指向?qū)W生“深度學習”的高中生物學“研學課堂”的構建

余祥富

【摘要】“深度學習”并非學習知識內(nèi)容的深度與難度，而是著重關注學生的學習狀態(tài)與過程，引導學生主動加工和深度理解所學知識，并不斷反思，全面提高知識應用、分析、學習評價與再創(chuàng)造能力。文章舉例淺談了指向?qū)W生“深度學習”的高中生物學“研學課堂”的構建方案，能為高中生物教學提供參考與借鑒。

【關鍵詞】學生;深度學習;高中生物學;研學課堂;構建方案

高中生物是一門科研性與實驗價值極高的學科，傳統(tǒng)灌輸式教學法并不能有效實現(xiàn)新課改背景下的生物教學目標。教師應轉(zhuǎn)變教學觀念，協(xié)同學生構建“深度學習”的高中生物學“研學課堂”，引導學生通過深入思考、分析與合作實驗深度理解所學知識，綜合培養(yǎng)科研精神。

一、“深度學習”是高中生物課堂教學的必然選擇

傳統(tǒng)教學模式存在各種弊端，不能有效解決“生物概念繁多，難以理解，實驗流程難掌握”等問題，無法延伸教學廣度與深度。對此，必須順應新課程改革理念，充分引入“深度學習”模式，全面發(fā)展學生的高階段科研思維。教師應關注學生的生物知識基礎與學習過程，針對學生的學習狀況做好指導工作，引導學生主動建構生物知識框架，靈活實現(xiàn)知識遷移。同時，教師應定期組織學生參與生物小組實驗活動，為學生打造生物研究課堂，讓學生在合作實驗中培養(yǎng)生物研究精神與合作能力，不斷升華“深度學習”效果。

當前高中生物教材中涉及30個生物實驗與生物學歷史知識，教師應通過構建“研學課堂”來提升教學效果，與學生一起追溯生物歷史，激發(fā)學生的領悟能力，指導學生做實驗，高效掌握實驗方法，培養(yǎng)學生的科學探究思維。

例如，教師在解析“豌豆雜交實驗”的過程中指導學生在實驗室和校內(nèi)實驗基地合作完成該實驗，借助多媒體工具和學生一起追溯這段歷史，了解生物學家孟德爾的故事，通過播放生物講座告知學生：“孟德爾是奧地利植物學家，1843年成為奧古斯丁會修士，后來到維也納大學學習。1856年，孟德爾在修道院的花園里工作，開始進行實驗，建立了后期遺傳學的基礎。孟德爾選取具有明顯相對性狀（植株的高矮、花色的有無、莢果的形狀等）的豌豆進行雜交，得出實驗結(jié)論：顯性性狀在不同的植株和它們的后代中的出現(xiàn)取決于成對的遺傳單位，即現(xiàn)在所說的基因。孟德爾的資料中新穎的見解是提出基因符合簡單的統(tǒng)計學規(guī)律，他的理論體系被證實具有普遍性，是植物學的基本原理之一?！?/p>

在解析“胚胎學”這一概念時，教師可以為學生講解中國生物學家童第周的故事。首先要對“胚胎學”這一概念進行初步解讀，告知學生：“在顯微鏡尚未廣泛應用和19世紀細胞生物學尚未出現(xiàn)之前，胚胎學只是一門以肉眼形態(tài)描述和比較形態(tài)學為基礎的學科。從亞里士多德時代起，人們就開始研究‘胚胎是什么，因此有了‘胚胎預存說‘同比諸儒說‘逐漸分化說等。直到1827年，貝爾發(fā)現(xiàn)哺乳動物的卵，才證明胚胎漸成說的理論。德國解剖學家魯克姆以首創(chuàng)青蛙卵的研究而聞名，成為胚胎學實驗的創(chuàng)始人。童第周是中國著名胚胎學和發(fā)育生物學家，1927年畢業(yè)于上海復旦大學生物系，1934年獲比利時布魯薩爾大學哲學博士學位。1934年年底回國后，曾擔任山東大學和中國科學院海洋生物研究所、動物研究所等機構的教學、科研及領導職務，并任中國科學院生物學部主任和副院長等職務。童第周證明了文昌魚早期胚胎分裂球的發(fā)育命運有一定的可塑性，還發(fā)現(xiàn)文昌魚的胚胎發(fā)育具有與脊椎動物相似的誘導作用，他曾設想通過移植細胞核來進行育種，為動物飼養(yǎng)提出一個新的、可能的途徑?！?/p>

二、“研學課堂”是落實“深度學習”的有效手段

在生物“研學課堂”中，教師應重視促進生物模型建構與生物實驗活動的有機結(jié)合，和學生一起做實驗。

例如，在講解“基因和染色體的關系”這一章知識時，教師應組織學生通過實驗來觀察本章重點知識減數(shù)分裂的過程，培養(yǎng)學生的生物實驗能力。教師可以將“觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片”作為實驗探究話題，明確實驗目的，讓學生通過觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片，識別減數(shù)分裂不同階段的染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目，加深對減數(shù)分裂過程的理解，然后和學生一起細化實驗方法。本次實驗步驟如下。

1.識別不同細胞。在低倍鏡下觀察裝片，識別初級精母細胞、次級精母細胞和精細胞。

2.識別不同時期。在低倍鏡下找到減數(shù)第一分裂中期、后期的細胞和減數(shù)第二次分裂中期與后期的細胞。

3.在高倍鏡下仔細觀察不同分裂期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。

4.實驗現(xiàn)象是在第一次分裂中期，可以看到同源染色體有序地排列在赤道板兩側(cè)，而不是著絲點排列在赤道板上，這是與有絲分裂相區(qū)別的地方。在減數(shù)第二次分裂中，著絲點將會排列在赤道板上，次級精母細胞中的染色體數(shù)目是正常體細胞有絲分裂同時期染色體數(shù)目的一半，且次級精母細胞中沒有同源染色體。

做完實驗，教師和學生一起總結(jié)實驗原理，回顧本節(jié)課的重點知識，從而全面提升學生的理論知識理解能力和生物實驗能力。

在開展實驗“檢測生物組織中的糖類”的過程中，教師應該和學生一起取材，為學生提供完善的實驗設備，同時用多媒體課件為學生展示實驗步驟。在該實驗過程中，取材大多來自還原糖含量較高、白色或近似于白色的植物組織，通過制勻漿、紗布過濾、取樣液來制備組織樣液，然后將2毫升組織樣液和1毫升剛配置的斐林試劑相融，發(fā)現(xiàn)顯色反應為藍色，接著，實施50到60攝氏度的水浴加熱，發(fā)現(xiàn)試管中的溶液呈棕色，最后呈現(xiàn)磚紅色沉淀。得出結(jié)論：組織樣液中有可溶性還原糖。實驗完畢后，教師應附注說明，告訴學生斐林試劑很不穩(wěn)定，所以要將組成斐林試劑的甲液和乙液分別配置、儲存，使用時將兩種液體等量混合均勻后立刻投入使用。在組織樣液中剛加入斐林試劑時，呈現(xiàn)藍色，在加熱過程中，被還原糖還原成氧化銅的液體出現(xiàn)磚紅色沉淀，兩者的混合顏色為棕色。隨著氫氧化銅逐漸被還原成氧化銅，試管中最終呈現(xiàn)出磚紅色沉淀。在鑒定還原糖的實驗中，對試管中的溶液進行水溶加熱時，試管底部不可觸及燒杯底部，另外，試管口不要朝向自己和其他組員。

三、通過合作和展示來激發(fā)“深度學習”

合作學習不僅能夠提高學生的合作能力，培養(yǎng)學生的團結(jié)意識，而且有助于發(fā)揮學生的主體作用，讓學生之間建立平等、和諧、友好的關系;展示學習能夠讓學生暢所欲言，分享個人經(jīng)驗，提出見解與困惑，設置有價值的探究專題。在高中生物教學活動中，教師應注意通過合作與展示來激發(fā)“深度學習”，提出有價值的問題讓學生合作探究，運用生物實驗解決問題，展示自己的實驗成果。

例如，在“鑒定脂肪”這一實驗專題中，讓學生合作運用花生種子來完成實驗作業(yè)，每個小組五名學生，組員之間分工合作：一名學生負責采集花生種子，并浸泡去皮，通常要浸泡3到4小時;一名學生將花生種子制片，即用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片;一名學生制片，選用最薄的切片，用毛筆取放在載玻片中央;一名學生在花生子葉薄片上滴兩到三滴蘇丹Ⅲ染液，進行三分鐘染色;另一名學生協(xié)助組員去掉浮色，完成臨時切片制作。然后，小組成員共同觀察，在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，接著用高倍鏡觀察被染色的脂肪顆粒。該實驗結(jié)論是花生種子里存在脂肪。需要注意的是，在學生做實驗前，教師應做好點撥提示工作，如告訴學生：浸泡花生種子的目的是利于徒手切片，切片要薄，否則影響實驗效果。此外，教師還可以鼓勵學生分享實驗心得，提出新的實驗方法，探討有價值的生物問題，論述該實驗與所學知識的關系。這樣不僅能夠充分發(fā)揮學生的主體價值，激發(fā)學生的思考意識，提高學生的生物實驗研究能力，而且有助于提高學生的創(chuàng)新再造能力，創(chuàng)造團結(jié)、合作、科學、和諧的生物大課堂，全面推動高中生物教育事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語

綜上所述，在高中生物教學中融入“深度學習”理念，全面發(fā)展學生的高階段科研思維，教師首先應全面了解所有學生的生物知識基礎能力、學習態(tài)度與學習過程，針對具體狀況做好分組化指導工作，同時，應定期組織學生參與生物小組實驗活動，為學生打造生物研究課堂，讓學生在合作實驗中培養(yǎng)生物研究精神與合作能力，不斷升華“深度學習”效果。其次，教師應重視促進生物模型建構與生物實驗活動的有機結(jié)合，與學生共建生物研學課堂。另外，教師應充分采取合作與展示教學活動來激發(fā)“深度學習”，鼓勵學生分享生物研究學習經(jīng)驗與見解。

【參考文獻】

劉恩山，劉晟.核心素養(yǎng)作引領 注重實踐少而精——《普通高中生物學課程標準》修訂思路與特色[J].生物學通報，2017（08）：8-11.

盧群，劉恩山.高中生物學教科書與課程標準的一致性研究——以人民教育出版社和浙江科技出版社教科書為例[J].課程·教材·教法，2012（05）：75-82.

顏曉佳，李韶山.基于微信公眾平臺構建高中生物學移動學習模式的研究與實踐——以“孟德爾的豌豆雜交實驗（1）”為例[J].生物學通報，2015（07）：25-28.

張登華.促進學生“深度學習”的學案問題設計策略[J].生物學教學，2017，42（07）：20-22.