基于深度學(xué)習(xí)理論的專題復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐與思考

朱云鵬 王啟雨

摘要：以復(fù)習(xí)課“糖尿病的病因分析”專題為例，基于深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)，通過設(shè)置真實(shí)的健康問題情境，以解決實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生在復(fù)習(xí)中遷移運(yùn)用知識，有機(jī)整合不同章節(jié)和單元的知識，構(gòu)建學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)，啟發(fā)深度思考，培養(yǎng)高階思維能力，落實(shí)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)? 專題復(fù)習(xí)? 糖尿病病因

一、問題的提出

傳統(tǒng)高三復(fù)習(xí)，教師一般是按照教材編排順序，對內(nèi)容進(jìn)行適度整合，劃分出若干個專題。對于學(xué)生熟悉的知識結(jié)構(gòu)，這樣的教學(xué)形式簡單重復(fù)，缺少新意，使得學(xué)習(xí)的思維活動停留在淺層。如何利用聯(lián)系生產(chǎn)、生活的真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在自主加工、深度理解課本章節(jié)知識的基礎(chǔ)上，通過知識的遷移解決新情境中的問題，促進(jìn)學(xué)生推理、判斷、評價及批判性思維等高階思維能力得到發(fā)展，變淺層學(xué)習(xí)為深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，成為學(xué)科教師不斷探索的課題。

二、基于深度學(xué)習(xí)的專題復(fù)習(xí)教學(xué)案例

本次教學(xué)創(chuàng)設(shè)與生命健康有關(guān)的真實(shí)情境，以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建了引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析“糖尿病的病因”的課例專題，積極探討深度學(xué)習(xí)在復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，引發(fā)深度思考

教師分享了生物興趣小組有關(guān)糖尿病病因的三種觀點(diǎn)，讓學(xué)生加以判斷。觀點(diǎn)一：糖尿病是一種內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡的疾病。觀點(diǎn)二：糖尿病可能是一種自身免疫病。觀點(diǎn)三：糖尿病可能是一種遺傳病。

學(xué)生普遍認(rèn)可觀點(diǎn)一，但對于觀點(diǎn)二、三卻非常茫然。通過討論，學(xué)生達(dá)成共識：要想解答該問題，必須回歸到胰島素的合成、分泌與作用機(jī)理這些生物學(xué)知識中。

設(shè)計意圖：有關(guān)糖尿病的病因的三種觀點(diǎn)打破了學(xué)生對糖尿病病因的原有認(rèn)知，引發(fā)他們的認(rèn)知沖突，啟發(fā)其進(jìn)行深度思考和批判性思維，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生已學(xué)的知識和社會生活、生產(chǎn)實(shí)踐存在較大差異時，易引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動進(jìn)行深度思考，加強(qiáng)對已有知識的反思，同時批判性地學(xué)習(xí)新知識。

（二）串聯(lián)知識，促進(jìn)內(nèi)容的深度理解

本專題以胰島素的合成、分泌與作用機(jī)制為主線，將分泌蛋白的合成與運(yùn)輸、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?、血糖平衡的調(diào)節(jié)和自身免疫病等多個存在內(nèi)在邏輯聯(lián)系的相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)。為了讓學(xué)生掌握本專題的知識，建構(gòu)學(xué)科整體知識網(wǎng)絡(luò)，從而加深對核心知識的深度理解，教師對高考題進(jìn)行了適度的改編，設(shè)置了層層遞進(jìn)的問題串。

高考例題：（改編自2017年北京卷）細(xì)胞外葡萄糖濃度調(diào)節(jié)胰島B細(xì)胞（β細(xì)胞）分泌胰島素的過程，如圖1;（改編自2017年江蘇卷）葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體（GLUT）有多個成員，其中有對胰島素敏感的GLUT4，如圖2。

問題串：①胰島素是否屬于分泌蛋白？請描述它的合成和加工過程。②由圖1可知葡萄糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式是什么？當(dāng)葡萄糖濃度升高時，K+通道? ?（打開、關(guān)閉），Ca2+通道?? （打開、關(guān)閉），促進(jìn)胰島素的釋放。③胰島B細(xì)胞分泌胰島素除受到血糖濃度的影響外，還受到哪些信號分子的調(diào)節(jié)？④當(dāng)人體血糖含量偏高時，葡萄糖通過何種跨膜運(yùn)輸方式進(jìn)入肝細(xì)胞？⑤請將葡萄糖的運(yùn)輸與胰島素相聯(lián)系，結(jié)合圖2解釋胰島素如何行使其促進(jìn)組織細(xì)胞加速攝取葡萄糖的功能。⑥若體內(nèi)產(chǎn)生抗胰島素受體的抗體，會導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生嗎？⑦胰島素還可以通過哪些途徑降低血糖？

分析：對于問題①，學(xué)生僅結(jié)合教材中分泌蛋白的合成和運(yùn)輸內(nèi)容，進(jìn)行籠統(tǒng)的描述，而對于其中“在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工，形成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)”和“高爾基體還能對蛋白質(zhì)做進(jìn)一步修飾加工”并未深入理解。教師結(jié)合胰島素的合成、加工過程的圖示，講解相關(guān)過程。

問題②③為本專題復(fù)習(xí)重點(diǎn)。其中關(guān)于問題②，學(xué)生結(jié)合圖1能夠認(rèn)識到葡萄糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。但是對于葡萄糖升高促進(jìn)胰島B細(xì)胞分泌胰島素的機(jī)理可能誤認(rèn)為與胰島B細(xì)胞上并不存在的葡萄糖的受體蛋白有關(guān)。對于問題③，神經(jīng)調(diào)節(jié)及胰高血糖素的分泌都能影響到胰島素的分泌，從課堂反饋信息看，學(xué)生能夠很好地復(fù)述血糖平衡調(diào)節(jié)的過程，但涉及細(xì)胞間的信息交流，從信號分子角度進(jìn)行設(shè)問，學(xué)生未能很好地進(jìn)行知識遷移和整合。

問題⑤⑥⑦將細(xì)胞間的信息傳遞、胰島素的作用機(jī)理、自身免疫病等內(nèi)容巧妙地聯(lián)系起來，是學(xué)生理解上的難點(diǎn)，也體現(xiàn)學(xué)生知識遷移能力，更能反映學(xué)生的高階思維水平。學(xué)生在對圖2的理解基礎(chǔ)上能夠得出胰島素促進(jìn)組織細(xì)胞加速攝取葡萄糖的機(jī)理是通過增加細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量。若體內(nèi)產(chǎn)生抗胰島素受體的抗體，會導(dǎo)致組織細(xì)胞攝取葡萄糖的量減少，從而導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生。

設(shè)計意圖：教材內(nèi)容往往是經(jīng)過抽象與概括得出的具有一般的、本質(zhì)屬性的生物學(xué)現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。教師在教學(xué)中應(yīng)給予學(xué)生一些具體的實(shí)例，助力學(xué)生將抽象出來的部分事物的本質(zhì)屬性連接起來，推及其他同類事物上，完成對課本概念的深度理解。教師提取高考題中的素材，使之成為學(xué)生解決問題的抓手，引導(dǎo)學(xué)生主動去思考和體會圖像和文字中所蘊(yùn)含的深層內(nèi)容，逐步厘清概念。

（三）前后呼應(yīng)，構(gòu)建學(xué)科整體知識網(wǎng)絡(luò)

課堂教學(xué)從探討糖尿病的三種病因開始，利用問題串引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系相關(guān)知識，最后回歸情境，完成對觀點(diǎn)的分析判斷。

針對觀點(diǎn)一，學(xué)生知道血液中的葡萄糖屬于內(nèi)環(huán)境的成分，當(dāng)血糖濃度過高，內(nèi)環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。針對觀點(diǎn)二，學(xué)生雖然能回答自身免疫病的概念，但不能在新的情境下遷移和運(yùn)用所學(xué)知識。經(jīng)提示后能夠舉出例子：若人體內(nèi)存在攻擊胰島素受體的抗體，會造成胰島素?zé)o法發(fā)揮作用，從而引起糖尿病?；蛘叽嬖诠粢葝u素的抗體，也會引發(fā)糖尿病。針對觀點(diǎn)三，學(xué)生嘗試將人類遺傳病知識進(jìn)行遷移，得出若胰島素的基因、胰島素合成或加工過程中相關(guān)酶的基因或胰島素受體基因等發(fā)生突變，也可能會引發(fā)糖尿病，并且推導(dǎo)出糖尿病應(yīng)該是一種多基因遺傳病。

學(xué)生完善以糖尿病的病因分析為核心的知識框架（如圖3），并創(chuàng)造性地得出并不是所有糖尿病患者體內(nèi)胰島素含量都低于正常值，若胰島素的合成、分泌過程正常，但胰島素?zé)o法正常發(fā)揮作用，也會導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生。

設(shè)計意圖：通過完成有關(guān)糖尿病病因的三種觀點(diǎn)分析，實(shí)現(xiàn)了課堂的完整性;通過板書設(shè)計，讓知識點(diǎn)相互聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)絡(luò)，有利于學(xué)生在新情境下遷移運(yùn)用知識，培養(yǎng)高階思維能力。

三、教學(xué)反思

1.教師研究和開發(fā)高考題中的素材，使之成為實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的“腳手架”。

高考題往往基于一定的情境，但會變換設(shè)問角度。教師在進(jìn)行高三專題復(fù)習(xí)時，可研究近5年涉及本專題內(nèi)容的高考題，開發(fā)其中的命題情境和設(shè)問角度，形成問題串，促進(jìn)學(xué)生對生物學(xué)知識的反思及批判性思維的發(fā)展。

2.在專題復(fù)習(xí)過程中巧設(shè)問題情境，依據(jù)知識間的邏輯聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生有機(jī)整合知識，成為深度學(xué)習(xí)的好抓手。

生物學(xué)中有些知識雖位于教材中的不同章節(jié)，但往往存在內(nèi)在的邏輯關(guān)系。教師在高三專題復(fù)習(xí)中，可結(jié)合生活中相對較為復(fù)雜的真實(shí)情境，打破課本中章節(jié)和單元的界限，將多個知識點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)，讓學(xué)生在綜合運(yùn)用知識解決問題的過程中，構(gòu)建學(xué)科整體知識網(wǎng)絡(luò)。例如，HIV專題。可以將細(xì)胞結(jié)構(gòu)層次、細(xì)胞膜的流動性、病毒的增殖、中心法則、特異性免疫、疾病的預(yù)防等知識有機(jī)地串聯(lián)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)落實(shí)社會責(zé)任、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

吳舉宏.促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)策略[J].生物學(xué)教學(xué)，2017，42（10）：1820.