指向深度學(xué)習(xí)的中學(xué)生物學(xué)“三度教學(xué)”實(shí)踐研究

沈瑜 姚菲

摘要 基于艾根教授深度學(xué)習(xí)研究團(tuán)隊(duì)提出的“三度教學(xué)”原則，結(jié)合中學(xué)生物學(xué)一線(xiàn)實(shí)踐研究，總結(jié)出深度教學(xué)要充分考慮廣度讓思維“無(wú)邊界”、深度讓學(xué)生“有目標(biāo)”、關(guān)聯(lián)度讓知識(shí)“網(wǎng)格化”，從而推動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 深度學(xué)習(xí) 深度教學(xué) 三度教學(xué) 中學(xué)生物學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

文件編號(hào)：1003-7586（2020）08-0017-03

1深度學(xué)習(xí)“三度教學(xué)”原則

深度學(xué)習(xí)源于20世紀(jì)50年代中期Ferencemar-ton和Roger Saljo對(duì)學(xué)生的閱讀過(guò)程及方式開(kāi)展的系列實(shí)驗(yàn)研究，該實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了兩種學(xué)習(xí)過(guò)程。1976年，在《學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過(guò)程》一書(shū)中，首次提出、闡述了深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)的概念，并指出：深度學(xué)習(xí)在理解基礎(chǔ)上，讓學(xué)習(xí)者融入原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，批判地學(xué)習(xí)新思想和事實(shí)，并將已有知識(shí)遷移至新的情境中，做出決策，解決問(wèn)題。

加拿大艾根教授的深度學(xué)習(xí)研究團(tuán)隊(duì)提出，學(xué)生在實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，必須要關(guān)注知識(shí)教學(xué)的廣度（知識(shí)本身的無(wú)界定性）、深度（知識(shí)本身的學(xué)科本質(zhì)）與關(guān)聯(lián)度（知識(shí)本身的邏輯體系）。筆者對(duì)中學(xué)生物學(xué)深度教學(xué)的廣度、深度、關(guān)聯(lián)度，即“三度教學(xué)”進(jìn)行了積極探索和深入實(shí)踐研究。

2深度學(xué)習(xí)“三度教學(xué)”的實(shí)踐案例

2.1深度教學(xué)的充分廣度讓思維“無(wú)邊界”

對(duì)知識(shí)廣度開(kāi)展的教學(xué)對(duì)擴(kuò)大學(xué)生視野可以起到十分關(guān)鍵的推動(dòng)作用，能夠啟發(fā)學(xué)生用更為辨證、批判、動(dòng)態(tài)的眼光來(lái)評(píng)判所學(xué)習(xí)到的、發(fā)展中的生物學(xué)知識(shí)，而不是僅僅從教師的講授中被動(dòng)地接受知識(shí)。伴隨著探究工具和認(rèn)知方法的不斷進(jìn)步、實(shí)踐的不斷深入，生物學(xué)科中新的發(fā)現(xiàn)以及新的認(rèn)知成果仍然在不停地出現(xiàn)、更正。所以，生物學(xué)的知識(shí)體系仍然處于逐步的構(gòu)建與修繕的過(guò)程中。

例如，在學(xué)習(xí)“生物的遺傳”時(shí)，筆者加入了“中心法則”這一概念，在教學(xué)中將這一法則的原理、產(chǎn)生以及后續(xù)不斷的完善和進(jìn)步的過(guò)程用動(dòng)畫(huà)的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前。即，蛋白質(zhì)的合成一直是生物學(xué)界的難題，而中心法則的總結(jié)則在很大程度上解決了這一問(wèn)題，被生物學(xué)界的研究者廣泛認(rèn)同。然而，隨著生物學(xué)科研究的深入、實(shí)驗(yàn)工具和手段的不斷革新，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的累積，研究者慢慢地發(fā)覺(jué)到了中心法則應(yīng)用在實(shí)際研究中的種種限制，如不能很充分地解釋RNA的種種相關(guān)現(xiàn)象、逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。因此，在不斷地研究和實(shí)踐過(guò)程中，中心法則也得到了進(jìn)一步的完善和修改，以更加適應(yīng)生物學(xué)科的發(fā)展和研究。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠產(chǎn)生這樣的認(rèn)識(shí)：生物學(xué)學(xué)習(xí)不止是現(xiàn)在書(shū)本上的內(nèi)容，而有其一系列知識(shí)體系，并在處于不間斷的革新與進(jìn)步中。

再如，“生物進(jìn)化的歷程”一課的“觀(guān)察進(jìn)化樹(shù)”環(huán)節(jié)既是揭示生物進(jìn)化的趨勢(shì)，也是對(duì)初中知識(shí)的總結(jié)。課上，筆者明顯感到學(xué)生有所遺忘，PPT形式也略顯枯燥。于是，采用動(dòng)畫(huà)或短視頻等形式，以一棵樹(shù)從底部開(kāi)始生長(zhǎng)，演繹生物從水生到陸生、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、低等到高等的變化過(guò)程，幫助學(xué)生建立相應(yīng)的聯(lián)系，形象地講解增加課堂容量，提高了教學(xué)效率，讓學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)所開(kāi)展的針對(duì)知識(shí)廣度的教學(xué)，教師將知識(shí)與其自然背景、社會(huì)背景、邏輯背景、發(fā)展過(guò)程以及初高中甚至更高層級(jí)的知識(shí)相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中充分地感知到這樣的事實(shí)——知識(shí)并不是一成不變的，而是處于不斷地變化和發(fā)展中的。另一方面，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)，不只局限于死記硬背地被動(dòng)學(xué)習(xí)，而是用更加開(kāi)放寬廣的思維、主動(dòng)求知的態(tài)度以及批判辨證的眼光，進(jìn)行生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)。

2.2深度教學(xué)的充分深度讓學(xué)習(xí)“有目標(biāo)”

從深度學(xué)習(xí)的視角來(lái)看，針對(duì)具體知識(shí)背后所蘊(yùn)含的邏輯思維、學(xué)科研究方法以及學(xué)科素養(yǎng)所開(kāi)展的教學(xué)，也就是針對(duì)知識(shí)的本質(zhì)所開(kāi)展的教學(xué)。在具體教學(xué)實(shí)踐中，教師要充分挖掘教材相關(guān)素材的價(jià)值，立足教材教學(xué)目標(biāo)，在實(shí)踐教學(xué)中引導(dǎo)、幫助學(xué)生進(jìn)行深入的理解和感受。

例如，在“生物生存的家園——生物圈”一課中，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》確定重要概念之一是“生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)”，但對(duì)生物圈概念內(nèi)涵沒(méi)有明確規(guī)定，所以教材對(duì)于這個(gè)比較抽象的生物圈概念采用了直接呈現(xiàn)方式。另外，文中以“生物圈Ⅱ號(hào)”為例對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)略顯遙遠(yuǎn)，沒(méi)有代入感。為了讓學(xué)生更好地了解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵和外延，筆者組織學(xué)生進(jìn)行了生態(tài)瓶的制作。在教學(xué)中，教師可以將構(gòu)建的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)作為基礎(chǔ)，理論與實(shí)際結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使學(xué)生了解到模型形成是與現(xiàn)實(shí)相對(duì)應(yīng)的，也與其現(xiàn)實(shí)功能相適應(yīng)，并構(gòu)建起知識(shí)體系。學(xué)生自制生態(tài)瓶實(shí)際上是模擬自然狀態(tài)下的淡水生態(tài)系統(tǒng)。為了方便學(xué)生形象化的理解，在學(xué)生準(zhǔn)備和完成實(shí)驗(yàn)中，教師將生態(tài)瓶制作過(guò)程與生物圈的概念和組成部分相結(jié)合（圖1），并提出問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生思考：大氣圈、巖石圈、水圈中都適合生物生存嗎？為什么選擇透明的生態(tài)瓶？怎樣配置生態(tài)系統(tǒng)的組成成分更為合理，理由是什么？你將如何設(shè)計(jì)一個(gè)其他生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)瓶？結(jié)合本地實(shí)際情況，如何保護(hù)我們的生物圈？這樣，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，并將生命觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任融合于課堂，體現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

這樣針對(duì)知識(shí)深度所開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)能夠使學(xué)生更深入理解所學(xué)到的知識(shí)。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入剖析與創(chuàng)新，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候找準(zhǔn)指向點(diǎn)，在沉浸式的學(xué)習(xí)中有目的學(xué)習(xí)和思考，深刻地了解到知識(shí)的內(nèi)涵和外延，認(rèn)知由了解、理解、應(yīng)用、分析、綜合到評(píng)價(jià)，自主建立抽象概念知識(shí)與現(xiàn)象之間的規(guī)律性聯(lián)系。

2.3深度教學(xué)的充分關(guān)聯(lián)度讓知識(shí)“網(wǎng)格化”

深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容是有梯度、有張力、有關(guān)聯(lián)的呈現(xiàn)。教師多維度地挖掘知識(shí)的豐富內(nèi)涵及其與文化、想象、經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)在聯(lián)系，將知識(shí)進(jìn)行整合和構(gòu)建，使學(xué)生在對(duì)知識(shí)的相互關(guān)聯(lián)的探究中，對(duì)知識(shí)自身以及其背后的深入邏輯關(guān)系進(jìn)行深入地研究，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行完整理解和深刻學(xué)習(xí)，促進(jìn)自主在腦中建立知識(shí)體系。

例如，在針對(duì)細(xì)胞開(kāi)展的教學(xué)中，教師可以將細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及細(xì)胞的生命歷程作為教學(xué)的主線(xiàn)，開(kāi)展相關(guān)的教學(xué)，并初步介紹以后的生命起源知識(shí)。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行充分課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師可以利用視頻、圖片乃至自制的模型作為媒介，在向?qū)W生展示動(dòng)植物各自細(xì)胞的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)同時(shí)，同步制作細(xì)胞內(nèi)的基礎(chǔ)構(gòu)件，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。在學(xué)生動(dòng)手過(guò)程中，教師可提出問(wèn)題：動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有什么不同？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的不同？動(dòng)物細(xì)胞有液泡、細(xì)胞壁等部位嗎？為什么？在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，教師進(jìn)行更加深入地延伸，講解細(xì)胞的分裂等知識(shí)，并追問(wèn)：細(xì)胞的體積是否能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)限地增長(zhǎng)？如果不可以的話(huà)，生物體的個(gè)體成長(zhǎng)又是以什么為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的？在學(xué)生思考時(shí)，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)要聯(lián)系已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的數(shù)學(xué)知識(shí)，在分析細(xì)胞膜作用的時(shí)候還會(huì)關(guān)聯(lián)到物理學(xué)知識(shí)。

這一系列的問(wèn)題和知識(shí)體系能夠?qū)⒊踔须A段的生物學(xué)科中涉及到的與細(xì)胞有關(guān)的知識(shí)有層次地緊密地結(jié)合在一起，形成科學(xué)、豐富、完整的知識(shí)體系。這樣針對(duì)知識(shí)關(guān)聯(lián)度的深度教學(xué)活動(dòng)能夠很好地幫助學(xué)生把握知識(shí)之間內(nèi)在的聯(lián)系，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)科思維，從而能夠幫助學(xué)生用總括性的、寬廣的思維和視野來(lái)進(jìn)行生物學(xué)科的學(xué)習(xí)。

3結(jié)束語(yǔ)

生物學(xué)作為初中課程必不可少的一部分，同時(shí)，也為高中生物以及大學(xué)生物學(xué)奠定堅(jiān)不可摧的知識(shí)基礎(chǔ)。教師從深度學(xué)習(xí)走向深度教學(xué)，通過(guò)對(duì)知識(shí)深層次理解和處理，用深度教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的完整理解和深刻學(xué)習(xí)，真正落實(shí)以生命觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任相融合的生物學(xué)核心素養(yǎng)實(shí)質(zhì)。

教師要在指引、幫助學(xué)生的深度教學(xué)中深入把握知識(shí)的廣度、深度、關(guān)聯(lián)度，在實(shí)踐中持之以恒地探究科學(xué)的、新穎的、具備實(shí)效性的教學(xué)手段和策略，進(jìn)而促進(jìn)生物學(xué)科深度教學(xué)的真正實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到學(xué)生的深度學(xué)習(xí)的目的。