例談“深入淺出”策略在深度教學(xué)中的應(yīng)用

新疆 于彥軍

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力，落實(shí)新課程理念和學(xué)科核心素養(yǎng)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)知識(shí)本身的屬性、還原學(xué)習(xí)的本質(zhì)，使學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成過程，從而達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、發(fā)展學(xué)生能力的目的。然而，深度教學(xué)往往具有情境復(fù)雜、高階思維、學(xué)科交叉、知識(shí)融匯等特點(diǎn)，教師若處理不當(dāng)就會(huì)額外增加知識(shí)、增加難度、偏離主題，從而影響教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效果。那么，教師如何才能既培養(yǎng)學(xué)生的能力，又能基于學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)的運(yùn)用或創(chuàng)造，從而深入淺出地解決問題呢？本文結(jié)合實(shí)例，談深度教學(xué)中深入淺出策略的應(yīng)用，以供交流。

1.應(yīng)用歸納與概括 達(dá)到深入淺出

1.1意圖及問題

在必修1蛋白質(zhì)的教學(xué)中，針對(duì)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和脫水縮合形成的肽鏈的結(jié)構(gòu)，依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)科學(xué)思維水平三中“基于事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納的方法概括出生物學(xué)規(guī)律，并在某一給定情境中，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律和原理，對(duì)可能的結(jié)果或發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)或解釋”，從而通過深度學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用歸納與概括的科學(xué)思維方法解決問題的習(xí)慣和能力。

問題：某多肽的分子式為CxHyOpNq，其徹底水解后只能得到下列四種氨基酸，分別是甘氨酸C2H5O2N，丙氨酸C3H7O2N，苯丙氨酸C9H11O2N，谷氨酸C5H9O4N，請(qǐng)問該多肽有________個(gè)肽鍵，其中谷氨酸有________個(gè)。

1.2 “深入”分析

通過對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入思考，采用科學(xué)方法歸納與概括其內(nèi)在規(guī)律或性質(zhì)，從而為解決問題提供科學(xué)依據(jù)。(具體分析見表1)。

表1

1.3 “淺出”解決

應(yīng)用歸納與概括得到的結(jié)論或規(guī)律解決問題，達(dá)到“淺出”的效果。

(1)根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析水解后得到的四種氨基酸的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)四種氨基酸均含有一個(gè)氮原子，結(jié)合脫水縮合反應(yīng)的特性及多肽的分子式CxHyOpNq，可知該多肽有氨基酸q個(gè)，故含有肽鍵數(shù)為q-1個(gè)。

(2)由氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知只有谷氨酸的R基中含有2個(gè)氧原子，故利用歸納與概括中的公式(4)，可建立等式：p=2×1+(q-1)+R中的氧原子數(shù)；解得R中的氧原子數(shù)=p-q-1，故谷氨酸的個(gè)數(shù)為(p-q-1)/2。

2.應(yīng)用演繹與推理 達(dá)到深入淺出

2.1意圖與問題

在必修1“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能”的教學(xué)中，針對(duì)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》科學(xué)思維水平四中“能夠在新的問題情境中，基于事實(shí)和證據(jù)，采用適當(dāng)?shù)目茖W(xué)思維方法揭示生物學(xué)規(guī)律或機(jī)制，并選用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)、闡明其內(nèi)涵”，通過深度學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用演繹與推理的科學(xué)思維方法解決問題的習(xí)慣和能力。

問題：(1)磷脂分子在水中形成的空心球狀聚集體叫作脂質(zhì)體，請(qǐng)畫出組成該脂質(zhì)體的磷脂分子排列示意圖。

(2)油脂體是油料作物種子儲(chǔ)存脂肪的場(chǎng)所，油脂體的膜是幾層磷脂分子構(gòu)成的？磷脂分子是如何排列的？

2.2 “深入”分析

通過對(duì)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及情境的深入思考，應(yīng)用演繹與推理的科學(xué)方法深入分析與論證(具體分析見表2)。

表2

2.3 “淺出”解決

應(yīng)用演繹與推理將情境中的關(guān)鍵信息與所學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系，從而達(dá)到“淺出”的效果。

(1)由于脂質(zhì)體為空心，脂質(zhì)體膜內(nèi)外均與水接觸，結(jié)合磷脂分子頭部親水，尾部疏水的特點(diǎn)及多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層的性質(zhì)，可推出組成該脂質(zhì)體的磷脂分子是尾對(duì)尾雙層排列的(圖1)。

(2)油脂體膜內(nèi)與脂肪接觸，膜外與水接觸，結(jié)合磷脂分子頭部親水、尾部疏水的特點(diǎn)，可推出組成該油脂體膜的磷脂分子是頭部朝外、尾部朝內(nèi)的單層排列(圖2)。

3.應(yīng)用創(chuàng)造性思維 達(dá)到深入淺出

3.1意圖與問題

在必修1“被動(dòng)運(yùn)輸”一節(jié)的教學(xué)中，針對(duì)問題探討中的滲透裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》科學(xué)思維水平三中“基于事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納的方法概括出生物學(xué)規(guī)律，并在某一給定情境中，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律和原理，對(duì)可能的結(jié)果或發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)或解釋”，引導(dǎo)學(xué)生觀察、歸納與概括，在宏觀視角上創(chuàng)造性地總結(jié)規(guī)律，為解決問題提供可參考的依據(jù)，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維習(xí)慣和能力。

問題：在大水槽中有兩個(gè)半透膜封閉的漏斗，如圖3所示，初始時(shí)三者的液面均相等，甲、乙兩個(gè)漏斗露出水面部分的直徑相同，回答下列問題：

圖3

(1)若甲、乙漏斗的體積相同(V甲=V乙)，甲漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度大于乙漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度(C甲>C乙)，一段時(shí)間后處于平衡狀態(tài)，則甲的液面比乙的液面________，甲漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度(C甲′)比乙漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度(C乙′)________。

(2)若甲、乙漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度相同(C甲=C乙)，甲漏斗的體積大于乙漏斗的體積(V甲>V乙)，一段時(shí)間后處于平衡狀態(tài)，則甲的液面比乙的液面________，甲漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度(C甲′)比乙漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度(C乙′)________。

3.2 “深入”分析

通過對(duì)教材“問題探討”中滲透裝置的觀察、分析與深入思考，創(chuàng)造性地總結(jié)其規(guī)律，從而為解決問題提供依據(jù)(具體分析見表3)。

表3

3.3 “淺出”解決

這部分內(nèi)容難度大，學(xué)生難以理解，常規(guī)的教學(xué)效果差。利用創(chuàng)造性思維，通過觀察現(xiàn)象和總結(jié)規(guī)律，可有效簡(jiǎn)化分析，使學(xué)生易于接受，便于應(yīng)用，從而達(dá)到“淺出”的效果。

(1)依據(jù)結(jié)論中的(1)可快速判斷出甲的液面高于乙，再依據(jù)結(jié)論(2)可快速判斷出甲的濃度大于乙。

(2)由題意可知，甲、乙漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度相同，甲漏斗的體積大于乙漏斗，假設(shè)甲、乙吸收等體積的水，則甲的濃度大于乙，甲要繼續(xù)吸水，液面升高，故根據(jù)結(jié)論(1)(2)可得出甲的液面高于乙，甲的濃度大于乙。

4.應(yīng)用模型與建模 達(dá)到深入淺出

4.1意圖與問題

在必修1“光合作用的原理和應(yīng)用”教學(xué)中，針對(duì)光合作用速率的計(jì)算，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》科學(xué)思維水平三中“基于事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納的方法概括出生物學(xué)規(guī)律，并在某一給定情境中，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律和原理，對(duì)可能的結(jié)果或發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)或解釋，并能夠選擇文字、圖示或模型等方式進(jìn)行表達(dá)并闡明其內(nèi)涵”，利用應(yīng)用模型與建模的科學(xué)思維方法，將數(shù)量變化過程及關(guān)系用簡(jiǎn)單、直觀的模型表示出來，為解決問題提供直觀、可視的工具，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用模型與建模思維解決問題的能力和習(xí)慣。

問題：取某植物生長(zhǎng)狀況相同的葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前測(cè)定葉片重量，在不同溫度下分別暗處理1 h，測(cè)其重量，再立即光照1 h(光照強(qiáng)度相同)，測(cè)其重量。得到如表4結(jié)果：

表4

據(jù)表4分析，第3組單位葉面積的真正光合作用速率最大為________mg·cm-2·h-1。

4.2 “深入”分析

結(jié)合呼吸作用和光合作用的有關(guān)知識(shí)，利用模型與建模的科學(xué)思維方法，構(gòu)建模型實(shí)現(xiàn)數(shù)量變化的可視化和直觀化，從而為解決問題提供直觀的工具(具體分析見表5)。

表5

4.3 “淺出”解決

實(shí)際光合速率的計(jì)算是呼吸作用和光合作用綜合題目的一個(gè)難點(diǎn)，應(yīng)用模型與建模的科學(xué)思維方法對(duì)計(jì)算實(shí)際光合速率的題目進(jìn)行解答，使學(xué)生易于理解和分析，從而達(dá)到“淺出”的效果。

第3組中d>a，將題中數(shù)據(jù)代入模型中(圖甲)，a-b=2.2，d-a=7.2，故光照1 h光合作用制造的有機(jī)物量=2(a-b)+(d-a)=2×2.2+7.2=11.6，又因?yàn)楣庹諡? h，所以第3組單位葉面積的真正光合作用速率最大為11.6 mg·cm-2·h-1。