驅(qū)動深度學(xué)習(xí)發(fā)生的高中生物學(xué)教學(xué)探索

曹冬林

(浙江省桐鄉(xiāng)市茅盾中學(xué) 桐鄉(xiāng) 314500)

1 誘發(fā)深度思考，驅(qū)動深度學(xué)習(xí)

深度思考不同于淺層思考，它是建立在一定的理論基礎(chǔ)上的一種有意義的思考。生物學(xué)很多理論與學(xué)說，都是科學(xué)家進(jìn)行深度思考的結(jié)果。在高中生物學(xué)教材中有很多經(jīng)典的實(shí)例就是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上科學(xué)家進(jìn)行深度思考的成果： (如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。)1952年，美國化學(xué)家鮑林發(fā)表了關(guān)于DNA三鏈α螺旋模型的研究報(bào)告。沃森與威爾金斯、富蘭克林等討論了鮑林的模型。沃森看了富蘭克林在一年前拍下的DNA的X射線衍射照片，他立即產(chǎn)生了一種想法： DNA不是三鏈結(jié)構(gòu)而應(yīng)該是雙鏈結(jié)構(gòu)。他們繼續(xù)循著這個思路深入思考，根據(jù)各方面對DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克在頭腦中推論出一個共識： DNA是一種雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)。沃森和克里克通過實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)解決了化學(xué)鏈的匹配與纏繞路徑這一關(guān)鍵問題。今天我們知道，由于當(dāng)時實(shí)驗(yàn)條件的限制，要讓DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部依靠實(shí)驗(yàn)技術(shù)完成，那是不可能的。又如，孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)再一次充分體現(xiàn)深度思考的魅力。在孟德爾以前，孩子為什么像父母這樣的遺傳現(xiàn)象沒有明確的科學(xué)解釋，當(dāng)時比較流行的融合說或者混合說將這種現(xiàn)象解釋為： 母方卵子與父方精子中存在的“某種液體”混合、是孩子繼承父母雙方特征的原因。孟德爾于1854年開始用34個豌豆株系進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，他選出22種豌豆株系，挑選出7個特殊的性狀(每一個性狀都出現(xiàn)明顯的顯性與隱形形式，且沒有中間形式)，進(jìn)行了7組具有單個變化因子的一系列雜交試驗(yàn)，并因此而提出了著名的3∶1比例。對于這種現(xiàn)象使孟德爾陷入了深思，自創(chuàng)粒子學(xué)說并且演繹推理，并通過測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了小心求證，終于得出孟德爾兩大遺傳定律，為以后的遺傳因子理論奠定了基礎(chǔ)。

因此，生命現(xiàn)象的研究者不應(yīng)僅僅只是實(shí)驗(yàn)室里生命現(xiàn)象忠實(shí)的觀察者與記錄者，而應(yīng)該借助人類思辨與智慧的深度思考實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性地觀察、記錄與解釋，在主、客觀兩個方面向科學(xué)的深處探索。在教學(xué)中應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生深度思考從而有利于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

2 誘思深度問題，驅(qū)動深度學(xué)習(xí)

課堂提問是通過師生、生生的互動與交流，完成教學(xué)任務(wù)的過程?，F(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為，學(xué)習(xí)發(fā)生的根本條件在于問題，提問的問題如果是深度問題，勢必會引發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。深度問題是深度學(xué)習(xí)的啟動器和動力源，只有深度問題才能引導(dǎo)學(xué)生在高階思維中較為持久地追尋具體知識所蘊(yùn)含的思想與方法，以及問題解決的核心策略。什么是深度問題？深度問題不同于淺層問題，如教師在進(jìn)行“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時問：“什么是生態(tài)系統(tǒng)？由哪兩個部分組成？各部分又包括哪些成分？這些都是淺層問題，只需簡單知識回顧即可解答，而如果改成：“針對生態(tài)瓶經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)出現(xiàn)的某種現(xiàn)象，請從生態(tài)系統(tǒng)的角度對其原因進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)的建議？”這就是一個深度問題(也即“為什么”“怎么樣”)的問題，這些問題的回答需要學(xué)生收集信息、分析信息然后得出結(jié)論，因此深度問題有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。深度問題往往首先是現(xiàn)實(shí)問題，現(xiàn)實(shí)問題不是那種套用規(guī)則和方法就能夠解決的良構(gòu)領(lǐng)域的問題，而是結(jié)構(gòu)分散、規(guī)則冗雜的劣構(gòu)領(lǐng)域的問題。要解決劣構(gòu)領(lǐng)域的問題，需要學(xué)生不僅要掌握知識與方法，還需要學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的知識與方法創(chuàng)造性地解決問題，這恰恰就是深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征之一。

例如： 科學(xué)史上關(guān)于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)成分的探索系列實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可采用以下系列問題展開，以引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)： 細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？(歐文頓的實(shí)驗(yàn)： 其實(shí)驗(yàn)方法是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)： 膜主要是由什么組成的？)脂質(zhì)在細(xì)胞膜上是怎樣分布的呢？(1925年，兩位荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)操作如何？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？小組討論： 畫出連續(xù)排布的兩層磷脂分子層，并構(gòu)建模型。)細(xì)胞膜中還有蛋白質(zhì)，那么蛋白質(zhì)又存在于什么位置呢？(1959年，羅伯特森的實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？蛋白質(zhì)如何分布在磷脂雙分子層中？)小組討論： 根據(jù)上面科學(xué)家的探索歷程得出的結(jié)論，嘗試畫出生物膜結(jié)構(gòu)模型。

教師通過多問“為什么”或“怎么樣”的深度問題，以鼓勵學(xué)生有價值、有深度地思考。“為什么”的問題能促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生高水平的思維活動，同時教師通過“為什么”的問題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對問題的思考步驟與過程，判斷學(xué)生的思維水平與發(fā)展階段。教師可以通過提出“為什么”的問題，啟發(fā)學(xué)生對問題的積極思考與深刻理解，激發(fā)學(xué)生深度思考，從而啟迪和促進(jìn)學(xué)生的深度思維，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的，當(dāng)然在設(shè)置深度問題時應(yīng)考慮學(xué)生的實(shí)際，不能太深，否則無法引起學(xué)生的思考。

3 誘做深度實(shí)驗(yàn)，驅(qū)動深度學(xué)習(xí)

深度實(shí)驗(yàn)就是對一些已知的現(xiàn)象進(jìn)行探索求真，對一些生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索，以追求事實(shí)真相，從而促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。課堂是一切教學(xué)的試金石，探究則是教學(xué)的生命線，因此，高中生物學(xué)教師要從根本上轉(zhuǎn)變觀念，擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，在培養(yǎng)學(xué)生自主探究和自主學(xué)習(xí)能力上動腦筋、下功夫，讓學(xué)生熱愛生物學(xué)，熱愛生活，讓自主探究深入課堂，讓自主探究異彩紛呈。這也是高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)迫切需求的。

例如，在學(xué)習(xí)“果酒及果醋的制作”實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件的控制是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要素，如果控制不好就會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，如何更好地控制發(fā)酵條件、發(fā)酵產(chǎn)品的濃度到底是多少？濃度與水果品種有關(guān)系嗎？如何測量？不同水果的出酒率如何？于是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸M分別進(jìn)行了深度實(shí)驗(yàn)探索： 一組是發(fā)酵裝置設(shè)計(jì)組，一組是不同水果果酒釀制組，一組是裝置的發(fā)酵效果探索組等，有些學(xué)生甚至還進(jìn)行了不同水果果酒出酒率和酒精度數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究等，經(jīng)過一段時間的探索與實(shí)驗(yàn)，利用廢舊物品設(shè)計(jì)出了自動放氣裝置，只允許氣體出來，不允許氣體進(jìn)入，即實(shí)現(xiàn)氣體的單向放出，有效地控制了條件，并利用這種裝置與傳統(tǒng)的裝置進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證該裝置的發(fā)酵效果；通過利用不同水果進(jìn)行果酒釀制，發(fā)現(xiàn)不同水果的出酒率和酒精度數(shù)不同，從而制成不同的果酒，并利用密度比進(jìn)行酒精度數(shù)的計(jì)算，對這種數(shù)據(jù)與利用酒精測定儀進(jìn)行測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較修正，從而獲得酒精度數(shù)的計(jì)算公式，這兩組學(xué)生把實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果進(jìn)行梳理撰寫了科學(xué)小論文，參加浙江省綜合實(shí)踐成果評比，獲得省級優(yōu)秀獎，裝置獲得國家發(fā)明專利，在浙江省青少年科技創(chuàng)新大賽中也獲得一等獎。

這種學(xué)習(xí)體驗(yàn)通過書本中的實(shí)驗(yàn)是無法獲得的，只有通過深度實(shí)驗(yàn)探索才能獲得，因此通過這種形式的深度實(shí)驗(yàn)有效地驅(qū)動了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

4 誘導(dǎo)深度評價，驅(qū)動深度學(xué)習(xí)

近幾十年來，國際教育評價理念發(fā)生了兩次重大轉(zhuǎn)向，即從“對學(xué)習(xí)的評價”轉(zhuǎn)向“為了學(xué)習(xí)的評價”，再從“為了學(xué)習(xí)的評價”進(jìn)一步轉(zhuǎn)向“評價即學(xué)習(xí)”?！霸u價即學(xué)習(xí)”認(rèn)為評價本身也是一種學(xué)習(xí)，評價不再只是針對學(xué)習(xí)的結(jié)果，更要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中。

例如，在進(jìn)行“光合色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，除了按教材中的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)展開教學(xué)外，還可在生物學(xué)科教室中讓學(xué)生分組自行選擇實(shí)驗(yàn)課題和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行深度評價： 實(shí)驗(yàn)課題有“光合作用真的離不開葉綠素嗎、植物葉片在生長過程中色素種類和含量會變化嗎、不同植物葉片所含色素種類和含量有區(qū)別嗎、綠葉為什么變黃”等。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，教師用攝像機(jī)或手機(jī)拍攝和采集學(xué)生創(chuàng)新或不當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法和操作過程，作為分析評價內(nèi)容。通過電腦和投影儀向全班學(xué)生展示所拍攝的實(shí)驗(yàn)過程錄像，組織評價和探討下列實(shí)驗(yàn)操作是否恰當(dāng)，如： 在充分研磨葉片之后，立即加入CaCO3，把10mL無水乙醇一次性加入研缽進(jìn)行研磨，沿鉛筆線連續(xù)多次畫濾液細(xì)線，用100mL量筒而未用10mL量筒量取無水乙醇，層析時讓層析液沒及濾紙條上的濾液細(xì)線等。

這種評價比單純通過紙筆測試更能反映學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的問題，并通過評價有效地促進(jìn)學(xué)生的反思，以進(jìn)一步提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。大量研究表明，學(xué)生學(xué)習(xí)的重要收獲來源于經(jīng)常向?qū)W生提供有關(guān)他們學(xué)習(xí)的反饋，尤其是當(dāng)反饋包含了可以引導(dǎo)學(xué)生不斷努力的具體意見時，而不僅僅是學(xué)習(xí)結(jié)果。當(dāng)評價關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程而非最終成果時，評價就會極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。深度評價關(guān)注的是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，在日常生物學(xué)教學(xué)中教師需要將教學(xué)評價持續(xù)性和適時性地嵌合在教學(xué)進(jìn)程中，無疑有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。