高中生物教學(xué)中促深度學(xué)習(xí)策略研究

【摘

要】探究生物教學(xué)中促進深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略研究，幫助學(xué)生學(xué)會鑒別、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、真實情境、有效活動、多元評價等核心要素來組織教與學(xué)的過程，有利于實現(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準要求：生物教學(xué)中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生對知識的深度理解，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，并內(nèi)化形成獨立的技能方法用于解決實際問題。這不僅是對“培養(yǎng)核心素養(yǎng)”的實踐層面回應(yīng)，也是高中學(xué)段生物教學(xué)實施、評價、考核的目標指向。本文從高考考試大綱標定的“增加對學(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)生認知發(fā)展特點，整理論述課堂教學(xué)中促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，將信息構(gòu)架為知識、把知識轉(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)生建立認知模型，學(xué)會系統(tǒng)分析，從解決應(yīng)試問題到理解社會生活中的問題，從而真正達到深度學(xué)習(xí)、高效學(xué)習(xí)。一、高中學(xué)生的認知特點分析第一，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)其五碳糖二號碳上關(guān)聯(lián)基團的差別，并對碳元素編號原則產(chǎn)生疑問和聯(lián)想，足見其快速精準。第二，高中學(xué)生在學(xué)習(xí)中更多采取有意識地記憶，多數(shù)學(xué)生能根據(jù)學(xué)習(xí)目標制定較長遠的任務(wù)規(guī)劃，并自覺監(jiān)督分步完成，會主動進行自我檢測和復(fù)習(xí)確保記憶效果；學(xué)習(xí)過程中機械記憶減少，更傾向于使用理解記憶和抽象記憶的方法達到融會貫通，使記憶內(nèi)容保持得更加持久。比如學(xué)生會自覺將數(shù)據(jù)材料制成圖表，找規(guī)律記憶；也會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；將相似概念對比分析，列舉相同點和不同點，嘗試總結(jié)普適性規(guī)律，形成記憶模塊，減少純機械記憶帶來的負擔。第三，高中生理論型抽象思維發(fā)展占據(jù)明顯優(yōu)勢，形式運算特征明顯。善于擺脫具體事物限制而用抽象概念進行邏輯建構(gòu)，如學(xué)習(xí)人體內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)模塊的知識時，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)在生理機制。第四，高中生元認知監(jiān)控能力已趨完善，能主動對思維過程進行自查和糾正，對假設(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)，先驗主義地得出“SGLT-2能促進排糖減肥”的結(jié)論。但很快就意識到該結(jié)論的成立需要以下幾個條件來加以框定：健康人群和糖尿病人的藥代動力學(xué)機制完全相同；SGLT-2功能受抑制不會對其他生理活動產(chǎn)生干擾；心因性藥物反應(yīng)不干擾實驗結(jié)果。在現(xiàn)有實驗條件下，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)生往往能自覺意識到這些問題，并嘗試用語言對小組合作成員準確表達出來，以方便交流改進。這是典型的元認知對思維過程的監(jiān)控體現(xiàn)。第五，高中生的能力結(jié)構(gòu)發(fā)展差異顯著。比如在攝取知識時有的學(xué)生偏重于視覺型，有的是聽覺型，有的喜歡邊做一些動作邊學(xué)，屬于典型的運動型。在理解記憶時，有的學(xué)生習(xí)慣將知識轉(zhuǎn)譯成畫面，有的喜歡用概念語言，有的喜歡將知識歸納成圖表、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，是教師們選擇適當教育教學(xué)方法的重要基點。二、高中生物教學(xué)中促進深度學(xué)習(xí)的實踐策略（一）明確教學(xué)目標1.創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)目標的自發(fā)生成深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生基本知識儲備的重點有效途徑之一，而高中階段的生物教師應(yīng)該把重點放在引導(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)生的知識掌握能力，更重要的是要培養(yǎng)他們對基礎(chǔ)知識應(yīng)用技能的使用。此外，隨著新課程改革的繼續(xù)推進，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)鍵知識技能儲備，同時更加注重學(xué)生的終身發(fā)展和核心素養(yǎng)。新課標要求高中生物學(xué)習(xí)要培養(yǎng)學(xué)生的生命觀、科學(xué)觀，培養(yǎng)實驗精神，養(yǎng)成社會責任感。課堂教學(xué)要針對相關(guān)培養(yǎng)目標發(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，是啟發(fā)學(xué)生內(nèi)在動力，使之自覺生成學(xué)習(xí)目標的關(guān)鍵。如講授構(gòu)成細胞的有機化合物時，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)生實際生活經(jīng)驗缺乏直接聯(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)生生活中遇到的實際問題出發(fā)設(shè)計問題，用問題串引出相關(guān)知識，就能幫助學(xué)生理解的同時，把零碎知識點串聯(lián)成系統(tǒng)模塊，方便學(xué)生進行意義記憶。比如，“包裝上標明0糖0卡的飲料真的不會給人體帶來能量嗎？”這個問題就幫助學(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發(fā)生什么轉(zhuǎn)變”這一系列知識高度整合，達到加深理解的效果，從而提高課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)的效率。再比如，“有氧運動中為什么要進行到一定程度才能達到燃脂的效果”“有機物的消耗順序是怎樣的”這些問題的設(shè)計和當下青少年關(guān)注的熱點問題緊密結(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范圍也比較廣泛，涉及到有機物在人體內(nèi)代謝的過程，有機物的轉(zhuǎn)化規(guī)律，運動與氧化分解有機物這一生命過程的聯(lián)系等。由此可見，好的學(xué)習(xí)目標是學(xué)生出于自我成長、自我完善的內(nèi)在需求而主動生成的目標，在這樣的目標指引下學(xué)習(xí)的知識，才能和學(xué)生已有經(jīng)驗發(fā)生交互，經(jīng)反復(fù)檢驗、確認的深加工過程，方才內(nèi)化成自身知識系統(tǒng)的一部分，成為學(xué)生深化舊有經(jīng)驗，理解并吸納新知識的基石。這正是深度學(xué)習(xí)的意義之所在。2.目標升級帶動活動升級，導(dǎo)向思維升級學(xué)生自我實現(xiàn)的內(nèi)在需求必然伴隨著學(xué)習(xí)目標的不斷升級，知識格局的拓展也必然會帶來質(zhì)量更高的思維體驗。這就要求教師對設(shè)定的目標及時進行調(diào)整，去精準匹配學(xué)生思維的迭代升級，拓寬其能力邊界，不斷強化正反饋，增加學(xué)生的自我效能體驗，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子代鼠飲食習(xí)性影響的實驗中，初級目標是通過設(shè)計對照實驗驗證孕期母鼠高糖高脂飲食會增加子代偏嗜高糖高脂食物的概率。這一目標較易達成，但是學(xué)生很快會深入到生化機制層面聯(lián)想出新的問題：既然對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胞膜表面瘦素受體不足？這就需要進一步設(shè)計實驗探究。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，實驗結(jié)果能否為其他哺乳動物的相關(guān)研究提供參考借鑒等問題。這個實驗課題的研究，就體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)目標的漸進升級：從表觀現(xiàn)象到內(nèi)在機理，從直觀具象到微觀抽象，這符合高中學(xué)生的認知特點。在以學(xué)生為中心的大方向指導(dǎo)下，教學(xué)目標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，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)生個體消化整理后，一定要有目標導(dǎo)向的主動輸出過程，才能讓學(xué)生對所攝取的信息進行深加工，促進新知識與學(xué)生舊有知識系統(tǒng)的深度融合，從而實現(xiàn)知識到能力的遷移。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學(xué)生思維過程的要求就越高。因此，要求學(xué)生對攝取的材料信息進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)，拓寬認知格局。這一點，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制和一般性治療效果。得益于形象生動的視頻材料，學(xué)生并不難理解。但從理解到靈活運用于實際問題解決，還存在相當?shù)木嚯x。這時如能在教學(xué)過程中設(shè)計一個以概念圖表現(xiàn)各類藥物作用機理并列表對比各自優(yōu)缺點和適用范圍的環(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體系進行整合深化。輸出過程不僅強化記憶，材料形式的轉(zhuǎn)譯還能進一步綜合鍛煉學(xué)生的能力，使他們內(nèi)在認知模型更加優(yōu)化。同理，還能再給一些相關(guān)任務(wù)升級一下：針對幾種藥物的優(yōu)缺點，探討它們各自適用于哪類病人，說出你的觀點并設(shè)計實驗驗證，設(shè)計出實驗結(jié)果統(tǒng)計圖表。分析整理，學(xué)以致用，從而達到觸類旁通的效果，這是更高維度的輸出。（三）鼓勵創(chuàng)新，綜合實踐“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)與實踐模塊更離不開動手實踐促進其知識技能和人格心理的全面發(fā)展的探索。因時因地制宜開展發(fā)酵工程實驗，結(jié)合鄉(xiāng)土資源進行生態(tài)工程設(shè)計，聯(lián)合高校資源進行基因工程、細胞工程乃至胚胎工程方面的探索，都不失為很好的嘗試。這些活動能創(chuàng)造機會給學(xué)生以大量直觀體驗，而對一個學(xué)科的深度理解和熱愛，正是經(jīng)由這些直觀經(jīng)驗感受才能形成。這是塑造一個學(xué)生的生命觀、科學(xué)觀，培養(yǎng)其專業(yè)化學(xué)科素養(yǎng)，形成高度社會責