高中生物教學(xué)中促深度學(xué)習(xí)策略研究

吳姝雯

【摘? 要】探究生物教學(xué)中促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略研究，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)鑒別、選擇教材或試題文本給出的相關(guān)信息，提高信息篩檢、提煉并整合有效信息用于解決問題的能力。因此，教師在高中生物課堂教學(xué)中，應(yīng)圍繞高階目標(biāo)、真實(shí)情境、有效活動(dòng)、多元評(píng)價(jià)等核心要素來組織教與學(xué)的過程，有利于實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；模型建立；系統(tǒng)分析；能力轉(zhuǎn)化

2022年最新修訂的高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)要求：生物教學(xué)中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，并內(nèi)化形成獨(dú)立的技能方法用于解決實(shí)際問題。這不僅是對(duì)“培養(yǎng)核心素養(yǎng)”的實(shí)踐層面回應(yīng)，也是高中學(xué)段生物教學(xué)實(shí)施、評(píng)價(jià)、考核的目標(biāo)指向。本文從高考考試大綱標(biāo)定的“增加對(duì)學(xué)生閱讀理解水平和語言表述能力考察”的要求出發(fā)，結(jié)合高中學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，整理論述課堂教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，將信息構(gòu)架為知識(shí)、把知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力、將能力輸出成問題解決方案的系統(tǒng)化教學(xué)培養(yǎng)方法，幫助學(xué)生建立認(rèn)知模型，學(xué)會(huì)系統(tǒng)分析，從解決應(yīng)試問題到理解社會(huì)生活中的問題，從而真正達(dá)到深度學(xué)習(xí)、高效學(xué)習(xí)。

一、高中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)分析

第一，高中學(xué)生的知覺能力和觀察水平提高，目的性強(qiáng)且更加持久。比如觀察脫氧核苷酸和核糖核苷酸結(jié)構(gòu)區(qū)別，多數(shù)學(xué)生能快速發(fā)現(xiàn)其五碳糖二號(hào)碳上關(guān)聯(lián)基團(tuán)的差別，并對(duì)碳元素編號(hào)原則產(chǎn)生疑問和聯(lián)想，足見其快速精準(zhǔn)。

第二，高中學(xué)生在學(xué)習(xí)中更多采取有意識(shí)地記憶，多數(shù)學(xué)生能根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)制定較長遠(yuǎn)的任務(wù)規(guī)劃，并自覺監(jiān)督分步完成，會(huì)主動(dòng)進(jìn)行自我檢測(cè)和復(fù)習(xí)確保記憶效果；學(xué)習(xí)過程中機(jī)械記憶減少，更傾向于使用理解記憶和抽象記憶的方法達(dá)到融會(huì)貫通，使記憶內(nèi)容保持得更加持久。比如學(xué)生會(huì)自覺將數(shù)據(jù)材料制成圖表，找規(guī)律記憶；也會(huì)將長篇文本制成概念導(dǎo)圖，提綱挈領(lǐng)，確保記憶的速度和效果；將相似概念對(duì)比分析，列舉相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，嘗試總結(jié)普適性規(guī)律，形成記憶模塊，減少純機(jī)械記憶帶來的負(fù)擔(dān)。

第三，高中生理論型抽象思維發(fā)展占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)，形式運(yùn)算特征明顯。善于擺脫具體事物限制而用抽象概念進(jìn)行邏輯建構(gòu)，如學(xué)習(xí)人體內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)模塊的知識(shí)時(shí)，不需將所涉及的循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)所有器官和功能一一列圖明細(xì)講解，只說明它們之間的相互作用關(guān)系就可以理解其內(nèi)在生理機(jī)制。

第四，高中生元認(rèn)知監(jiān)控能力已趨完善，能主動(dòng)對(duì)思維過程進(jìn)行自查和糾正，對(duì)假設(shè)也善于演繹推理，因而在解決復(fù)雜問題過程中表現(xiàn)出一定的策略性和預(yù)見性，并通過自我反省來確保準(zhǔn)確和高效。如探究SGLT-2抑制劑是否有減肥功效的課題中，學(xué)生從“SGLT-2能抑制腎小管重吸收葡萄糖”這一既得結(jié)論出發(fā)，先驗(yàn)主義地得出“SGLT-2能促進(jìn)排糖減肥”的結(jié)論。但很快就意識(shí)到該結(jié)論的成立需要以下幾個(gè)條件來加以框定：健康人群和糖尿病人的藥代動(dòng)力學(xué)機(jī)制完全相同；SGLT-2功能受抑制不會(huì)對(duì)其他生理活動(dòng)產(chǎn)生干擾；心因性藥物反應(yīng)不干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下，這些因素是無法精確控制而規(guī)避系統(tǒng)誤差的，所以上述結(jié)論并不一定成立。學(xué)生往往能自覺意識(shí)到這些問題，并嘗試用語言對(duì)小組合作成員準(zhǔn)確表達(dá)出來，以方便交流改進(jìn)。這是典型的元認(rèn)知對(duì)思維過程的監(jiān)控體現(xiàn)。

第五，高中生的能力結(jié)構(gòu)發(fā)展差異顯著。比如在攝取知識(shí)時(shí)有的學(xué)生偏重于視覺型，有的是聽覺型，有的喜歡邊做一些動(dòng)作邊學(xué)，屬于典型的運(yùn)動(dòng)型。在理解記憶時(shí)，有的學(xué)生習(xí)慣將知識(shí)轉(zhuǎn)譯成畫面，有的喜歡用概念語言，有的喜歡將知識(shí)歸納成圖表、函數(shù)等數(shù)學(xué)模型。不同能力結(jié)構(gòu)的學(xué)生在學(xué)習(xí)方式、工具選擇和思維系統(tǒng)的架構(gòu)方式上存在明顯差異，是教師們選擇適當(dāng)教育教學(xué)方法的重要基點(diǎn)。

二、高中生物教學(xué)中促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐策略

（一）明確教學(xué)目標(biāo)

1.創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的自發(fā)生成

深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生基本知識(shí)儲(chǔ)備的重點(diǎn)有效途徑之一，而高中階段的生物教師應(yīng)該把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的角度上面。生物學(xué)作為高中的重要科目之一，要求教師在教學(xué)過程中不僅要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)掌握能力，更重要的是要培養(yǎng)他們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用技能的使用。此外，隨著新課程改革的繼續(xù)推進(jìn)，在高效優(yōu)質(zhì)教育的教學(xué)理念下，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)已成為現(xiàn)代教學(xué)的重要內(nèi)容。教育改革之中要求學(xué)生培養(yǎng)關(guān)鍵知識(shí)技能儲(chǔ)備，同時(shí)更加注重學(xué)生的終身發(fā)展和核心素養(yǎng)。新課標(biāo)要求高中生物學(xué)習(xí)要培養(yǎng)學(xué)生的生命觀、科學(xué)觀，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)精神，養(yǎng)成社會(huì)責(zé)任感。課堂教學(xué)要針對(duì)相關(guān)培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)力。有效創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，增加學(xué)生代入感，產(chǎn)生深刻體驗(yàn)，是啟發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力，使之自覺生成學(xué)習(xí)目標(biāo)的關(guān)鍵。如講授構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)化合物時(shí)，單純以“糖類物質(zhì)包括哪些”“脂肪就是脂質(zhì)嗎”這類與學(xué)生實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)缺乏直接聯(lián)系的問題導(dǎo)入，不容易吸引學(xué)生注意力，難以調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果也就不明顯。如果能從學(xué)生生活中遇到的實(shí)際問題出發(fā)設(shè)計(jì)問題，用問題串引出相關(guān)知識(shí)，就能幫助學(xué)生理解的同時(shí)，把零碎知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成系統(tǒng)模塊，方便學(xué)生進(jìn)行意義記憶。比如，“包裝上標(biāo)明0糖0卡的飲料真的不會(huì)給人體帶來能量嗎？”這個(gè)問題就幫助學(xué)生把“哪些物質(zhì)屬于糖”“糖是否都能為人體供能”“糖在人體消化吸收過程中會(huì)發(fā)生什么轉(zhuǎn)變”這一系列知識(shí)高度整合，達(dá)到加深理解的效果，從而提高課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)的效率。再比如，“有氧運(yùn)動(dòng)中為什么要進(jìn)行到一定程度才能達(dá)到燃脂的效果”“有機(jī)物的消耗順序是怎樣的”這些問題的設(shè)計(jì)和當(dāng)下青少年關(guān)注的熱點(diǎn)問題緊密結(jié)合，使得學(xué)生非常容易帶入情境，激發(fā)起好奇心和學(xué)習(xí)熱情。而這些問題整合的知識(shí)范圍也比較廣泛，涉及到有機(jī)物在人體內(nèi)代謝的過程，有機(jī)物的轉(zhuǎn)化規(guī)律，運(yùn)動(dòng)與氧化分解有機(jī)物這一生命過程的聯(lián)系等。由此可見，好的學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生出于自我成長、自我完善的內(nèi)在需求而主動(dòng)生成的目標(biāo)，在這樣的目標(biāo)指引下學(xué)習(xí)的知識(shí)，才能和學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)發(fā)生交互，經(jīng)反復(fù)檢驗(yàn)、確認(rèn)的深加工過程，方才內(nèi)化成自身知識(shí)系統(tǒng)的一部分，成為學(xué)生深化舊有經(jīng)驗(yàn)，理解并吸納新知識(shí)的基石。這正是深度學(xué)習(xí)的意義之所在。

2.目標(biāo)升級(jí)帶動(dòng)活動(dòng)升級(jí)，導(dǎo)向思維升級(jí)

學(xué)生自我實(shí)現(xiàn)的內(nèi)在需求必然伴隨著學(xué)習(xí)目標(biāo)的不斷升級(jí)，知識(shí)格局的拓展也必然會(huì)帶來質(zhì)量更高的思維體驗(yàn)。這就要求教師對(duì)設(shè)定的目標(biāo)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，去精準(zhǔn)匹配學(xué)生思維的迭代升級(jí)，拓寬其能力邊界，不斷強(qiáng)化正反饋，增加學(xué)生的自我效能體驗(yàn)，使學(xué)生身心獲得真正意義上的成長。

在研究高糖高脂飲食飼喂孕期母鼠對(duì)子代鼠飲食習(xí)性影響的實(shí)驗(yàn)中，初級(jí)目標(biāo)是通過設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證孕期母鼠高糖高脂飲食會(huì)增加子代偏嗜高糖高脂食物的概率。這一目標(biāo)較易達(dá)成，但是學(xué)生很快會(huì)深入到生化機(jī)制層面聯(lián)想出新的問題：既然對(duì)糖和脂的偏嗜欲與老鼠體內(nèi)瘦素作用相關(guān)，那引起子代鼠嗜糖嗜脂的真正原因是其體內(nèi)瘦素含量不足還是細(xì)胞膜表面瘦素受體不足？這就需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究。其間，還需要充分考慮所選脂肪組織是否因位置特殊而影響結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性，如何避免內(nèi)源激素的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否為其他哺乳動(dòng)物的相關(guān)研究提供參考借鑒等問題。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)課題的研究，就體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的漸進(jìn)升級(jí)：從表觀現(xiàn)象到內(nèi)在機(jī)理，從直觀具象到微觀抽象，這符合高中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。在以學(xué)生為中心的大方向指導(dǎo)下，教學(xué)目標(biāo)的生成式演化也需要不斷調(diào)整適配。

（二）直觀呈現(xiàn)，抽象整合

教學(xué)中使用的材料、模型甚至言語盡可能直觀，降低學(xué)生端信息輸入成本。這一點(diǎn)，現(xiàn)代多媒體教具的應(yīng)用可以提供不少助力。信息材料經(jīng)由學(xué)生個(gè)體消化整理后，一定要有目標(biāo)導(dǎo)向的主動(dòng)輸出過程，才能讓學(xué)生對(duì)所攝取的信息進(jìn)行深加工，促進(jìn)新知識(shí)與學(xué)生舊有知識(shí)系統(tǒng)的深度融合，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力的遷移。因此，輸出內(nèi)容的形式就非常重要，需要教師在課堂教學(xué)管理中做出明確要求：需是概念化、系統(tǒng)化的輸出形式，具有普適性的參考和解釋價(jià)值，并能與物理模型、數(shù)學(xué)模型等其他內(nèi)容形式相互轉(zhuǎn)化。

好的輸出是經(jīng)由廣泛發(fā)散、精準(zhǔn)求證、深度整合的思維產(chǎn)物，其質(zhì)量直接受到加工過程中主體思維品質(zhì)的影響。越抽象、越高維度的輸出形式對(duì)學(xué)生思維過程的要求就越高。因此，要求學(xué)生對(duì)攝取的材料信息進(jìn)行整合加工輸出概念體系，有助于幫助學(xué)生搭建思考框架，鍛煉思維品質(zhì)，拓寬認(rèn)知格局。

這一點(diǎn)，在梳理降糖藥發(fā)展史的課題研究中可見一斑。授課過程中，教師會(huì)以圖文和視頻材料介紹胰島素類、他汀類、艾塞那肽類和列凈類藥物的作用機(jī)制和一般性治療效果。得益于形象生動(dòng)的視頻材料，學(xué)生并不難理解。但從理解到靈活運(yùn)用于實(shí)際問題解決，還存在相當(dāng)?shù)木嚯x。這時(shí)如能在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)一個(gè)以概念圖表現(xiàn)各類藥物作用機(jī)理并列表對(duì)比各自優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍的環(huán)節(jié)，就能讓學(xué)生從快而急促的信息輸入狀態(tài)慢下來，將新信息和原有知識(shí)體系進(jìn)行整合深化。輸出過程不僅強(qiáng)化記憶，材料形式的轉(zhuǎn)譯還能進(jìn)一步綜合鍛煉學(xué)生的能力，使他們內(nèi)在認(rèn)知模型更加優(yōu)化。同理，還能再給一些相關(guān)任務(wù)升級(jí)一下：針對(duì)幾種藥物的優(yōu)缺點(diǎn)，探討它們各自適用于哪類病人，說出你的觀點(diǎn)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)圖表。分析整理，學(xué)以致用，從而達(dá)到觸類旁通的效果，這是更高維度的輸出。

（三）鼓勵(lì)創(chuàng)新，綜合實(shí)踐

“紙上得來終覺淺”，生物學(xué)科的學(xué)習(xí)尤其是生物技術(shù)與實(shí)踐模塊更離不開動(dòng)手實(shí)踐促進(jìn)其知識(shí)技能和人格心理的全面發(fā)展的探索。因時(shí)因地制宜開展發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)，結(jié)合鄉(xiāng)土資源進(jìn)行生態(tài)工程設(shè)計(jì)，聯(lián)合高校資源進(jìn)行基因工程、細(xì)胞工程乃至胚胎工程方面的探索，都不失為很好的嘗試。這些活動(dòng)能創(chuàng)造機(jī)會(huì)給學(xué)生以大量直觀體驗(yàn)，而對(duì)一個(gè)學(xué)科的深度理解和熱愛，正是經(jīng)由這些直觀經(jīng)驗(yàn)感受才能形成。這是塑造一個(gè)學(xué)生的生命觀、科學(xué)觀，培養(yǎng)其專業(yè)化學(xué)科素養(yǎng)，形成高度社會(huì)責(zé)任感所必不可少的積累。給成長以真實(shí)體驗(yàn)，還生命以親歷過程，寓教育于感受，成思維于實(shí)操，這是非常質(zhì)樸卻有效的育人方法。

實(shí)踐帶來積累，厚積就有機(jī)會(huì)創(chuàng)新。創(chuàng)新離不開實(shí)踐，實(shí)踐給創(chuàng)新帶來落地應(yīng)用的場景。二者相互依存，演化發(fā)展。而高中生正是意氣蓬勃的年齡，在實(shí)踐中合作，在創(chuàng)造中求索，正是他們完成自我認(rèn)同和群體認(rèn)同的必經(jīng)之路。因此，鼓勵(lì)他們實(shí)踐創(chuàng)新，培養(yǎng)躬身務(wù)實(shí)的品質(zhì)，也是我們改進(jìn)教學(xué)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)展的重要抓手。

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