基于生物核心素養(yǎng)的“深度學習”教學實踐

章婷婷

摘 要：深度學習所帶來的學習方式的變革是落實學生核心素養(yǎng)的中心環(huán)節(jié)。筆者以浙科版高中生物選修1復習課為例進行課堂實踐，發(fā)現(xiàn)：引導學生“整理知識形成思維導圖、自主命題形成問題意識、聯(lián)系實際創(chuàng)設變式情境”，可分別從廣度、深度和關聯(lián)度推進學生的深度學習，從而發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞： 思維導圖;問題意識;問題情境;學科核心素養(yǎng);深度學習

所謂“深度學習”（Deep Learning），是指學生批判性地學習新知識、關聯(lián)整合到原有的知識結(jié)構(gòu)中，并遷移到新情境中解決實際問題，強調(diào)有廣度、深度和關聯(lián)度的深層次學習，最終達到發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的目標。[1]

高中生物浙科版選修課1教材按內(nèi)容分為四個版塊，共13個實驗，其中7個實驗是浙江生物選考考試的范疇。學生復習選修1過程中發(fā)現(xiàn)，選修1涉及的知識、方法和技能要求比較多、細和散，因此多采用表層記憶和機械式訓練的學習方式，但當知識方法技能在新情境中出現(xiàn)時，學生不一定能順利遷移運用前概念來思考和解決問題，并阻礙了新概念的學習。

基于發(fā)展學生的生物學科核心素養(yǎng)，筆者從學生復習選修1遇到的困難出發(fā)，筆者引導學生通過閱讀教材、建構(gòu)思維導圖的方式，深度關聯(lián)整合知識;通過分析選考真題、類比自主命題的方式，培養(yǎng)問題意識和思維深度;通過聯(lián)系實際、創(chuàng)設情境，強化知識遷移，提高解決問題的能力和形成社會責任。

1.利用思維導圖培養(yǎng)學生建構(gòu)知識網(wǎng)絡能力的廣度學習

深度學習是建立在新舊知識融合并形成知識網(wǎng)絡基礎上的廣度學習。思維導圖作為一種新的學習工具，主要功能在于讓學生把所學看似零散且錯亂的知識進行二次加工，在此過程中將相關章節(jié)和教材的雜亂知識歸類并分層次梳理，從而形成脈絡清晰、圖象化知識網(wǎng)絡體系。[2]

在選修1的復習過程中，學生面對大量碎片化的知識產(chǎn)生畏難情緒，無從下手開始復習，只能“胡子眉毛一把抓”，但死記硬背導致遺忘率高。因此，開展選修1復習課時，筆者嘗試引導學生自己細讀教材，運用思維導圖把零散抽象的知識簡化成規(guī)律性強、容易記憶的知識體系。具體操作方法是：課前，要求學生對照教材和筆記，以手寫方式或者運用網(wǎng)上X-mind軟件，從知識、方法技能、流程和注意事項等角度出發(fā)，構(gòu)建每個實驗的思維導圖。

活動以小組的形式開展，首先每個學生閱讀教材并建構(gòu)個人的思維導圖，然后小組成員間交換想法和互相評價補充，并整合成一張本組的思維導圖。上選修1復習課時，筆者展示各小組長整合的思維導圖，由全體同學共同參與評價，并匯總繼續(xù)完善的建議，再由生物課代表根據(jù)同學們的建議繼續(xù)修正思維導圖，最后的版本打印好，供全班同學作為復習提綱之用。下面例舉了課代表記錄的“植物組織培養(yǎng)實驗”個人、小組和全班的思維導圖，個人的思維導圖主要是原理和重點章節(jié)的謄抄，小組的思維導圖不再是知識的堆積，強調(diào)概念之間的邏輯關系，并按教材的編排有序呈遞出來，班級的思維導圖在小組思維導圖的基礎上，補充了很多教材上的細節(jié)，符合選修1的命題特征，可見，學生的知識再加工和整合能力在建構(gòu)網(wǎng)絡體系過程中不斷提升。

2.利用自主命題培養(yǎng)學生問題意識的深度學習

深度學習是以培養(yǎng)學生的問題意識和提高學生的科學思維能力為目標的深度學習。學生在學習過程中意識到問題的存在，經(jīng)常問“為什么”、“是什么”、“怎么辦”，能激起學習中的思維火花和創(chuàng)造力。

選修1的知識和技能的考查都來自教材、高于教材，引導學生在讀教材中發(fā)現(xiàn)問題對于學生學習的有效性至關重要。經(jīng)過長期的解題訓練，學生對題目中反復出現(xiàn)的知識點的解題意識和解題能力相對比較強，而學生在閱讀教材和新問題情境下的問題意識和提出問題的能力相對較弱，不利于學生的自主學習和可持續(xù)發(fā)展。因此，在選修1復習課堂上，筆者重在引導學生回歸教材、總結(jié)命題規(guī)律、嘗試仿制命題和互相評價修改，從而促進學生的發(fā)現(xiàn)問題和深度思考，并在此過程中提升學生的科學思維和科學探究能力。筆者以《植物組織培養(yǎng)》復習課為例，談談對選修1復習課的教學過程和課堂組織的想法，以期拋磚引玉。

2.1做真題，找出處

學生課前完成2018年4月生物選考第32題。課上，教師匯總學生的答案，并把出現(xiàn)頻率高和典型的回答展示出來，學生對照題目翻開教材，依據(jù)原文，互相探討評價同學的答案是否得分及其理由。例題中問到，“高壓蒸汽滅菌的滅菌時間應從 時開始計時?！苯滩脑膬商幊霈F(xiàn)相關知識點：“121℃下滅菌15min”和 “高壓鍋滅菌時，有壓力時開始計時”， 學生比較兩處文字的不同條件和不同說法，討論歸納出最佳的答案應是“設定的溫度或壓力值”而不僅僅是有“溫度或壓力”，促進學生帶著批判和整合的觀點去讀教材。

2.2 析真題，探規(guī)律

做好真題并評價完后，教師和學生一起從命題出處、命題形式和命題內(nèi)容來探索選考命題的規(guī)律。從命題出處來說，三個小題來自教材的三個實驗，相互獨立且具有綜合性;從命題形式來說，大部分是填空題，中間有個選擇題;從命題內(nèi)容來說，考查的知識和技術進行了新情境的遷移應用。例如，“抽濾”在教材中是用于玻璃砂漏斗用后的抽濾去酸，而選考真題是用于培養(yǎng)基的過濾滅菌，部分學生往往因為閱讀教材時沒有理解“抽濾”的原理和用途，所以考試時不能聯(lián)想到相應的概念和操作，可見真題的命制旨在引導學生帶著問題意識去細讀教材。

2.3 讀教材，仿命題

分析選考真題可知，真題以教材為依托，進行知識、技能和能力的考查。學生模仿命題的首要步驟是帶著問題意識去讀教材，學生可獨立思考，也可合作學習、討論交流，變單調(diào)的苦學為豐富的樂學，變已往的被動接受轉(zhuǎn)為主動出擊。例如，某同學以菊花的組織培養(yǎng)為命題情境，分別從取材、培養(yǎng)條件、植物生長調(diào)劑的比例和步驟四個知識點出發(fā)命制了四個小題。從命題難度來說，都是容易題，但自主命制過程促進學生以命題人的角度來思考教材內(nèi)容的編排方式的合理性和設問的層次性。

2.4 改設問，求深度

教師匯總所有學生的命題，把同類主題和內(nèi)容接近的問題放一起，由學生評價并補充，加大考查的深度。例如，筆者就外植體的相關問題，歸納學生提出的問題如下：（1）外植體一般是選擇什么實驗材料？哪種成功率高？（2）外植體取莖段時，被切成幾段，哪一部分更容易成功？（3）莖的形態(tài)學上端和形態(tài)學下端怎么區(qū)分？接種方向有沒有要求？緊接著，教師引導學生再讀教材，繼續(xù)深挖教材背后的問題，如（1）在本節(jié)內(nèi)容中外植體發(fā)育成植株有沒有經(jīng)過愈傷組織植株階段？（2）教材中取莖段時一般都要帶一片葉子，為什么？學生在經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提問、再發(fā)現(xiàn)、再提問的過程中，促進自身的深度思考，提高了科學思維能力。

圍繞發(fā)展學生核心素養(yǎng)為主的深度學習，引導學生帶著問題意識閱讀教材、自主命題中組織設問和互相評價中再修改，無疑加深了學生對所學知識內(nèi)容的理解，相對于單純記憶和練題來說，效果更有持久性，這種效果在后面的幾次選考模擬考試中都得到了印證，筆者所教兩個班關于“植物組織培養(yǎng)”的知識點考查中，得分率比全年級4個同類班明顯高一些。

3.利用創(chuàng)設變式情境發(fā)展學生知識遷移能力的關聯(lián)度學習

“深度學習”是培養(yǎng)學生聯(lián)系實際和知識遷移能力的關聯(lián)度學習。課后給學生布置拓展作業(yè)，從教材上的相關知識和技能的關鍵詞出發(fā)，查閱網(wǎng)絡知識、經(jīng)典高考題、教材課后習題和小資料、科技期刊論文和大學教材等資料，創(chuàng)設變式問題情境，引導學生以“發(fā)現(xiàn)者和命題者”的角度去鏈接情境、知識和設問之間的關聯(lián)，促進學生用不同視野和發(fā)散思維來遷移和運用知識，提升科學思維能力，形成社會責任。

選修1涉及的儀器和設備要求比較高，如槍、高壓蒸汽滅菌鍋和超凈臺等，因此大多數(shù)高中實驗室并不能開設選修1的實驗課，所以創(chuàng)設變式情境，有利于幫助學生自查是否真正理解實驗知識、方法和技能的原理和正確使用。具體操作是：首先，教師給每個小組布置教材中的一個實驗作為深度學習任務，從外延和內(nèi)涵來解釋概念，從圖片和視頻來了解儀器的使用，從目的和原理來學習實驗方法的適用范疇，接著，引導學生尋找運用相同類似概念、儀器、原理或者實驗方法的實驗，修改并創(chuàng)設變式情境，多角度和多層次進行題目的命制。例如，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)光電比色法不僅可定量測亞硝酸鹽含量，也同樣適用于其他物質(zhì)，利用這一特性，學生創(chuàng)設了“光電比色法測光合色素含量”的變式情境，從原理、比色杯厚度、改變OD值等角度進行命題和自我考查。

4.總結(jié)

綜上所述，指向核心素養(yǎng)的選修1復習課中，教師要拋棄以記憶為主的淺層學習模式和以習題強化為主的機械應試模式，促進以學生為主體的“深度學習”，可采用的策略有：利用思維導圖、自主命題、創(chuàng)設變式情境來促進廣度、深度和關聯(lián)度學習，進而發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。那么，如何評價學生“深度學習”的成果呢？除了傳統(tǒng)的紙筆測試外，筆者在下一階段的教學實踐研究中，嘗試制定量化評價指標，以表現(xiàn)性評價等過程評價方式來促進課堂上學生深度學習的真實發(fā)生和有效開展。

[本文對應的課堂教學被評為浙江省“一師一優(yōu)課”。]

參考文獻

[1]柏楊，翟元國.為學生“深度學習”而設計[J].物理教師，2014，（8）：29-31.

[2]成際寶，高翔.利用思維導圖提升學生化學核心素養(yǎng)的探索——以“金屬鈉的性質(zhì)與應用”為例[J].化學教學，2017（05）：41-45.