走向深度學(xué)習(xí)的高中生物學(xué)課堂實(shí)踐路徑
——以“光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)化”教學(xué)設(shè)計(jì)為例

周 燕

（江蘇省新海高級(jí)中學(xué) 江蘇連云港 222000）

深度學(xué)習(xí)是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)了在真實(shí)情境中解決問題并進(jìn)行高水平認(rèn)知加工的過程。深度學(xué)習(xí)要求教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生生或師生社會(huì)性交往，進(jìn)而培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。要實(shí)現(xiàn)課堂上的深度學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)需要經(jīng)歷“情境導(dǎo)向、問題引領(lǐng)、活動(dòng)體驗(yàn)、評(píng)價(jià)促進(jìn)”等環(huán)節(jié)（圖1）。下面以“光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)化”教學(xué)為例，闡述促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐路徑。

圖1 “深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)實(shí)踐模型

1 情境導(dǎo)向真實(shí)化，促進(jìn)深度理解

教師將學(xué)生置于真實(shí)而具體的實(shí)踐情境中，注重學(xué)生的親身實(shí)踐、親身體驗(yàn)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，又能引導(dǎo)學(xué)生在情境中確立學(xué)習(xí)目標(biāo)。高中生物學(xué)教學(xué)中的情境主要包括：生活、學(xué)習(xí)和實(shí)踐情境；科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探索情境；生命科學(xué)史情境。情境要貼合生活實(shí)際、富有科學(xué)性、啟發(fā)性，蘊(yùn)含復(fù)雜性和關(guān)鍵信息，能夠成為學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)和解決現(xiàn)實(shí)問題的載體。教師要以真實(shí)的情景或任務(wù)為中心，構(gòu)建教學(xué)活動(dòng)的場(chǎng)域，聚焦應(yīng)對(duì)生活實(shí)踐與學(xué)習(xí)探索情境中的問題時(shí)所需要的知識(shí)與能力（表1）。情境的創(chuàng)設(shè)要從“三大能力群”出發(fā)，使學(xué)習(xí)內(nèi)容與真實(shí)世界互相聯(lián)系。情境可以是一個(gè)事實(shí)、一組圖片、一組數(shù)據(jù)、一個(gè)實(shí)驗(yàn)或者一段視頻等。

表1 從能力群出發(fā)設(shè)計(jì)情境活動(dòng)

以“光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)化”為例，創(chuàng)設(shè)情境。

課前，教師聯(lián)系真實(shí)的社會(huì)生活熱點(diǎn)——東北多地拉閘限電及限時(shí)供電的情況，布置調(diào)查任務(wù)。學(xué)生分組討論，形成問題：限電對(duì)世界帶來的積極影響和對(duì)城鄉(xiāng)居民生活帶來的不便等有哪些？調(diào)查后，小組討論調(diào)查結(jié)果，形成新問題：是否存在其他的產(chǎn)電方式？教師播放充電盆栽的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考：科學(xué)家利用植物吸收的光能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了為手機(jī)充電。為什么盆栽可以充電？光能是如何轉(zhuǎn)化為電能的呢？自然界中植物葉片的顏色多種多樣，你會(huì)選擇什么顏色的葉片呢？學(xué)習(xí)小組確定探究實(shí)驗(yàn)：各種顏色的葉片中色素的含量和種類。

教師利用直觀視頻和一系列真實(shí)的問題情境，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的要求：植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在水和二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕馀c糖的過程中轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。

2 問題引領(lǐng)開放化，促進(jìn)深度加工

問題是思維的核心，是打開知識(shí)大門的鑰匙。教師充分提煉問題，使課堂充滿探究的魅力。課堂要以問題為主線，以深度學(xué)習(xí)問題解決為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)問題的開放化，注重問題解決的過程。恰如陶行知先生所說：“創(chuàng)造從問題開始，問題引導(dǎo)思考，思考引導(dǎo)問題的解決，才會(huì)有獨(dú)立思路的可能。”

2.1 問題引領(lǐng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)合作

深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)是非結(jié)構(gòu)性知識(shí)與結(jié)構(gòu)性知識(shí)建構(gòu)的過程，也是信息加工的過程。教師利用問題引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)處理、提取、凝練關(guān)鍵信息，將學(xué)習(xí)內(nèi)容歸納到相關(guān)的概念系統(tǒng)中，從而提升學(xué)生的思維層次，培養(yǎng)科學(xué)思維。

例如，以分離和提取色素中的問題為例。（1）關(guān)于制備濾紙條的問題：①濾紙的一端剪取兩個(gè)角的目的是什么？②為什么用鉛筆劃線，可以改用圓珠筆嗎？有其他的方法嗎？（2）關(guān)于畫濾液細(xì)線的問題：為什么濾液細(xì)線要干了以后再畫？為什么要重復(fù)畫2或3次？（3）關(guān)于分離色素的問題：①為什么層析液不能觸及濾液細(xì)線？②為什么燒杯要用培養(yǎng)皿蓋好？（4）關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的問題：①觀察所選材料分離出幾種色素帶，它們的順序、顏色和寬窄如何？②所選植物的色素帶的異同是什么？③哪種色素?cái)U(kuò)散最快？材料中有紫色色素的移動(dòng)嗎？請(qǐng)解釋原因。④請(qǐng)分析是否符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期。如果不符合，是什么原因？

各小組展示本組實(shí)驗(yàn)后得到的濾紙條，合作分析結(jié)果不理想的原因。例如，①無水乙醇添加過多，色素顏色偏淺；②層析時(shí)間過短，葉綠素a和b沒有分離；③劃濾液細(xì)線用力不均勻，分離后的色素帶不平直，等等。這些問題使學(xué)生的認(rèn)知不是停留在“了解、記憶”這些低階的思維層次，而是向“應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”這些高階的思維層次提升。這是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。

2.2 問題引領(lǐng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)創(chuàng)新

深度學(xué)習(xí)終極追求的是學(xué)生高階思維、創(chuàng)新能力的發(fā)展。學(xué)生通過課本、“前概念”、生活經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，進(jìn)階升級(jí)找到關(guān)聯(lián)點(diǎn)，對(duì)這些內(nèi)容精細(xì)深度加工，創(chuàng)新性解決問題。本實(shí)驗(yàn)在教材實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上，通過問題引領(lǐng)，學(xué)生查閱資料和合作實(shí)踐，從色素提取、分離、濾液細(xì)線畫法等方面進(jìn)行了創(chuàng)新。學(xué)生分組探究各種方法，比較其效果（表2）。

表2 實(shí)驗(yàn)分組探究方案

3 活動(dòng)體驗(yàn)綜合化，促進(jìn)深度建構(gòu)

有了問題引領(lǐng)，教師還需要精心設(shè)計(jì)有針對(duì)性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，運(yùn)用知識(shí)解決問題，增加學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這種親歷性的體驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生從切身感受出發(fā)領(lǐng)悟生活，并結(jié)合自身體驗(yàn)建構(gòu)知識(shí)。教師要圍繞活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生開展體驗(yàn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)思維框架，打通知識(shí)關(guān)聯(lián)，聚焦學(xué)科方法與思想。教師利用挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)或者活動(dòng)，達(dá)到解決問題、形成概念、發(fā)展素養(yǎng)的目的（表3）。

表3 “光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)化”的活動(dòng)體驗(yàn)設(shè)計(jì)

4 評(píng)價(jià)應(yīng)用素養(yǎng)化，促進(jìn)深度反思

教師要注意圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)的落實(shí)、學(xué)習(xí)方法的運(yùn)用、合作學(xué)習(xí)的表現(xiàn)等，進(jìn)行多元評(píng)價(jià)，通過課堂評(píng)價(jià)及時(shí)反饋，幫助學(xué)生自我調(diào)整、改進(jìn)學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)。評(píng)價(jià)應(yīng)用要基于教材，高于教材，應(yīng)用知識(shí)，探究未知，注重探究過程和知識(shí)創(chuàng)生。教學(xué)評(píng)價(jià)包括課堂教學(xué)評(píng)價(jià)、活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)和學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)3個(gè)方面。其評(píng)價(jià)目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)要一致，評(píng)價(jià)任務(wù)與學(xué)習(xí)任務(wù)要整合，過程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)要并重。

教學(xué)評(píng)價(jià)是持續(xù)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，是對(duì)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的活動(dòng)體驗(yàn)達(dá)成情況的測(cè)查，同時(shí)起到監(jiān)測(cè)與調(diào)控學(xué)習(xí)過程、反饋與指導(dǎo)學(xué)習(xí)改進(jìn)的作用。例如，在學(xué)生操作提取和分離葉綠體色素的過程中，教師可通過希沃授課助手對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行實(shí)時(shí)直播，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤，并反饋修正，精講點(diǎn)撥。評(píng)價(jià)要強(qiáng)調(diào)“伴隨式”，包括課前、課中和課后。例如，學(xué)生在課前查閱資料，自由選擇紅葉石楠、菠菜、小黑菜、韭黃、紫葉李等實(shí)驗(yàn)材料，確認(rèn)無水乙醇、石油醚與四氯化碳的混合溶液（3∶2）、二氧化硅、碳酸鈣等實(shí)驗(yàn)試劑。教師對(duì)學(xué)生的預(yù)實(shí)驗(yàn)做出評(píng)價(jià)，確保課堂實(shí)驗(yàn)的高效達(dá)成。

在深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)中，教師要自覺引導(dǎo)學(xué)生反思和評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)結(jié)果，幫助學(xué)生形成正確價(jià)值觀，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，通過基因工程的方法創(chuàng)造出發(fā)光植物，解決拉閘限電的現(xiàn)實(shí)問題，這既是生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程，也是學(xué)生承擔(dān)社會(huì)責(zé)任、給出自己的判斷和觀點(diǎn)的過程。教師要注重正確的價(jià)值導(dǎo)向，體現(xiàn)人文關(guān)懷。

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，通過情境導(dǎo)向、問題引領(lǐng)、活動(dòng)體驗(yàn)、評(píng)價(jià)促進(jìn)，關(guān)聯(lián)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，掌握知識(shí)的本質(zhì)，能夠促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，真正走向知識(shí)的創(chuàng)造和應(yīng)用。