用。教材先是呈現(xiàn)了血糖的來(lái)源和去路，繼而安排了“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”的活動(dòng)，以引導(dǎo)學(xué)生更好地理解人體調(diào)節(jié)血糖的過(guò)程，并進(jìn)而理解激素對(duì)生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的過(guò)程。學(xué)生所做的模擬活動(dòng)是構(gòu)建動(dòng)態(tài)的物理模型。要想實(shí)現(xiàn)真正的意義建構(gòu)，還需學(xué)生再根據(jù)活動(dòng)中的體驗(yàn)，構(gòu)建出圖解式的概念模型。以往很多教師在教學(xué)中選擇略過(guò)建立血糖平衡調(diào)節(jié)的模擬活動(dòng)，直接呈現(xiàn)最終的概念模型，也很少聯(lián)系前后的相關(guān)內(nèi)容深入分析血糖升降的機(jī)制，從而造成許多學(xué)生對(duì)其理解不夠深刻的問(wèn)題。實(shí)際上，血糖平衡調(diào)節(jié)既涉及反饋調(diào)節(jié)和拮抗作用，也與神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)、分級(jí)調(diào)節(jié)相關(guān)。而這些內(nèi)容分散在教材的不同章節(jié)，不同階段的學(xué)習(xí)之中，需要教師引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析梳理，有機(jī)地整合起來(lái)，建構(gòu)出“血糖平衡調(diào)節(jié)”的概念模型（圖1）。整個(gè)過(guò)程既深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生的分析、綜合、歸納和整合知識(shí)的能力。

2.4 關(guān)注課堂評(píng)價(jià)的積極作用，落實(shí)深度學(xué)習(xí)

為了確保深度學(xué)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量，還需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)，明確教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)是否做到以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，學(xué)生是否真正實(shí)現(xiàn)了理解，評(píng)價(jià)需要具有持續(xù)性，并通過(guò)評(píng)價(jià)及時(shí)反饋以調(diào)控教學(xué)過(guò)程，推動(dòng)深度學(xué)習(xí)的落實(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

以教學(xué)目標(biāo)“通過(guò)分析促胰液素的發(fā)現(xiàn)，嘗試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力訓(xùn)練”為例。該目標(biāo)教學(xué)旨在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。教師以“選擇和處理實(shí)驗(yàn)材料——確定反應(yīng)變量，控制無(wú)關(guān)變量——制定具體的實(shí)驗(yàn)方案”為教學(xué)線索，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)：“在鹽酸的刺激作用下，小腸黏膜可能產(chǎn)生某種化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)它進(jìn)入血液后，隨血液被運(yùn)送到胰腺，引起胰液的分泌?！苯虒W(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)要保證與教學(xué)目標(biāo)具有一致性，同時(shí)制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。如“選擇和處理實(shí)驗(yàn)材料”這部分教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生目標(biāo)達(dá)成情況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：能科學(xué)地選擇和處理實(shí)驗(yàn)材料；包括說(shuō)出實(shí)驗(yàn)材料是兩只年齡及健康狀況相仿的狗，以及掌握實(shí)驗(yàn)材料處理的方法并作出“加鹽酸是為了刺激小腸黏膜分泌促進(jìn)胰液分泌的物質(zhì)，加砂子是為了研磨充分”的解釋。通過(guò)課堂教學(xué)的持續(xù)性評(píng)價(jià)，教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握情況，以便做出相應(yīng)調(diào)整，最終促使學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本流程，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，落實(shí)深度學(xué)習(xí)。

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