指向深度學(xué)習(xí)的高中生物單元教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)策略

王強

【摘要】以“細(xì)胞的生命歷程”為例，從“創(chuàng)設(shè)大情境，服務(wù)單元學(xué)習(xí)”“創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)”“創(chuàng)設(shè)應(yīng)用型情境，評價深度學(xué)習(xí)”等三個方面闡述以深度學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的高中生物單元教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)策略，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；單元教學(xué)；情境創(chuàng)設(shè)；細(xì)胞的生命歷程

在“細(xì)胞的生命歷程”單元教學(xué)中，為了激發(fā)學(xué)生對單元學(xué)習(xí)的求知欲，教師創(chuàng)設(shè)能統(tǒng)攝整個單元的大情境。通過創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)，在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中形成生命觀念、發(fā)展科學(xué)思維、增強社會責(zé)任意識等達(dá)到落實生物學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。單元學(xué)習(xí)結(jié)束后，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用型情境，引導(dǎo)學(xué)生對單元各課時知識進(jìn)行有機地整合，運用所掌握的概念和思維方法來解決復(fù)雜情境的問題，形成更深層次的生物理論框架，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維水平的提高，進(jìn)一步發(fā)展核心素養(yǎng)。

一、創(chuàng)設(shè)大情境，服務(wù)單元學(xué)習(xí)

單元教學(xué)往往由若干個與該教學(xué)主題相關(guān)的課時組成，教師需要先對各個課時內(nèi)容以及它們之間的聯(lián)系做系統(tǒng)的分析，形成統(tǒng)攝整個單元的大概念，而大概念的學(xué)習(xí)需要創(chuàng)設(shè)與此相關(guān)的大情境，激發(fā)學(xué)生對本單元整體內(nèi)容主動探索的興趣?！凹?xì)胞的生命歷程”既是單元的學(xué)習(xí)主題，也是單元的大概念，與此概念相關(guān)的內(nèi)容包括：細(xì)胞的增殖、細(xì)胞分化、細(xì)胞衰老和凋亡等一系列的細(xì)胞生命歷程，該歷程是微觀的、抽象而又復(fù)雜的。在第一個課時“細(xì)胞的增殖”一節(jié)教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)大情境，即播放動畫視頻“受精卵的‘前世與‘今生”，讓學(xué)生直觀地了解人從發(fā)育的起點—受精卵開始，經(jīng)過細(xì)胞的增殖，細(xì)胞的分化及凋亡等生命歷程，教師再根據(jù)視頻內(nèi)容設(shè)計問題串：“每個人生命的起點都是從一個細(xì)胞（受精卵）開始，而一個成年人體細(xì)胞的數(shù)量數(shù)以億計，人體細(xì)胞是如何由最初的一個細(xì)胞發(fā)展到幾十萬億個的？在人體胚胎發(fā)育過程中，細(xì)胞數(shù)量的增多和細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的原因是什么？在胎兒手的發(fā)育過程中是什么原因讓最初連在一起的五個手指最后發(fā)育成為單個的手指？”學(xué)生通過對上述問題的思考和主動探索，對本單元的學(xué)習(xí)形成整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

二、創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

高考評價體系中所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動場域。情境的重要價值在于將“具體知識”轉(zhuǎn)化為“學(xué)習(xí)任務(wù)”，教師在創(chuàng)設(shè)情境的過程中要注重學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)任務(wù)相結(jié)合，即創(chuàng)設(shè)任務(wù)型的教學(xué)情境，真實復(fù)雜的情境素材可以驅(qū)動學(xué)生將問題轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)任務(wù)，主動參與學(xué)習(xí)，主動獲取新知。學(xué)生在任務(wù)型情境中通過抽象概括、模型建構(gòu)等學(xué)習(xí)活動解決問題，同時達(dá)到深刻理解知識和提高學(xué)生思維品質(zhì)的目的，再應(yīng)用經(jīng)深度學(xué)習(xí)所形成的生命觀念解釋生命現(xiàn)象，應(yīng)用思維方法解決生產(chǎn)生活實踐問題，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)展。

1.創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，深度建構(gòu)概念形成生命觀念

生命觀念的形成是一個從生物學(xué)事實到生物學(xué)概念的過程，在“細(xì)胞分化”一節(jié)的教學(xué)中，為了讓學(xué)生深刻理解并掌握細(xì)胞分化的概念，教師可先創(chuàng)設(shè)細(xì)胞分化相關(guān)的真實情境并根據(jù)情境設(shè)計若干學(xué)習(xí)任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動學(xué)生主動思考構(gòu)建概念。

情境1：同一動（植）物個體存在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能各不相同的細(xì)胞，但在胚胎發(fā)育早期，各個細(xì)胞彼此相似；來自同一個體的細(xì)胞，具有相同的遺傳信息，但這些細(xì)胞中處于關(guān)閉和活動中的基因各不相同。

任務(wù)1：討論人類的受精卵形成復(fù)雜的個體和植物的胚胎發(fā)育成完整植株過程中出現(xiàn)不同細(xì)胞、組織的原因；結(jié)合相關(guān)資料分析歸納細(xì)胞分化的實質(zhì)。

情境2：在人體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命為120d左右，而白細(xì)胞的壽命僅為5～7d。這些血細(xì)胞都是沒有增殖分裂能力。白血病患者的血液中正常的血細(xì)胞明顯減少，異常的白細(xì)胞大量出現(xiàn)，通過骨髓移植可以有效地治療白血病。

任務(wù)2：思考問題“為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會隨著血細(xì)胞的死亡而減少？”“為什么將正常人的骨髓移植到白血病患者的體內(nèi)可以有效治療白血病？”

通過引導(dǎo)學(xué)生對以上學(xué)習(xí)情境的分析和理解，對學(xué)習(xí)任務(wù)的思考、討論和比較，將抽象化為具體，從現(xiàn)象到本質(zhì)認(rèn)識細(xì)胞的分化，在任務(wù)驅(qū)動下解決問題，在解決問題的基礎(chǔ)上歸納、概括構(gòu)建細(xì)胞分化的概念，再經(jīng)過進(jìn)一步的抽象、概括形成生命觀念。

2.創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，深度構(gòu)建模型發(fā)展科學(xué)思維

細(xì)胞的有絲分裂過程是微觀的、抽象的，一直以來是本單元教學(xué)的難點，尤其是分裂的各時期染色體、染色單體、DNA三者數(shù)量的變化學(xué)生很容易混淆，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更容易掌握，深刻理解有絲分裂的具體過程，在教學(xué)中教師可以運用圖示、模型建構(gòu)、實物模擬等方式創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，引導(dǎo)學(xué)生主動參與模擬、體驗有絲分裂的過程。

情境1：多媒體展示顯微鏡下熒光標(biāo)記細(xì)胞分裂的動態(tài)視頻。

任務(wù)1：畫出一條染色體在細(xì)胞分裂過程中的形態(tài)變化簡圖。

情境2：用細(xì)鐵絲制作染色體的物理模型。

任務(wù)2：模擬有絲分裂過程中染色體行為的行為變化。

情境3：假定某生物的一個體細(xì)胞中的DNA數(shù)和染色體數(shù)均為4或者2N。

任務(wù)3：分別推演出有絲分裂各時期的染色體、染色單體、DNA三者的數(shù)量變化并用曲線圖來表示。

創(chuàng)設(shè)上述的任務(wù)情境，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)真實情境和假設(shè)構(gòu)建有絲分裂的物理模型和數(shù)學(xué)模型，使微觀抽象的有絲分裂過程變成直觀的演繹，讓學(xué)生明確有絲分裂的概念，再利用已經(jīng)掌握的概念去判斷、分析和解釋有絲分裂過程中DNA、染色體和染色單體等的變化規(guī)律，在構(gòu)建有絲分裂變化模型和推演三個曲線圖的過程中完成思維的轉(zhuǎn)換和顯化，有助于發(fā)展學(xué)生抽象概括的科學(xué)思維。

3.創(chuàng)設(shè)任務(wù)型情境，深度感悟生命增強社會責(zé)任

社會責(zé)任是高中生物核心素養(yǎng)的重要組成部分，課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生提出了社會責(zé)任的要求，強調(diào)學(xué)生要積極運用生物的知識和方法關(guān)注社會議題，參與并理解性的解釋和判斷，解決現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的問題，主動向他人宣傳關(guān)愛生命的觀念和知識等。生物課程是培養(yǎng)社會責(zé)任的重要載體，對生命的尊重和理解是形成正確生命觀的前提，也是尊重生命、關(guān)愛他人的基礎(chǔ)，生物學(xué)的很多內(nèi)容都與此有關(guān)，“細(xì)胞衰老和死亡”就是比較經(jīng)典的一個例子。

情境1：多媒體展示2幅圖片（嬰兒和老年人）。

任務(wù)1：通過比較、分析2幅圖片中二者外在特征的區(qū)別，概述細(xì)胞衰老的具體特征。

情境2：教材中人體內(nèi)某些特定細(xì)胞的壽命和分裂能力的關(guān)系圖表、年齡因素與細(xì)胞衰老關(guān)系的實驗資料。

任務(wù)2：嘗試從細(xì)胞衰老的特征去解釋原因，構(gòu)建細(xì)胞衰老與個體衰老的關(guān)系模型。查找資料并結(jié)合教材，描述細(xì)胞衰老的特征，并嘗試從細(xì)胞衰老角度來解釋個體衰老。

任務(wù)3：利用課余時間查詢細(xì)胞衰老的機制和細(xì)胞衰老有關(guān)的最新科研發(fā)現(xiàn)，以小組為單位制作一期關(guān)于關(guān)愛老年人的手抄報。

細(xì)胞衰老是微觀的過程，通過創(chuàng)設(shè)以上的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生先了解細(xì)胞衰老的特征（形態(tài)），再進(jìn)一步探究細(xì)胞衰老的具體原因（物質(zhì)變化），從宏觀到微觀的認(rèn)知邏輯，從而能辯證地看待細(xì)胞衰老和個體衰老是正常的生命現(xiàn)象，理性看待衰老和死亡，形成正確的生命觀。思考并討論人口老齡化社會及其可能帶來的問題，幫助學(xué)生形成理解并關(guān)愛老年人的社會責(zé)任意識。

三、創(chuàng)設(shè)應(yīng)用型情境，評價深度學(xué)習(xí)

實際上，不僅在教學(xué)中要創(chuàng)設(shè)情境，在測評學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展?fàn)顩r時，同樣需要設(shè)置情境。在單元教學(xué)過程中不僅要落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還要解決學(xué)生經(jīng)過單元學(xué)習(xí)后核心素養(yǎng)的評價問題。單元綜合評價應(yīng)重在評估學(xué)生對大概念的掌握情況，創(chuàng)設(shè)的情境要指向深度學(xué)習(xí)和學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，情境要從科研成果、生產(chǎn)生活問題等角度出發(fā)，又要能呼應(yīng)學(xué)習(xí)單元的大概念，讓學(xué)生的觀念、思維、能力和意識在應(yīng)用生物學(xué)概念和原理解決具體問題中得以體現(xiàn)，使評價不僅能評估學(xué)生的深度學(xué)習(xí)程度，也能促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

經(jīng)“細(xì)胞的生命歷程”單元學(xué)習(xí)后，教師可設(shè)置以下學(xué)習(xí)情境：干細(xì)胞是一種具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞，具有很強的分化能力，經(jīng)其自我復(fù)制和分化，可增加我們身體功能細(xì)胞的數(shù)量和活性以代替衰老、損傷的功能性細(xì)胞，再生其退化的功能，是人體功能強大的修復(fù)師和建設(shè)者。科學(xué)家通過將干細(xì)胞回輸進(jìn)人體內(nèi)，在損傷性信號的刺激下，干細(xì)胞能夠向受損器官、組織主動遷移、分化并歸巢到受損病灶，從而對受損細(xì)胞進(jìn)行全面的、根源上的修復(fù)。從根本上達(dá)到延緩衰老、疾病防治、改善亞健康的目的。

以上情境涉及到細(xì)胞的增殖、分化和衰老等內(nèi)容，圍繞“細(xì)胞的生命歷程”這一核心概念，教師要精心設(shè)置一系列的問題引導(dǎo)學(xué)生運用經(jīng)過單元學(xué)習(xí)初步形成的生命觀念、思維方法、社會責(zé)任意識等對以上問題進(jìn)行思考并回答。具體如下：

如果沒有類似干細(xì)胞之類的細(xì)胞，人體將會怎么樣？干細(xì)胞的增殖和分化對人類的健康有何意義？細(xì)胞衰老是否等于個體衰老？二者之間有什么關(guān)系？通過學(xué)生思考和討論，將細(xì)胞的增殖、分化以及衰老凋亡等生命歷程有機聯(lián)系起來，讓知識從碎片化走向整體化，從次位概念到大概念的形成和深度學(xué)習(xí)的評價都有非常重要的意義。

總之，在高中生物的單元教學(xué)中，教師要善于通過創(chuàng)設(shè)各種滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)情境，通過情境導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、知識整合、綜合評價等策略促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中逐步發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]吳成軍.生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)與評價[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2020.

（基金項目：本文系海南省教育科學(xué)規(guī)劃課題2021年度專項課題“指向深度學(xué)習(xí)的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計”的研究成果，課題編號為QJH202110065）