基于深度教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)策略探討

唐 遠(yuǎn)

（廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué) 廣東廣州 510055）

“核心素養(yǎng)為宗旨”是《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的重要理念。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)。教師在課堂上不僅要關(guān)注學(xué)科知識(shí)，更要結(jié)合具體的教學(xué)主題和教學(xué)內(nèi)容，促使學(xué)生通過(guò)思維活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的理解以及對(duì)知識(shí)背后的意義和思想的獲得，從而發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。從我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革開(kāi)始至今，課堂教學(xué)改革仍存在表層學(xué)習(xí)、表面學(xué)習(xí)和表演學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。深度教學(xué)是針對(duì)解決淺層教學(xué)弊端所提出的一種新的教育理念。在內(nèi)容上，它強(qiáng)調(diào)知識(shí)、邏輯和意義教學(xué)統(tǒng)一；在過(guò)程上，它著重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)和意義的持續(xù)生成。下面將結(jié)合深度教學(xué)過(guò)程的不同階段，探討逐層深化知識(shí)結(jié)構(gòu)、邏輯架構(gòu)和思想體系以培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)策略。

1 還原知識(shí)產(chǎn)生背景，尋找深度教學(xué)突破口

學(xué)科知識(shí)包含符號(hào)知識(shí)、思想和方法知識(shí)、意義和價(jià)值知識(shí)。其中，符號(hào)知識(shí)可以理解為結(jié)果性知識(shí)，思想和方法知識(shí)、意義和價(jià)值知識(shí)屬于過(guò)程性知識(shí)。學(xué)科知識(shí)產(chǎn)生過(guò)程是科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)思維、反復(fù)猜想、推理和驗(yàn)證、得出結(jié)論的過(guò)程。教學(xué)只有涉及到過(guò)程性知識(shí)，才能使教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)出一定的難度和深度。因此，教師還原知識(shí)產(chǎn)生的背景，可以幫助學(xué)生搭建從經(jīng)驗(yàn)到學(xué)科知識(shí)的橋梁，實(shí)現(xiàn)更全面透徹地理解學(xué)科知識(shí)及發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

在“減數(shù)分裂”內(nèi)容中，學(xué)生需要借助科學(xué)史來(lái)理解不少過(guò)程性知識(shí)，才能深度掌握減數(shù)分裂的過(guò)程和意義。例如，精原細(xì)胞轉(zhuǎn)化為精子的過(guò)程需要復(fù)制幾次和分裂幾次才能實(shí)現(xiàn)染色體數(shù)目減半的目標(biāo)？學(xué)生利用排列組合知識(shí)及科學(xué)思維，可以對(duì)此提出多種猜想。其中，復(fù)制與否成為判斷各種猜想真?zhèn)蔚闹匾笜?biāo)。教師通過(guò)呈現(xiàn)科學(xué)家利用DNA復(fù)制阻斷劑處理精原細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果，為驗(yàn)證猜想提供證據(jù)。又如，在減數(shù)分裂Ⅰ的前期，初級(jí)精母細(xì)胞染色體發(fā)生什么變化？學(xué)生通過(guò)觀察、比較百合花有絲分裂中期和減數(shù)分裂Ⅰ中期的實(shí)物圖，發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂Ⅰ中期染色體數(shù)目減半。教師提出問(wèn)題：那么，減半的染色體去哪里了呢？學(xué)生從減數(shù)分裂Ⅰ后期的實(shí)物圖中發(fā)現(xiàn)染色體數(shù)目恢復(fù)了，于是猜測(cè)減數(shù)分裂Ⅰ中期染色體兩兩結(jié)合了。教師追問(wèn)：那么，兩兩結(jié)合是發(fā)生在同源染色體之間還是父方或母方各自的染色體之間？教師提供“一粒小麥”（2n=14）染色體的示意圖和減數(shù)分裂I前期的實(shí)物圖，讓學(xué)生觀察分析。學(xué)生發(fā)現(xiàn)該物種的非同源染色體大小差異很大，并且減數(shù)分裂Ⅰ前期只有7個(gè)染色體形成的“結(jié)構(gòu)”，因此認(rèn)為減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體配對(duì)。這為討論同源色體聯(lián)會(huì)的意義做好鋪墊。再如，教師提出問(wèn)題：同源染色體分離后是否隨機(jī)移向兩極？然后，提供Sutton發(fā)現(xiàn)的雄性“笨蝗”（2n=23）的染色體示意圖。學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)它只有一條性染色體X并且有一對(duì)同源染色體大小不同。教師引導(dǎo)學(xué)生分析“若非同源染色體自由組合，X染色體與這對(duì)同源染色體會(huì)形成幾種組合”。經(jīng)過(guò)學(xué)生小組討論后，教師提供Carother使用笨蝗觀察統(tǒng)計(jì)X染色體與該相異染色體組合比例的相關(guān)資料，用于驗(yàn)證學(xué)生的推測(cè)。教師把結(jié)果性知識(shí)恢復(fù)到它所被抽象出來(lái)的原始經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生回到知識(shí)產(chǎn)生的起點(diǎn)，讓學(xué)生依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和觀察結(jié)果提出合理猜想。然后，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合科學(xué)家實(shí)驗(yàn)證據(jù)或自行設(shè)計(jì)實(shí)施實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷猜想的合理性，從而逐步構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)培育學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)的目標(biāo)。

2 沉浸科學(xué)探究過(guò)程，讓深度教學(xué)真實(shí)發(fā)生

學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷是其進(jìn)入科學(xué)知識(shí)體系的重要途徑。在深度教學(xué)理念指導(dǎo)下，教師引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)生產(chǎn)過(guò)程的教學(xué)，不是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳遞過(guò)程，也不是學(xué)生脫離學(xué)科知識(shí)隨意建構(gòu)的過(guò)程，而是主動(dòng)探尋和思考“符號(hào)知識(shí)”蘊(yùn)含的思想和方法等，自主吸取學(xué)科知識(shí)生產(chǎn)過(guò)程中蘊(yùn)藏的養(yǎng)分，是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作和發(fā)現(xiàn)的探究過(guò)程。學(xué)生逐步學(xué)會(huì)像科學(xué)家一樣思考，使探究學(xué)習(xí)成為促使其核心素養(yǎng)發(fā)展的動(dòng)力。

通過(guò)對(duì)“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解植物向光生長(zhǎng)的原因。教師提出問(wèn)題：生長(zhǎng)素只能促進(jìn)植物生長(zhǎng)嗎？教師組織學(xué)生觀察種子萌發(fā)后根的生長(zhǎng)方向。學(xué)生發(fā)現(xiàn)放在豎立的培養(yǎng)皿里的綠豆種子的根向地生長(zhǎng)，于是猜測(cè)：若把豎立的培養(yǎng)皿90°旋轉(zhuǎn)后繼續(xù)培育，過(guò)幾天后根如何生長(zhǎng)？有的學(xué)生根據(jù)生長(zhǎng)素起促進(jìn)作用的前概念推測(cè)根背地生長(zhǎng)；有的學(xué)生根據(jù)根具有吸收土壤水分和無(wú)機(jī)鹽的功能推測(cè)根應(yīng)繼續(xù)向地生長(zhǎng)。教師提問(wèn)：哪種推測(cè)符合事實(shí)？教師展示興趣小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)根依舊保持向地生長(zhǎng)。教師追問(wèn)：該現(xiàn)象背后隱藏著“生長(zhǎng)素生理作用”的什么秘密呢？教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)做出推測(cè)，組織學(xué)生以小組為單位探究不同濃度的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑對(duì)富貴竹生根的影響，以期找到支持的證據(jù)。通過(guò)小組合作實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生生成了生長(zhǎng)素具有兩重性的結(jié)果性知識(shí)。

在應(yīng)用生長(zhǎng)素作用特點(diǎn)解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題中，教師布置學(xué)生課前完成對(duì)學(xué)校玉蘭樹(shù)樹(shù)冠測(cè)量及用照片記錄樹(shù)形的任務(wù)。在調(diào)查過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，樹(shù)冠大的玉蘭樹(shù)雖然分支多但主干會(huì)相對(duì)短。教師提供頂芽發(fā)育成植株主干，側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝，頂芽和側(cè)芽都能產(chǎn)生生長(zhǎng)素的知識(shí)背景資料以及校園園丁對(duì)玉蘭樹(shù)打頂?shù)墓ぷ饔涗?。學(xué)生結(jié)合教師提供的資料，通過(guò)邏輯推理，得出猜想：頂芽生長(zhǎng)素濃度低，優(yōu)先生長(zhǎng)；側(cè)芽由于接受了頂芽運(yùn)輸過(guò)來(lái)的生長(zhǎng)素，導(dǎo)致生長(zhǎng)素濃度高，從而抑制生長(zhǎng)。教師組織各學(xué)生小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證，引導(dǎo)小組之間對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相互點(diǎn)評(píng)和提出修改建議；然后，展示興趣小組利用黃豆植株實(shí)施去除頂芽和去除頂芽后添加含生長(zhǎng)素類似物瓊脂塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用于驗(yàn)證猜想；最后，班級(jí)向?qū)W校提交對(duì)校園籃球場(chǎng)旁樹(shù)木去頂從而增加運(yùn)動(dòng)舒適度的建議。教師利用實(shí)驗(yàn)和生活情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“生長(zhǎng)素的生理作用”這一核心問(wèn)題展開(kāi)探討。學(xué)生通過(guò)小組合作科學(xué)探究，活化了猜想和假設(shè)、評(píng)估和解釋的高階思維，體驗(yàn)了學(xué)科知識(shí)產(chǎn)生過(guò)程，促使自主建構(gòu)知識(shí)，通過(guò)應(yīng)用已有知識(shí)解決新問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)科思想和方法的挖掘，培育了關(guān)鍵能力。

3 經(jīng)驗(yàn)知識(shí)雙重轉(zhuǎn)化，使深度教學(xué)有效實(shí)施

每位學(xué)生都會(huì)有自己的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)可能來(lái)自日常生活的積累，也可能是將以往習(xí)得的知識(shí)在生活中實(shí)踐而獲得。從心理學(xué)的層面來(lái)說(shuō)，學(xué)生需要經(jīng)歷從經(jīng)驗(yàn)到知識(shí)、從知識(shí)到經(jīng)驗(yàn)的兩次反轉(zhuǎn)才能把知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)。深度教學(xué)以情境為抓手喚醒或改造以往經(jīng)驗(yàn)，以探索情境背后蘊(yùn)藏的科學(xué)道理為腳手架，引領(lǐng)學(xué)生從現(xiàn)象理解走入本質(zhì)理解，再走向思想和方法的理解，從而實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)到知識(shí)的轉(zhuǎn)化，以運(yùn)用學(xué)會(huì)的知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題為支架推動(dòng)學(xué)生將知識(shí)再轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗(yàn)，形成便于遷移的經(jīng)驗(yàn)整體，以解決實(shí)踐中的挑戰(zhàn)性問(wèn)題。

在“人類紅綠色盲遺傳病的遺傳方式”探索中，學(xué)生從醫(yī)院調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)紅綠色盲男性患者遠(yuǎn)多于女性患者，白化病男性患者與女性患者數(shù)量相當(dāng)。他們會(huì)產(chǎn)生疑惑：為何兩者在群體中發(fā)病情況存在不同表現(xiàn)？它們的遺傳方式有何差異？學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道白化病的致病基因位于常染色體上，推測(cè)：紅綠色盲致病基因可能位于X染色體上、Y染色體上、XY染色體上或者線粒體DNA上。參考摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅紅眼基因位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生打算通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找答案。但他們很快意識(shí)到研究人類的遺傳規(guī)律不能采用動(dòng)物雜交實(shí)驗(yàn)的方法。在教師提示下，學(xué)生嘗試從患者家庭中尋找特殊的婚配情況并畫出家族系譜圖進(jìn)行分析。同時(shí)，教師提供“眼科醫(yī)生赫納發(fā)現(xiàn)女色盲（丈夫正常）的兒子全部表現(xiàn)為色盲”的資料。

經(jīng)過(guò)分析綜合，學(xué)生認(rèn)為紅綠色盲致病基因位于X染色體上。接著，教師提供“女色盲（丈夫正常）后代罕見(jiàn)出現(xiàn)女性患病或男性正?！钡难a(bǔ)充資料，并提出“該補(bǔ)充資料是否能推翻剛才的結(jié)論”的疑問(wèn)。學(xué)生開(kāi)始考量不同證據(jù)間的可信度和關(guān)聯(lián)度。經(jīng)過(guò)討論分析，學(xué)生認(rèn)為后代“異?！钡谋硇涂赡苁怯苫蛲蛔?、環(huán)境等因素導(dǎo)致的，不能推翻該假說(shuō)。同時(shí)，學(xué)生也意識(shí)到通過(guò)表型來(lái)指示基因可能會(huì)存在一定的偏差，認(rèn)為分子層面的檢測(cè)結(jié)果才是有力的證據(jù)。學(xué)生遷移應(yīng)用紅綠色盲遺傳規(guī)律的研究方法，找出抗維生素D佝僂病和外耳道多毛癥的遺傳特點(diǎn)。最后，學(xué)生歸納綜合三種遺傳病的遺傳規(guī)律相同之處，生成伴性遺傳概念。

通過(guò)“兩次倒轉(zhuǎn)”的深度學(xué)習(xí)教學(xué)活動(dòng)機(jī)制，學(xué)生運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)參加學(xué)科知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了已有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)化和系統(tǒng)化，應(yīng)用新的科學(xué)方法解決新的問(wèn)題，生成概念和萌發(fā)觀念，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)到素養(yǎng)的最終轉(zhuǎn)化。

本節(jié)課經(jīng)過(guò)再現(xiàn)科學(xué)史，實(shí)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)與人類探索經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，推動(dòng)學(xué)生打開(kāi)學(xué)科結(jié)果性和過(guò)程性知識(shí)的學(xué)習(xí)大門。學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究，學(xué)會(huì)針對(duì)真實(shí)情境提出有價(jià)值可探究的科學(xué)問(wèn)題，懂得通過(guò)自主合作推進(jìn)探究方案實(shí)施，運(yùn)用高階思維對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而踏上完善學(xué)科知識(shí)體系的道路。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)多次轉(zhuǎn)化，學(xué)生逐步掌握把經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)建立結(jié)構(gòu)性關(guān)聯(lián)，豐富認(rèn)識(shí)世界的方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為核心素養(yǎng)，最終促使學(xué)生獲得學(xué)科知識(shí)的成果。

深度教學(xué)能促使學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)、建立學(xué)科必備的思維方式、形成基本的學(xué)科思想，培育應(yīng)用知識(shí)、方法和思想去解決具體問(wèn)題的關(guān)鍵能力和學(xué)科經(jīng)驗(yàn)，從而使生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任相互交融的核心素養(yǎng)得以真正落地。再現(xiàn)科學(xué)史、經(jīng)歷自主合作探究和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化是實(shí)施深度教學(xué)的可行策略。教師可通過(guò)這些教學(xué)策略讓學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)化、核心素養(yǎng)外顯化，提升課堂教育涵養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展的育人目標(biāo)。