基于深度學(xué)習(xí)的高中生物學(xué)TISA課堂教學(xué)模式實踐探索

蘇科庚

（廣東廣雅中學(xué) 廣東廣州 510160）

深度學(xué)習(xí)是當(dāng)前新一輪課程改革培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的目標(biāo)導(dǎo)向，其特征主要體現(xiàn)為3個轉(zhuǎn)變：從學(xué)科中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)變；從教師的教向?qū)W生的學(xué)轉(zhuǎn)變；從知識技能的獲得向核心素養(yǎng)的發(fā)展轉(zhuǎn)變。深度學(xué)習(xí)旨在通過課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生參與自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程和學(xué)習(xí)關(guān)系的建構(gòu)，幫助學(xué)生掌握核心知識內(nèi)容，培養(yǎng)科學(xué)思維以及解決復(fù)雜問題的能力。構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的高中生物學(xué)TISA課堂教學(xué)模式，正是引導(dǎo)學(xué)生成為深度思維的自主學(xué)習(xí)者而開展的教學(xué)實踐探索。

1 TISA課堂教學(xué)模式概述

TISA課堂教學(xué)模式是指通過學(xué)習(xí)任務(wù)群（Task group of learning）、情境化設(shè)置（Immersion of situational learning）、問題鏈策略（Strategy chain questions）、發(fā)展性評價（Assessment based on sustainable growth）等教學(xué)策略開展的課堂教學(xué)模式。

圖1 基于深度學(xué)習(xí)的“TISA課堂教學(xué)模式”

TISA課堂教學(xué)模式包含四個組成要素：

（1）學(xué)習(xí)任務(wù)群（T）：以任務(wù)為導(dǎo)向，通過整合學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)與生活、內(nèi)容與方法、過程與素養(yǎng)形成的結(jié)合。

（2）情境化設(shè)置（I）：教學(xué)中的情境化設(shè)置既能有效吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。合理的情境設(shè)置還能為問題的提出與解決搭建腳手架，為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究奠定基礎(chǔ)。

（3）問題鏈策略（S）：教學(xué)以問題為起點，并用進(jìn)一步的問題來推進(jìn)。問題鏈策略強(qiáng)調(diào)教學(xué)中通過環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生不斷進(jìn)行深度思維。

（4）發(fā)展性評價（A）：教學(xué)中要改變單一紙筆測試和過度量化的評價方式，運用多元方式進(jìn)行綜合性評價，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展，提升學(xué)生的思維水平和素養(yǎng)能力。

TISA課堂教學(xué)模式并不是一個固定的教學(xué)模式，學(xué)習(xí)任務(wù)群、情境化設(shè)置、問題鏈策略以及發(fā)展性評價4個要素強(qiáng)調(diào)的是課堂教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)的教學(xué)策略，而不是特指課堂教學(xué)的4個環(huán)節(jié)流程。可見，TISA課堂教學(xué)模式就是通過課堂教學(xué)中相關(guān)教學(xué)策略的綜合運用，構(gòu)建師生多元互動的深度學(xué)習(xí)范式。

2 TISA課堂教學(xué)模式在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 “學(xué)習(xí)任務(wù)群”在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

教師通過整合教材內(nèi)容，設(shè)置不同的任務(wù)群，引導(dǎo)學(xué)生開展以主題任務(wù)為驅(qū)動的跨章節(jié)甚至是跨模塊的綜合性學(xué)習(xí)。

例如，在學(xué)習(xí)“基因突變”時，教師可引導(dǎo)學(xué)生從以下學(xué)習(xí)任務(wù)群展開學(xué)習(xí)：

①分析歸納基因突變的概念、特點、意義以及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用；

②分析基因突變與基因重組的區(qū)別與聯(lián)系；

③比較基因突變與染色體變異的區(qū)別；

④分析基因突變對細(xì)胞分裂和分化的影響；

⑤討論基因突變對遺傳規(guī)律的影響。

通過對學(xué)習(xí)任務(wù)群的分析，學(xué)生以“基因突變”的知識為切入點，延伸到與之相關(guān)的其他章節(jié)內(nèi)容的整合理解和綜合學(xué)習(xí)，豐富、深化了對“基因突變”概念的全面理解。

又如，在學(xué)習(xí)《必修1·分子與細(xì)胞》模塊時，教師以“種子萌發(fā)過程的探究”為主題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞三大任務(wù)群——“認(rèn)識種子的基本結(jié)構(gòu)”“分析種子萌發(fā)過程中的生理活動”“分析種子萌發(fā)過程中的成分變化”，展開跨章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)（圖2）。

圖2 “種子萌發(fā)過程的探究”學(xué)習(xí)任務(wù)群

2.2 “情境化設(shè)置”在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在生物學(xué)教學(xué)中，情境化設(shè)置的策略包括：結(jié)合科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境；結(jié)合學(xué)生的活動創(chuàng)設(shè)情境；通過教師的演示實驗創(chuàng)設(shè)情境；通過列舉有待解釋的生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境；利用趣聞軼事和虛構(gòu)故事創(chuàng)設(shè)情境；結(jié)合知識實際應(yīng)用的實例創(chuàng)設(shè)情境；由舊知識的擴(kuò)展引出新問題創(chuàng)設(shè)情境。

例如，在學(xué)習(xí)“光合作用的原理和應(yīng)用”時，為了幫助學(xué)生理解光合作用暗反應(yīng)的過程，教師利用卡爾文的科學(xué)史，設(shè)置情境：卡爾文最初的實驗是發(fā)現(xiàn)CO2固定后首先形成C3（一種三碳化合物）。那么，到底是哪類物質(zhì)與CO2結(jié)合形成C3呢？按照一般的思路，要尋找一種二碳化合物。但是，大家都沒有找到這樣的二碳化合物?？栁睦^續(xù)設(shè)計新的實驗進(jìn)行探索。他用14CO2標(biāo)記的小球藻進(jìn)行實驗，突然停止供應(yīng)CO2，小球藻內(nèi)含量大為增加的是一種五碳化合物。據(jù)此推測，這種五碳化合物應(yīng)該就是與CO2結(jié)合的化合物。教師提出問題：卡爾文通過停止供應(yīng)CO2檢測小球藻內(nèi)含量升高的物質(zhì)來推測CO2的受體，是基于什么樣的假設(shè)？

又如，在進(jìn)行“染色體變異”教學(xué)時，教師以相關(guān)醫(yī)學(xué)資料作為情境引導(dǎo)學(xué)生分析：醫(yī)學(xué)資料表明，很多胎兒在未出生以前就已死亡，其中有部分胎兒在母體發(fā)育時就因自然流產(chǎn)而夭折。這與染色體數(shù)目變異有關(guān)：染色體以染色體組的形式成倍增加；個別染色體的增加或減少。母親的年齡與染色體數(shù)目的變異也有關(guān)，如果母親懷孕時的年齡超過35歲，需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷，如羊水檢查或者基因診斷，以確定胎兒是否患有染色體異?；蚱渌愋偷倪z傳病。教師提出問題：觀察圖3，為什么母親的年齡與21三體綜合征的患病率有很大關(guān)系？有關(guān)調(diào)查還表明，近年來大多數(shù)21三體綜合征嬰兒是由年輕母親生產(chǎn)的（表1），試分析其中可能的原因。

圖3 21三體綜合征患病率與母親年齡的關(guān)系

表1 21三體綜合征患病率與母親年齡的關(guān)系

教師設(shè)置情境，使學(xué)生產(chǎn)生代入感，拉近學(xué)生與問題的距離，有利于激發(fā)學(xué)生的探究欲望并尋求分析解決問題的方法，進(jìn)而達(dá)到理解和運用知識的目的。

2.3 “問題鏈策略”在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

問題鏈設(shè)計首先應(yīng)具有情境性或沖突性，以激發(fā)學(xué)生探究的欲望；其次要有綜合性，以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思維；此外，還應(yīng)具備良好的梯度，讓學(xué)生“跳一跳摘得到”。

例如，學(xué)習(xí)“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”時，教師援引某道試題的示意圖（圖4），設(shè)置相關(guān)的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生討論：

圖4 物質(zhì)在人工膜和生物膜中的通透性比較

①請推測甘油、CO2和O2如何通過生物膜。理由是什么？②水分子是如何進(jìn)行跨膜運輸?shù)?？其影響因素是什么？如果要驗證水分子的跨膜運輸方式，應(yīng)該如何設(shè)計實驗？③K+、Na+、Cl-的跨膜運輸方式是什么？判斷的依據(jù)和影響的因素是什么？④逆濃度運輸（主動運輸）所需要的能量都來自于ATP嗎？

教師設(shè)置不同思維深度的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生深度分析和主動建構(gòu)物質(zhì)的跨膜運輸方式，有效促進(jìn)學(xué)生深刻理解所學(xué)知識。

又如，在學(xué)習(xí)“細(xì)胞的增殖”教學(xué)時，教師設(shè)置問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生展開討論：①細(xì)胞進(jìn)入分裂期時染色質(zhì)為何要轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧w狀態(tài)？②分裂前期核膜解體、核仁消失有何意義？③在分裂前期，細(xì)胞中為什么會出現(xiàn)紡錘體？④在分裂末期，為什么染色體又變成染色質(zhì)狀態(tài)？……這些問題已不僅僅是對分裂過程的簡單識記，更是對細(xì)胞分裂相關(guān)變化過程的背后原因和生理意義進(jìn)行深度挖掘和分析理解。

2.4 “發(fā)展性評價”在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

發(fā)展性評價關(guān)注被評價者的主體性與評價對個體發(fā)展的建構(gòu)作用，重視學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展，尤其是創(chuàng)新與探究、合作與實踐等能力的發(fā)展，將量化評價方法與質(zhì)性評價方法相結(jié)合，以豐富評價的方式與內(nèi)容。

例如，教師在引導(dǎo)學(xué)生開展生物學(xué)探究實驗時，設(shè)計過程性評價表（表2）對學(xué)生的實驗探究能力進(jìn)行評價。

表2 生物學(xué)探究性實驗過程性評價表

又如，在設(shè)計“細(xì)胞器”的作業(yè)時，教師改變單純以解題為核心的評價形式，創(chuàng)造性地引導(dǎo)學(xué)生以改編歌曲、說唱作品、詩歌創(chuàng)作等方式，通過自主創(chuàng)造和發(fā)散思維進(jìn)行建構(gòu)式的鞏固學(xué)習(xí)，進(jìn)而評價學(xué)生的思維發(fā)展情況。

學(xué)生作品1：《細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)》（改自《外婆的澎湖灣》）——今天老師把課講/已是第三章/沒有難點可以講/只是一片內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/坐在課室的椅子上/一遍遍回想/也是細(xì)胞的核膜上/有著兩片內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/那是質(zhì)膜拄著杖/將我手輕輕挽/踏著薄膜走向溶膠/片片的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/一個小泡是多肽一串/消磨許多能量/直到基體消融我倆/在合成的路上/細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/有我許多的分泌幻想/合成，運輸，蛋白，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/還有一個加工廠。

學(xué)生作品2：《溶酶體記》——溶酶體，形小球，母系高爾基體人氏也。行年四歲，母逐離室，即此漂零。及成立，有勇功，帝嘉其才，賜溶酶。溶者，戮也，酶者，速也。即目之利刃，擁近百水解酶，外攝蠻夷，內(nèi)蕩圣朝，往往軍未至，敵已潰……

3 TISA課堂教學(xué)模式在教學(xué)中的挑戰(zhàn)與反思

TISA課堂教學(xué)模式在教學(xué)實踐中面臨不少挑戰(zhàn)。例如，教師在設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)群時，常常涉及跨章節(jié)、跨模塊，甚至是跨學(xué)科內(nèi)容的學(xué)習(xí)，需要打破現(xiàn)有教材已有的內(nèi)容體系和邏輯框架。此外，任務(wù)群的學(xué)習(xí)往往需要多個連續(xù)性課時才能完成教學(xué)，也對生物學(xué)課時的安排帶來挑戰(zhàn)。設(shè)計問題鏈時，如何減少低質(zhì)量、低思維的問題，避免由“滿堂灌”走向“滿堂問”也值得反思研究。實施發(fā)展性評價時，如何建立科學(xué)合理的多元評價體系，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展也需要學(xué)校和教師進(jìn)一步深入探索實踐。

為思維而教，為未來而教。這是高中生物學(xué)新一輪課程改革的重要方向，而學(xué)生思維能力的發(fā)展離不開課堂教學(xué)中情境的創(chuàng)設(shè)，離不開學(xué)習(xí)任務(wù)群的有效解決，離不開高質(zhì)量問題的深入探討，更離不開發(fā)展性評價的激勵引導(dǎo)。唯有如此，學(xué)習(xí)才會真正發(fā)生，思維才會真正深刻，素養(yǎng)才能真正提升?；谏疃葘W(xué)習(xí)的高中生物學(xué)TISA課堂教學(xué)模式的構(gòu)建，不失為一種有益的探索實踐。