深度學(xué)習(xí)視域下生物支架式教學(xué)的研究

【摘要】在進(jìn)行深度學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)習(xí)者可以充分發(fā)揮主觀能動性學(xué)習(xí)知識，這有利于學(xué)習(xí)者形成批判性思維和創(chuàng)造性思維。為了讓學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，高中生物學(xué)教師可以嘗試開展支架式教學(xué)，通過科學(xué)的學(xué)習(xí)支架引導(dǎo)學(xué)生逐層深入地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。文章分析了在高中生物學(xué)課堂上，基于學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)、根據(jù)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)開展支架式教學(xué)的策略。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；支架式教學(xué)；高中生物學(xué)

要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物學(xué)知識時(shí)進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師需要讓學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)，積極地構(gòu)建知識體系，批判性地思考、分析，遷移運(yùn)用所學(xué)知識。為了達(dá)到這一目標(biāo)，高中生物學(xué)教師可以嘗試開展支架式教學(xué)，通過給學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化生物學(xué)知識，逐步構(gòu)建科學(xué)的知識體系，實(shí)現(xiàn)自我提升和全面發(fā)展。

一、基于學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)開展支架式教學(xué)

開展支架式教學(xué)的核心在于將教學(xué)內(nèi)容拆解后，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)給學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生具備清晰的學(xué)習(xí)思路。因此，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，依據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)、遵循遞進(jìn)原則、根據(jù)學(xué)生的提升目標(biāo)提供學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

（一）依據(jù)最近發(fā)展區(qū)提供學(xué)習(xí)支架

最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為，學(xué)生的發(fā)展水平包含實(shí)際發(fā)展水平和潛在發(fā)展水平，這兩個(gè)水平之間的區(qū)域則為最近發(fā)展區(qū)。為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架時(shí)，教師應(yīng)分析學(xué)生的實(shí)際發(fā)展水平，找到學(xué)生的潛在發(fā)展水平，分析學(xué)生在發(fā)展過程中可能遇到的問題，據(jù)此調(diào)整支架，以有效引導(dǎo)學(xué)生沿著支架發(fā)展。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的難度相對較小，這也是處于大多數(shù)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的內(nèi)容之一，教師可以在引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)開展支架式教學(xué)，先借助難度較低的學(xué)習(xí)內(nèi)容幫助學(xué)生迅速建立對相關(guān)知識的初步認(rèn)知，再逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)［1］。

比如在教授人教版高中生物學(xué)必修1第5章第4節(jié)“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”時(shí)，教師可以依據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)提供學(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生通過分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。在講解基本知識后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分析一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，包括范·海爾蒙特實(shí)驗(yàn)、普里斯特利實(shí)驗(yàn)、薩克斯經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，明確光合作用的反應(yīng)物（二氧化碳和水）和生成物（有機(jī)物），并通過對反應(yīng)前后物質(zhì)變化的分析初步認(rèn)識光合作用的功能。接下來，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分析恩吉爾曼水棉實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生弄明白植物發(fā)生光合作用的地方（綠色葉片）。

由此可見，教師可以在開展教學(xué)時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生通過分析難度較低的實(shí)驗(yàn)理解理論知識。此后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分析難度更高的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對理論知識進(jìn)行進(jìn)一步思考。由此，學(xué)生會逐步掌握生物學(xué)知識。

（二）遵循遞進(jìn)原則提供學(xué)習(xí)支架

為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，教師提供學(xué)習(xí)支架時(shí)應(yīng)遵循遞進(jìn)原則，讓學(xué)生逐層深入地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、掌握有效學(xué)習(xí)的方法。這就要求教師在提供學(xué)習(xí)支架前深入分析教學(xué)內(nèi)容，確保自己給學(xué)生提供的學(xué)習(xí)支架具有關(guān)聯(lián)性和遞進(jìn)性，以有效引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地思考、探索，讓學(xué)生自然而然地進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。

比如在講解人教版高中生物學(xué)必修1第4章第2節(jié)“主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐”時(shí)，教師就應(yīng)當(dāng)通過學(xué)習(xí)支架引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧細(xì)胞膜的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特征，讓學(xué)生了解細(xì)胞進(jìn)行主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐的基礎(chǔ)。其次，教師可以提出“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式有幾種”“人紅細(xì)胞中K+的跨膜運(yùn)輸是順濃度梯度還是逆濃度梯度的呢”等問題，引導(dǎo)學(xué)生回顧與被動運(yùn)輸相關(guān)的知識，并對跨膜運(yùn)輸方式產(chǎn)生更加立體的理解。最后，教師可以提出“細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)逆濃度梯度的跨膜運(yùn)輸呢”“能量以及糖蛋白在不同跨膜運(yùn)輸中起到什么作用呢”等問題引導(dǎo)學(xué)生深入思考細(xì)胞中主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐的實(shí)例，讓學(xué)生對比不同跨膜運(yùn)輸方式，從而了解不同跨膜運(yùn)輸方式對能量以及載體蛋白的需求，由淺入深地建構(gòu)知識體系。

由此可見，教師可以通過層層遞進(jìn)的問題支架，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)知識，讓學(xué)生扎實(shí)掌握相關(guān)生物學(xué)知識，構(gòu)建科學(xué)的知識體系。

（三）根據(jù)提升目標(biāo)提供學(xué)習(xí)支架

為了讓學(xué)生的深度學(xué)習(xí)充分發(fā)揮作用，教師還應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的提升目標(biāo)提供學(xué)習(xí)支架，并在學(xué)生學(xué)習(xí)的后期逐漸淡化學(xué)習(xí)支架對學(xué)生思維的影響，避免學(xué)生對學(xué)習(xí)支架形成依賴，促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我提升。

比如在講解人教版高中生物學(xué)必修2第4章第1節(jié)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”時(shí)，教師就可以通過教學(xué)活動讓學(xué)生先實(shí)現(xiàn)知識學(xué)習(xí)目標(biāo)，再實(shí)現(xiàn)能力發(fā)展目標(biāo)。首先，教師可以創(chuàng)設(shè)情境引入新知，并具體講解知識讓學(xué)生逐步形成知識體系，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比分析，讓學(xué)生明確基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)合成的影響。其次，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，分別扮演DNA、mRNA、tRNA、rRNA，演繹蛋白質(zhì)的合成過程。在這個(gè)演繹活動中，學(xué)生需要遷移運(yùn)用所學(xué)知識，而且需要和同學(xué)溝通、合作，他們的能力會得到有效鍛煉。最后，教師需要帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)課堂教學(xué)內(nèi)容，以深化學(xué)生的認(rèn)知，鞏固教學(xué)成果。

由此可見，教師在提供學(xué)習(xí)支架時(shí)，可以先指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識，再指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行遷移運(yùn)用，幫助學(xué)生在課堂上扎實(shí)掌握知識、逐步發(fā)展能力，從而實(shí)現(xiàn)提升目標(biāo)。

二、根據(jù)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)開展支架式教學(xué)

開展支架式教學(xué)時(shí)，教師需要給學(xué)生提供直觀、立體的學(xué)習(xí)支架。因此，教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架時(shí)就要考慮清楚如何引導(dǎo)學(xué)生將新知識與已有的知識建立聯(lián)系。為達(dá)到這樣的目標(biāo)，教師可以設(shè)計(jì)多種類型的學(xué)習(xí)支架，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（一）提供體驗(yàn)支架，解決生活問題

生物學(xué)科包含大量與學(xué)生實(shí)際生活息息相關(guān)的知識內(nèi)容，為了引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)知識，教師可以提出生活問題，給學(xué)生提供體驗(yàn)支架，引導(dǎo)學(xué)生由此進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

比如在講解人教版高中生物學(xué)選擇性必修1第4章第3節(jié)“免疫失調(diào)”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的生物學(xué)知識分析季節(jié)性頻發(fā)的扁桃體炎、病毒或者細(xì)菌感染導(dǎo)致的病癥。為了加強(qiáng)學(xué)習(xí)支架的真實(shí)性，教師可以給出某患者的血常規(guī)檢查結(jié)果和抗原檢測結(jié)果，然后引導(dǎo)學(xué)生分析該檢測結(jié)果中患者中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的變化比例，由此判斷該疾病是細(xì)菌還是病毒感染導(dǎo)致的。在學(xué)生確定該疾病是病毒感染導(dǎo)致的以后，教師可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析抗原檢測結(jié)果，讓學(xué)生明確該患者感染的病毒的類型。至此，學(xué)生會掌握運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容分析自己體內(nèi)正在發(fā)生的免疫戰(zhàn)爭的方法，從而切實(shí)體會到自己體內(nèi)各類細(xì)胞的作用。

由此可見，教師可以聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際生活提供學(xué)習(xí)支架，以強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識和應(yīng)用能力，促使學(xué)生深入分析生物學(xué)現(xiàn)象，從而扎實(shí)掌握生物學(xué)知識。

（二）提供對話支架，引導(dǎo)厘清邏輯

教師還可以通過提供對話支架引導(dǎo)學(xué)生厘清生物學(xué)知識的邏輯關(guān)系，構(gòu)建科學(xué)且完整的知識體系［2］。

比如在講解人教版高中生物學(xué)選擇性必修1第5章第1節(jié)“植物生長素”時(shí)，教師可以借助對話引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)了解生長素作用的過程。在課堂上，教師可以先講解達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)，然后向?qū)W生提問：“分析達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)中的對照組后，你們得出了什么結(jié)論呢？”在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，單側(cè)光照和胚芽鞘的尖端是胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲的必要條件。接下來，教師可以講解鮑森·詹森、拜爾、溫特的實(shí)驗(yàn)，并提出問題：“這些科學(xué)家做實(shí)驗(yàn)時(shí)控制了什么變量呢？”在分析這一問題時(shí)，學(xué)生會逐步理解科學(xué)家們弄明白生長素是一種胚芽鞘尖端分泌的化學(xué)物質(zhì)的推論過程。

由此可見，教師可以通過對話引導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)知識與自然現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓學(xué)生有效參與課堂教學(xué)，并逐步厘清生物學(xué)知識之間的關(guān)系。

（三）提供模型支架，建構(gòu)科學(xué)體系

在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)一些較為復(fù)雜的生物學(xué)知識時(shí)，教師還可以給學(xué)生提供模型支架，讓學(xué)生直觀地了解復(fù)雜自然現(xiàn)象發(fā)生的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，從而順利掌握相關(guān)知識。

比如在講解人教版高中生物學(xué)必修1第3章第2節(jié)“細(xì)胞器之間的分工合作”時(shí)，教師就可以給學(xué)生提供模型支架，幫助學(xué)生順利記住相關(guān)知識。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生梳理植物細(xì)胞中的細(xì)胞器，并帶領(lǐng)學(xué)生比較植物細(xì)胞和動物細(xì)胞中的細(xì)胞器。其次，教師可以拿出自己制作好的動物細(xì)胞模型，然后帶領(lǐng)學(xué)生據(jù)此分析動物細(xì)胞中細(xì)胞器之間的分工與合作。最后，教師可以拿出動手制作細(xì)胞模型的材料，鼓勵(lì)學(xué)生自己動手，用橡皮泥、紙和膠帶制作“細(xì)胞器”，然后將這些“細(xì)胞器”放入用塑料殼和紙盒制作的“細(xì)胞壁”和“細(xì)胞膜”中，由此得到實(shí)物模型。

由此可見，教師可以將實(shí)物模型作為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的支架，讓學(xué)生基于模型分析動物細(xì)胞中細(xì)胞器的分工與合作，并鼓勵(lì)學(xué)生自己動手制作模型，讓學(xué)生對細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器的功能有更深刻的理解。

三、聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)開展支架式教學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是學(xué)科教育的重要目標(biāo)。在開展支架式教學(xué)時(shí)，教師也需要從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)出發(fā)，找準(zhǔn)使用學(xué)習(xí)支架的發(fā)力點(diǎn)。

（一）鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究

在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，讓學(xué)生逐步掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，從而有效發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。

比如在講解人教版高中生物學(xué)選擇性必修2第1章第1節(jié)“種群的數(shù)量特征”后，為了讓學(xué)生切實(shí)理解種群密度等概念、掌握統(tǒng)計(jì)種群密度的方法，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)探究，并以此為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的支撐點(diǎn)。在講解基本概念后，教師可以要求學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，利用課余時(shí)間統(tǒng)計(jì)學(xué)校附近公園的草地內(nèi)蒲公英的種群密度。在學(xué)生進(jìn)行這一課外探究時(shí)，教師需要提醒學(xué)生遵循隨機(jī)取樣原則，在確定樣方后采用五點(diǎn)取樣法或者等距取樣法取樣、計(jì)數(shù)并做好記錄。在學(xué)生得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，教師則應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)合作分析數(shù)據(jù)，確保學(xué)生得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

由此可見，為了讓學(xué)生扎實(shí)掌握生物學(xué)知識、發(fā)展科學(xué)探究能力，教師可以指導(dǎo)學(xué)生完成課外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)用所學(xué)生物學(xué)知識，并逐步掌握科學(xué)探究的基本思路和方法。

（二）培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任意識

教師提供的支架不僅可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)知識、形成知識體系的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以成為學(xué)生遷移運(yùn)用、發(fā)展能力的基點(diǎn)。在教授與學(xué)生實(shí)際生活聯(lián)系十分緊密的知識時(shí)，教師可以給學(xué)生提供與實(shí)際問題相關(guān)的支架，以推動學(xué)生進(jìn)行探究，讓學(xué)生遷移應(yīng)用生物學(xué)知識，同時(shí)逐步形成責(zé)任意識。

比如在講解人教版高中生物學(xué)選擇性必修2第4章第2節(jié)“生物多樣性及其保護(hù)”時(shí)，教師可以結(jié)合教材內(nèi)容以及實(shí)際生活情況提出問題，指導(dǎo)學(xué)生在分析問題的過程中遷移應(yīng)用所學(xué)知識，作出理性判斷和解釋。教師可以要求學(xué)生討論生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的意義，然后從正反兩個(gè)方面分別論述生態(tài)系統(tǒng)變化對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響。在學(xué)生討論的過程中，教師可以適時(shí)引入實(shí)際生活中的案例，比如東北虎棲息地被破壞導(dǎo)致東北虎的生存愈發(fā)艱難等反面案例，以及國家生態(tài)工程建設(shè)等正面案例。由此，學(xué)生會逐步明晰生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定對生物多樣性的重要性，并形成生態(tài)意識，愿意參與環(huán)境保護(hù)類實(shí)踐活動。

由此可見，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架，指導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)際生活問題、社會問題，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的生活與生物學(xué)知識的聯(lián)系。

結(jié)語

綜上所述，為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生形成學(xué)科核心素養(yǎng)，高中生物學(xué)教師可以嘗試開展支架式教學(xué)，基于學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)、根據(jù)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架，指導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確的價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，幫助學(xué)生為繼續(xù)學(xué)習(xí)和走向社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］商燕.有效結(jié)合生活，激活高中生物教學(xué)［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2016（4）：37.

［2］彭鳳蘭.新高考背景下高中生物教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透［J］.高考，2022（31）：12-14.

作者簡介：徐生光（1983—），男，安徽省泗縣第三中學(xué)。