促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的中學(xué)生物學(xué)逆向思維式教學(xué)策略研究

陳淑琳 張 鋒

（1.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 福建福州 350108）

（2.福建省普通教育教學(xué)研究室 福建福州 350003）

深度學(xué)習(xí)所追求的是學(xué)生關(guān)于知識的建構(gòu)、能力的發(fā)展、意義的生成以及精神的培育，不僅旨在促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展，還能實(shí)現(xiàn)從知識本位走向知識本質(zhì)。逆向思維式教學(xué)以目標(biāo)作為教學(xué)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，可使評價(jià)過程變?yōu)橐粭l教學(xué)主線，從而生成知識的網(wǎng)絡(luò)體系，并完成知識的內(nèi)化。根據(jù)McTighe和Wiggins所撰寫的《追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)》，將逆向思維式教學(xué)過程分為3個階段。以2019年版人教版生物學(xué)《必修1·細(xì)胞與分子》第四章第一節(jié)“被動運(yùn)輸”為例，通過逆向思維式的教學(xué)策略，將評價(jià)目標(biāo)指向核心素養(yǎng)，可以促進(jìn)學(xué)生更好的進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

1 明確預(yù)期結(jié)果

傳統(tǒng)教學(xué)方法側(cè)重于知識點(diǎn)的灌輸，從固定教材出發(fā)講授固定內(nèi)容，學(xué)生缺少進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的契機(jī)。逆向思維式的教學(xué)策略既是一種教學(xué)設(shè)計(jì)方式，也是一種思維方式，教師在課前根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，首先明確指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，從指向核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，再選擇合適的教學(xué)方法和設(shè)計(jì)評價(jià)任務(wù)。這樣可使教學(xué)的目標(biāo)性更強(qiáng)。

確定指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)為：

（1）通過對“植物細(xì)胞吸水失水”的再次探究實(shí)驗(yàn)，說出被動運(yùn)輸?shù)母拍睢?/p>

（2）通過對生物膜模型的建構(gòu)復(fù)習(xí)，理解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)，區(qū)分自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的異同點(diǎn)，形成和發(fā)展模型與建模、歸納與概括等科學(xué)思維方法。

（3）通過水分進(jìn)出細(xì)胞方式的探索學(xué)習(xí)，區(qū)分載體蛋白和通道蛋白的異同點(diǎn)。

（4）通過通道蛋白的發(fā)現(xiàn)歷程進(jìn)行科學(xué)史教育，認(rèn)同科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是一個不斷開拓、修正、繼承和發(fā)展的過程。

2 確定預(yù)期結(jié)果達(dá)到的證據(jù)

如何確定學(xué)生達(dá)到教師所預(yù)期的結(jié)果？哪些證據(jù)適合評價(jià)學(xué)生并且能夠證明學(xué)生達(dá)到預(yù)先的學(xué)習(xí)結(jié)果？因此，選擇合適的證據(jù)是檢驗(yàn)教學(xué)有效性的關(guān)鍵。教師可選擇相應(yīng)的表現(xiàn)性任務(wù)或者其他證據(jù)等進(jìn)行檢測，即對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行形成性或總結(jié)性的評價(jià)，保證教學(xué)與目標(biāo)的一致。

2.1 表現(xiàn)性任務(wù)

（1）繪制表格或文字記錄在不同濃度的蔗糖溶液中植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（2）通過復(fù)習(xí)生物膜流動鑲嵌模型，繪制表格建構(gòu)自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的概念，并比較兩概念間的異同點(diǎn)。

（3）通過繪畫示意圖，比較載體蛋白與通道蛋白的異同點(diǎn)。

2.2 具體證據(jù)

（1）課堂參與度：學(xué)生小組合作分工是否明確，討論回答是否積極。

（2）學(xué)生通過小組合作進(jìn)行“在不同濃度的蔗糖溶液中，洋蔥鱗片外表皮的變化”的實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并記錄。以此證明對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的原理掌握程度。

（3）學(xué)生繪制的表格或示意圖能夠成功區(qū)分自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散、載體蛋白與通道蛋白概念，比較概念間的異同點(diǎn)，以此證明對概念的掌握程度。

3 在教學(xué)活動中的評價(jià)任務(wù)

教師要根據(jù)確定好的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)評價(jià)任務(wù)。逆向思維式教學(xué)要求教學(xué)活動應(yīng)根據(jù)學(xué)生的思維進(jìn)行，尋找學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的表現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生全身心的投入，注重對知識的評判過程。評價(jià)設(shè)計(jì)先于教學(xué)活動設(shè)計(jì)，可使評價(jià)過程嵌入到教學(xué)過程中，更加關(guān)注以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)—評價(jià)—教學(xué)改進(jìn)”的螺旋式上升，使評價(jià)成為診斷和驅(qū)動教學(xué)的重要工具，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，不斷促進(jìn)預(yù)期結(jié)果的達(dá)成。

3.1 評價(jià)任務(wù)1：復(fù)習(xí)導(dǎo)入

通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，為了檢測學(xué)生對于植物細(xì)胞吸水失水的原理是否已經(jīng)內(nèi)化吸收，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有別于教材中的植物細(xì)胞吸水失水的探究實(shí)驗(yàn)。

教師提出問題：若將洋蔥鱗片外表皮置于質(zhì)量濃度分別為0.1、0.3、0.5 g·mL-1的蔗糖溶液中，洋蔥細(xì)胞將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，繪制表格記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。經(jīng)過小組合作討論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論（表1）。

表1 學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄表

教師通過表1，可了解不同的學(xué)生對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原原理的掌握程度。接著，教師可嘗試讓學(xué)生解釋一些生命現(xiàn)象。例如，為什么浸泡后的黃豆體積會增大？并以學(xué)生的回答，評估學(xué)生能否將此知識點(diǎn)熟練運(yùn)用于社會實(shí)踐之中。教師引導(dǎo)學(xué)生初步建構(gòu)被動運(yùn)輸概念：像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，稱為被動運(yùn)輸。

3.2 評價(jià)任務(wù)2：比較自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的異同點(diǎn)

教師提問：結(jié)合細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，你認(rèn)為物質(zhì)通過被動運(yùn)輸擴(kuò)散的方式有幾種？

學(xué)生小組合作通過畫圖等動手操作的形式復(fù)習(xí)建構(gòu)生物膜流動鑲嵌模型，推測可能有兩種方式：①通過磷脂雙分子層；②通過蛋白質(zhì)。

教師結(jié)合實(shí)例，解讀被動運(yùn)輸?shù)膬煞N方式：物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散，如氧氣進(jìn)入紅細(xì)胞；借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式為協(xié)助擴(kuò)散。接著，請學(xué)生根據(jù)教科書中自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的示意圖，于學(xué)案中繪制表格建構(gòu)被動運(yùn)輸?shù)目缒し绞剑ū?）。

表2 學(xué)生建構(gòu)被動運(yùn)輸?shù)膬煞N方式：自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散

3.3 評價(jià)任務(wù)3：理解水分子進(jìn)出細(xì)胞膜的方式

教師提出問題：根據(jù)課前預(yù)習(xí)，水分子可以通過什么方式進(jìn)出細(xì)胞？

學(xué)生的正確回答應(yīng)為：水分子不僅可以通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，也可以通過協(xié)助擴(kuò)散的方式，借助水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞。

部分學(xué)生回答水分子只能通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。

教師根據(jù)學(xué)生的回答情況可以充分了解學(xué)生的課前預(yù)習(xí)的情況，繼而補(bǔ)充水通道蛋白的相關(guān)拓展知識：曾經(jīng)人們也一直認(rèn)為自由擴(kuò)散是水分子進(jìn)出細(xì)胞的唯一方式。直到1991年科學(xué)家Agre將一種新型蛋白質(zhì)“CHIP28”的mRNA注入非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在低滲溶液中，卵母細(xì)胞迅速膨脹，并于5 min內(nèi)破裂。純化后的CHIP28置入人工膜中，也會得到同樣的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)揭示了細(xì)胞膜上確實(shí)存在水通道。CHIP28作為第一個發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白，也稱為AQP1。截至目前，AQP家族已有13種蛋白，它們在不同的部位中發(fā)揮不同的生理作用。

教師提問學(xué)生：通過水通道蛋白的發(fā)現(xiàn)歷程，你覺得科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是一個什么樣的過程？

學(xué)生回答：科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是一個不斷開拓、修正、繼承和發(fā)展的過程。教師通過提問評估學(xué)生是否具有科學(xué)本質(zhì)觀。

3.4 評價(jià)任務(wù)4：比較載體蛋白與通道蛋白的異同點(diǎn)

學(xué)生以小組合作的形式，根據(jù)教材在導(dǎo)學(xué)案中畫出物質(zhì)進(jìn)行協(xié)助擴(kuò)散通過載體蛋白運(yùn)輸和通過通道蛋白運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。教師通過學(xué)生的繪圖，可以了解學(xué)生對載體蛋白和通道蛋白的結(jié)構(gòu)是否掌握。若學(xué)生不能正確畫出示意圖，教師可考慮著重講解此部分的相關(guān)內(nèi)容，利用示意圖比較載體蛋白和通道蛋白的異同點(diǎn)，促進(jìn)預(yù)期結(jié)果的達(dá)成。

4 小結(jié)

學(xué)生如何學(xué)，怎么學(xué)是教師重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。以“被動運(yùn)輸”一節(jié)為例，詳細(xì)講述逆向思維的教學(xué)策略如何激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、教學(xué)與評價(jià)為一體。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)4個可檢驗(yàn)的評價(jià)任務(wù)，再以學(xué)生的回答問題、動手操作、小組合作等表現(xiàn)性任務(wù)評估整堂課的完成度，即是否達(dá)到預(yù)期結(jié)果。評價(jià)的證據(jù)設(shè)計(jì)先于教學(xué)活動的設(shè)計(jì)，使教學(xué)更加聚焦于目標(biāo)，還使教師在評價(jià)的過程中能及時調(diào)整教學(xué)步驟，指向?qū)W生的學(xué)習(xí)水平質(zhì)量。學(xué)生能夠全身心的投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中，并將所學(xué)知識點(diǎn)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，符合深度學(xué)習(xí)發(fā)生的特征，同時也促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。