基于深度學(xué)習(xí)的高中生物概念教學(xué)有效性策略分析

杜軍

摘 要：生物概念是學(xué)生生物學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是指導(dǎo)學(xué)生解決問題的有效手段。教師只有重視生物概念，在強(qiáng)化學(xué)生理解的基礎(chǔ)上促使學(xué)生探究概念的形成過程，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。據(jù)調(diào)查研究顯示，當(dāng)今高中生對(duì)概念的理解還停留在背誦、記憶上，為了在掌握概念的基礎(chǔ)上達(dá)到靈活應(yīng)用的目的，文章結(jié)合自身的工作實(shí)踐，首先簡述了高中生物概念深度教學(xué)的必要性和重要性，而后分析了概念教學(xué)問題及高中生生物概念學(xué)習(xí)停留在表層的原因，并提出了概念教學(xué)要遵循的幾點(diǎn)原則，并以《細(xì)胞呼吸原理》為例對(duì)深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)下的生物概念教學(xué)的開展進(jìn)行了深入的研究，最后對(duì)本節(jié)課的開展進(jìn)行了反思，以從根本上提升生物概念教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；高中生物；概念教學(xué)；有效性；策略

生物概念是生物學(xué)家在對(duì)生命現(xiàn)象和活動(dòng)觀察的基礎(chǔ)上得到的概括性的觀點(diǎn)，包含原理、法則與模型等，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物體系的一部分。但受到各方面因素的影響，當(dāng)今的高中生對(duì)生物概念的理解還存在于淺層認(rèn)知上，教師只有積極優(yōu)化和調(diào)整，才能將學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮出來，才能促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，以助力學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。加強(qiáng)對(duì)生物概念教學(xué)的研究刻不容緩。

一、高中生物概念深度教學(xué)的必要性和重要性

（一）必要性

依照新課標(biāo)提出的核心素養(yǎng)教學(xué)要求，需要重視學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，唯有如此才能促使學(xué)生從對(duì)知識(shí)的記憶過渡到理解、主動(dòng)建構(gòu)等高階思維上來。同時(shí)，教師還必須看到，概念是學(xué)生生物學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。通過對(duì)近5年的生物高考試題總結(jié)分析與研究發(fā)現(xiàn)：與概念相關(guān)的試題占的分值最高，這說明對(duì)概念開展深度學(xué)習(xí)非常重要。另外，在深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)下的生物概念學(xué)習(xí)中，教師可以讓學(xué)生不斷優(yōu)化自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)，這有助于學(xué)生思維的拓展，學(xué)生思維的拓展又是他們探索其他內(nèi)容的有力武器。

（二）重要性

1.深化學(xué)生的理解

生物概念學(xué)習(xí)有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，在概念學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以了解某個(gè)事物的根本屬性，產(chǎn)生生物思維。開展概念教學(xué)，還能讓學(xué)生體會(huì)到知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)還能根據(jù)已有概念認(rèn)識(shí)其他概念，最終形成舉一反三的能力[1]。

2.建立系統(tǒng)知識(shí)體系

高中生物概念知識(shí)點(diǎn)紛繁復(fù)雜，且各概念錯(cuò)綜復(fù)雜，采取概念教學(xué)可以很好地避免學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)遺漏和混淆的情況，同時(shí)還幫學(xué)生建立起了系統(tǒng)的知識(shí)體系。在完成概念學(xué)習(xí)后，學(xué)生的短期記憶會(huì)變?yōu)殚L效記憶，有助于學(xué)生的總復(fù)習(xí)。

3.糾正學(xué)生的認(rèn)知偏差

生物知識(shí)具有很強(qiáng)的抽象性、邏輯性，這難免會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生理解偏差，加強(qiáng)概念學(xué)習(xí)完成既定的教學(xué)效果，同時(shí)糾正了學(xué)生概念的錯(cuò)誤銜接。

二、概念教學(xué)問題及高中生生物概念學(xué)習(xí)停留在表層的原因

（一）問題

生物概念是以概括的方式對(duì)生物現(xiàn)象、種群本質(zhì)和特征進(jìn)行反應(yīng)的過程，包含原理、規(guī)律和理論，同時(shí)也是一種高級(jí)思維形態(tài)。雖然我國一直在加強(qiáng)教學(xué)的改革與優(yōu)化，但在生物概念教學(xué)中依然沒有落實(shí)“以生為本”的理念，依然采取教師灌輸?shù)姆绞剑瑢W(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，難以對(duì)概念有深入的理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)力、綜合實(shí)踐力也無法得到很好的提升。因?qū)W生缺少學(xué)習(xí)的興趣，在學(xué)習(xí)中過度依賴教師，這樣就會(huì)加劇學(xué)生的厭煩情緒，影響他們的概念學(xué)習(xí)效率。加之，教師深受應(yīng)試教育體制的影響，只會(huì)按部就班地遵循書本內(nèi)容授課，根本沒有樹立單元與深度教學(xué)理念，也不能從整體上指導(dǎo)學(xué)生對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)，最終導(dǎo)致學(xué)生學(xué)到的知識(shí)是散亂的、無序的，降低了他們的學(xué)習(xí)效率。而且高中生面臨著巨大的學(xué)習(xí)壓力，難以有更多的時(shí)間對(duì)生物知識(shí)進(jìn)行細(xì)致的探索，難以對(duì)生物學(xué)習(xí)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，長此以往，會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績[2]。

（二）原因

筆者在一次生物問卷調(diào)查中了解到：20%的學(xué)生認(rèn)為概念學(xué)習(xí)很難，結(jié)果不理想；60%的學(xué)生認(rèn)為感覺一般；只有不到20%的學(xué)生表示概念學(xué)習(xí)很容易。關(guān)于是否可以準(zhǔn)確地說出生物教材內(nèi)的重要概念問題，只有40%左右的學(xué)生可以，超過50%的學(xué)生不能區(qū)分生物概念和現(xiàn)象，同樣有50%左右的學(xué)生會(huì)混淆相似的概念。調(diào)查研究顯示，學(xué)生的生物概念學(xué)習(xí)不理想，這也從側(cè)面反映概念教學(xué)不深刻。本文結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐以及問卷調(diào)查分析，總結(jié)了如下幾點(diǎn)原因。

1.認(rèn)識(shí)不到位

經(jīng)歷初中生物學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)一些概念形成了固化思維。學(xué)生對(duì)生物概念的原有理解與高中生物學(xué)習(xí)發(fā)生沖撞，這會(huì)對(duì)學(xué)生新知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。舉例來講，談到“細(xì)胞周期”概念時(shí)，雖然學(xué)生知道它與細(xì)胞分裂有關(guān)系，但因局限于初中生物學(xué)習(xí)，不了解兩者的關(guān)系。所以在高中生物概念的學(xué)習(xí)中，教師必須幫助學(xué)生明確這一要點(diǎn)，并指導(dǎo)他們做好歸納和總結(jié)。

2.生活中的沖突

學(xué)生對(duì)生活常識(shí)的認(rèn)識(shí)也是影響他們對(duì)生物概念深刻理解的一個(gè)重要因素。例如有關(guān)動(dòng)物這一概念，動(dòng)物這一種類指的是以有機(jī)物為食、可以感覺和運(yùn)動(dòng)的生物。但學(xué)生受到生活認(rèn)知的影響，將可以活動(dòng)的生物定義為動(dòng)物，所以病毒、細(xì)菌也都在動(dòng)物這一概念范圍內(nèi)，很明顯這是錯(cuò)誤的。

3.對(duì)比障礙

高中階段的生物概念有很多是相似的，如“類脂”與“脂類”“纖維素”與“維生素”和“生物素”等，學(xué)生的理解停留在淺層。如若從概念區(qū)分，類脂指的是存在于生物組織內(nèi)的天然大分子有機(jī)化合物，脂類指的是人體需要的營養(yǎng)元素之一，是人體細(xì)胞組織的一部分。兩者的概念不同，所以要準(zhǔn)確地區(qū)分，很明顯在學(xué)生的學(xué)習(xí)中因?qū)W習(xí)不深入，對(duì)兩者的記憶容易出現(xiàn)混亂，這種錯(cuò)誤又會(huì)加大學(xué)生不深入學(xué)習(xí)的問題，造成惡性循環(huán)。

三、高中生物開展概念學(xué)習(xí)遵循的基本原則

生物教學(xué)是對(duì)生物內(nèi)容基本規(guī)律的反映，教學(xué)是對(duì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)傳遞的過程。但這種傳遞并非機(jī)械化地展現(xiàn)與一味地灌輸，而是在師生互動(dòng)、溝通過程中的信息互通。這就需要教師樹立起“以生為本”的原則，在概念教學(xué)中，以學(xué)生的需求為出發(fā)點(diǎn)采取有效的教學(xué)模式。同時(shí)，為了吸引學(xué)生的主動(dòng)參與，教師還必須加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系，通過指導(dǎo)學(xué)生的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，提升學(xué)生學(xué)以致用的能力。高中生物具有一定的抽象性，教師只有將直觀與抽象結(jié)合起來，才能讓學(xué)生深刻地理解生物概念。直觀性原則即利用學(xué)生多重感官和以往的經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生提供豐富的感性資料來調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)熱情，比如實(shí)物、模型、投影、多媒體等，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)生物概念的充分理解。所以，為了提升教學(xué)的直觀性，教師還可以適時(shí)地引入生活案例，結(jié)合案例對(duì)生物概念進(jìn)行講解，不僅深化了學(xué)生的認(rèn)識(shí)，同時(shí)有助于學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)作用于實(shí)際生活中[3]。

四、基于深度學(xué)習(xí)的高中生物概念教學(xué)有效性策略分析

以深度學(xué)習(xí)理念為指導(dǎo)的生物概念學(xué)習(xí)，需要學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，批判地接受新知識(shí)，并將其納入自己原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中來，建立起知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。文章以《細(xì)胞呼吸原理》為例，對(duì)如何推動(dòng)概念教學(xué)的深度發(fā)生進(jìn)行了如下的研究。

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激活學(xué)生的認(rèn)知?jiǎng)恿?/p>

深度學(xué)習(xí)主張教師構(gòu)建教學(xué)情境，在概念學(xué)習(xí)中，教師可以以學(xué)生以往的經(jīng)驗(yàn)、生活為基礎(chǔ)進(jìn)行導(dǎo)入，如此才能讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，才能引發(fā)他們的深入思考。教材內(nèi)給出的“細(xì)胞呼吸”的概念是“有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成無機(jī)物或小分子有機(jī)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程”。在細(xì)胞呼吸概念學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)對(duì)細(xì)胞生物膜系統(tǒng)、線粒體功能、酶、ATP等概念和相關(guān)知識(shí)有所了解，能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行解答，能夠?qū)Πl(fā)現(xiàn)的問題展開分析與思考。在把握學(xué)生認(rèn)知的前提下，教師構(gòu)建了“饅頭為什么松軟，酒是如何釀造出來的”的生活情境，以生活為背景展示問題，可以喚醒學(xué)生的認(rèn)知?jiǎng)恿?，使其聚焦于“酵母菌?yīng)用于蒸饅頭和制酒中產(chǎn)生的無氧呼吸和有氧呼吸”的概念理解和應(yīng)用中。

（二）構(gòu)建生物概念，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維

批判式學(xué)習(xí)主張學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中追本溯源，探尋概念背后的實(shí)質(zhì)，對(duì)概念做出判斷與理解，最終達(dá)到學(xué)生深度學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)的目的。只關(guān)注概念學(xué)習(xí)并將其落實(shí)于課堂之中，學(xué)生很難建立起概念間的聯(lián)系，深度學(xué)習(xí)要求教師批判性地接受事物。以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)的生物教學(xué)，需要教師立足整體，對(duì)大概念進(jìn)行統(tǒng)籌定位。在初次接觸細(xì)胞呼吸這一概念時(shí)，很多學(xué)生認(rèn)為是在酶的催化下產(chǎn)生能量的過程。在生物教學(xué)開展中，教師首先組織學(xué)生開展探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)，提煉出檢驗(yàn)二氧化碳和酒精的方法，最后通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析推理出酵母菌在酶的催化下進(jìn)行兩種呼吸方式的產(chǎn)物與過程，通過引導(dǎo)學(xué)生探索細(xì)胞呼吸的兩種方式，在批判分析與思考中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。具體可以從如下方面開展教學(xué)。

1.分析核心概念，挖掘次位概念

基于核心素養(yǎng)的概念教學(xué)，需要教師立足大概念，通過引領(lǐng)學(xué)生分析教學(xué)目標(biāo)，促使學(xué)生對(duì)概念追本溯源，并將此概念挖掘出來，以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

2.構(gòu)建概念模型，理解抽象知識(shí)

探尋知識(shí)本質(zhì)是深度學(xué)習(xí)的核心，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的真正理解，而這些以學(xué)生的淺層學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，通過深度加工獲得。細(xì)胞呼吸是有機(jī)物分解釋放能量和ATP的一個(gè)過程，而有機(jī)物是否完全分解以及釋放能量的多少是決定細(xì)胞呼吸方式的根本。在實(shí)踐教學(xué)開展中，教師可以聚焦核心問題，通過模型建構(gòu)的方式探尋概念背后的實(shí)質(zhì)，以在提升學(xué)生科學(xué)探究能力的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。文章通過對(duì)“細(xì)胞呼吸原理”本節(jié)內(nèi)容的分析，整合了相應(yīng)的概念。一級(jí)概念為“細(xì)胞呼吸”即細(xì)胞呼吸是指生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的總過程。從一級(jí)概念上可以分設(shè)為“有氧呼吸”和“無氧呼吸”兩個(gè)重要概念：有氧呼吸即細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程；“無氧呼吸”即細(xì)胞在無氧條件下，通過多種酶的催化作用，不徹底把葡萄糖等有機(jī)物氧化分解，產(chǎn)生C2H5OH（乙醇）和CO2或C3H6O3（乳酸），釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。然后又根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)提煉出次概念“細(xì)胞質(zhì)基本質(zhì)、丙酮酸、線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜、ATP”和根據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)提煉出“乙醇、二氧化碳、乳酸”的概念。

為了深化學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸概念的理解，教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的理解畫出有氧呼吸、無氧呼吸的過程，匯總?cè)磕Ｐ?，聚焦核心問題，向?qū)W生介紹次位概念，以深化學(xué)生對(duì)核心概念的理解。在學(xué)生認(rèn)知不全的時(shí)候，教師可以設(shè)置問題引發(fā)學(xué)生的思考如“有氧呼吸和無氧呼吸分別是在什么場所中完成的”“根據(jù)反應(yīng)過程寫出有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式”“以思維導(dǎo)圖的方式對(duì)比有氧呼吸和無氧呼吸的異同點(diǎn)（從場所、條件、產(chǎn)物、意義等角度入手）”，通過上述關(guān)鍵問題的探究，教師通過畫圖模式將其有氧與無氧呼吸中涉及的次位概念提煉出來，可以深化學(xué)生對(duì)重要概念的理解。當(dāng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸的方式與其有機(jī)物是否完成分解有關(guān)的認(rèn)識(shí)后，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化模型，以幫助學(xué)生建立起知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，深化學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸概念的理解。通過直觀模型的分析，培養(yǎng)了學(xué)生用批判視角分析問題的能力，同時(shí)，在學(xué)生的動(dòng)手操作中提升了他們的探究能力，推動(dòng)著學(xué)生高階思維的發(fā)展[4]。

3.整合新舊知識(shí)，構(gòu)建系統(tǒng)知識(shí)框架

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對(duì)新舊知識(shí)的整合，推動(dòng)學(xué)生將各概念串聯(lián)起來。依照概念的聯(lián)系與定位，構(gòu)建有關(guān)細(xì)胞呼吸方式的框架圖，可以訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，可以幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)的知識(shí)體系。

（三）知識(shí)應(yīng)用，推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的真正落實(shí)

從本質(zhì)上來看，理解細(xì)胞呼吸的概念可以提升學(xué)生的知識(shí)遷移能力。當(dāng)學(xué)生構(gòu)建起單元知識(shí)框架后，知識(shí)體系自然會(huì)落實(shí)到位。教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)進(jìn)行梳理，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的深層次發(fā)展。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的遷移和靈活應(yīng)用，為此教師可以提出探究問題“舉例說明有氧呼吸和無氧呼吸原理經(jīng)常被應(yīng)用于生活中的哪些方面？”“影響細(xì)胞呼吸的因素有哪些，選取一個(gè)重要因素以實(shí)驗(yàn)的方式說明它的影響”。在學(xué)生對(duì)這些問題的分析與解答中，會(huì)理解細(xì)胞呼吸與生活的緊密聯(lián)系，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的生命觀念[5]。

五、教學(xué)反思

在本課程的開展中，教師以生活情境和問題為引導(dǎo)，在細(xì)胞呼吸方式的批判性思考中對(duì)多維概念進(jìn)行分析，并通過構(gòu)建模型的方法突破學(xué)生的理解障礙，推動(dòng)“結(jié)構(gòu)與功能適應(yīng)”以及生命觀念的落實(shí)，讓學(xué)生通過認(rèn)識(shí)概念、建立概念聯(lián)系的知識(shí)框架，建立起系統(tǒng)化的知識(shí)體系，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

結(jié)束語

綜上所述，概念是生物教學(xué)的重點(diǎn)，學(xué)生對(duì)概念的理解度影響著他們的生物學(xué)習(xí)，突破概念學(xué)習(xí)要點(diǎn)就能打通學(xué)生生物學(xué)習(xí)的通道，提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)質(zhì)量。生物概念具有數(shù)量多、錯(cuò)綜聯(lián)系的特點(diǎn)，但概念又是學(xué)生生物學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，所以必須在明確概念重要性的基礎(chǔ)上，采取合理的方式開展教學(xué)，以提升生物概念教學(xué)的有效性。深度學(xué)習(xí)指引下的生物概念的學(xué)習(xí)，需要教師認(rèn)真分析核心素養(yǎng)，全面把握新課標(biāo)的教學(xué)理念，在遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的前提下構(gòu)建生物情境，引導(dǎo)學(xué)生用批判性的思維探究科學(xué)本質(zhì)，從中提升學(xué)生利用知識(shí)解釋生物現(xiàn)象的能力，推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

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