例談高中生物深度學(xué)習(xí)對(duì)理性思維品質(zhì)的培養(yǎng)

侯鳳霞

摘 要 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，旨在探討通過“利用開放性問題，培養(yǎng)思維的廣闊性”、“構(gòu)建概念圖，培養(yǎng)思維的邏輯性”、“利用科學(xué)史，培養(yǎng)思維的批判性”、“依托實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)思維的靈活性”、“理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)思維的深刻性”的途徑，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)對(duì)理性思維品質(zhì)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 深度學(xué)習(xí) 理性思維 思維品質(zhì)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 概念簡(jiǎn)介

深度學(xué)習(xí)是由美國學(xué)者馬頓和塞爾喬根據(jù)學(xué)習(xí)者獲取和加工信息的方式，首次提出，與淺層學(xué)習(xí)相對(duì)。2005年上海師范大學(xué)的黎加厚教授首先介紹了深度學(xué)習(xí)的概念，是指在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新思想和事實(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，能夠?qū)⒁延兄R(shí)遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學(xué)習(xí)。

理性思維是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的一個(gè)重要維度，是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的思維。它是一種有明確的思維方向、充分的思維依據(jù)，能對(duì)事物或問題進(jìn)行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的思維方式。

2 理性思維品質(zhì)的培養(yǎng)途徑

我國心理學(xué)界泰斗朱智賢教授等人專門通過實(shí)驗(yàn)研究來揭示教育在思維發(fā)展中的作用，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：合理的、適當(dāng)?shù)慕逃胧┠芡诰蛩季S品質(zhì)的潛力。思維的品質(zhì)主要包括思維的廣闊性、深刻性、靈活性、邏輯性、批判性、獨(dú)創(chuàng)性等幾個(gè)方面。以下是筆者在高中生物《必修1·分子與細(xì)胞》中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，并對(duì)學(xué)生思維品質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)的探討。

2.1 利用開放性問題，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性

思維的廣闊性是指一個(gè)人在思維的過程中，善于全面地考查問題，從事物多種多樣的聯(lián)系和關(guān)系中去認(rèn)識(shí)事物。

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，思維的本質(zhì)源在于問題情境，沒有問題就無以思維。

在學(xué)習(xí)完“生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”這一節(jié)課之后，教師拋出一個(gè)開放性的問題：“蛋白質(zhì)這一節(jié)課已經(jīng)學(xué)完了，大家能想起什么哪些相關(guān)知識(shí)呢？”不少學(xué)生的生物學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，在學(xué)習(xí)完“蛋白質(zhì)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后，腦子里“一團(tuán)漿糊”，覺得自己什么都不會(huì)，情緒比較低落。教師鼓勵(lì)他們：“你一定會(huì)知道一些知識(shí)的。不信的話，你把想到的寫在黑板上，內(nèi)容不要重復(fù)。”

以下是學(xué)生寫出來的內(nèi)容：

氨基酸大約有20多種、化合物、氨基酸結(jié)構(gòu)通式、脫水縮合、胰島素、肽鍵、肽鍵的結(jié)構(gòu)式、蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010～1012種、結(jié)構(gòu)蛋白、調(diào)節(jié)作用、運(yùn)輸作用、催化作用、免疫作用、氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位、二肽、多肽、肽鏈、氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同、雞蛋、羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲、一切生命活動(dòng)離不開蛋白質(zhì)、雞蛋煮熟后蛋白質(zhì)發(fā)生變性、核苷酸、核酸、容易被蛋白酶水解、蠶絲。

教師留意到：學(xué)生在剛開始的時(shí)候，寫得比較快，內(nèi)容也多，后來，寫得慢了，因?yàn)樗麄冋谂λ伎迹瑥膭e人沒有想到的角度，尋找能補(bǔ)充上去的內(nèi)容。

對(duì)于學(xué)生來說，這些答案是從多個(gè)角度得到的，比如，蛋白質(zhì)的基本單位、結(jié)合方式、元素、種類、功能、結(jié)構(gòu)多樣性原因、空間結(jié)構(gòu)、例子、化學(xué)性質(zhì)，甚至類比其他大分子，如核酸等。

每個(gè)人都有思維的局限性，容易拘泥于問題的其中一兩個(gè)方面去思考。在回答這類開放性問題的過程中，學(xué)生既有獨(dú)立的思考，同時(shí)又能了解別人的答案，在思維碰撞的火花中，可以相互學(xué)習(xí)，從多個(gè)角度去思考問題，從而有助于培養(yǎng)思維的廣闊性。

2.2 構(gòu)建概念圖，培養(yǎng)思維的邏輯性

思維的邏輯性是指考慮和解決問題時(shí)思路清晰，條理清楚，能嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)律，不模棱兩可，推理嚴(yán)謹(jǐn)，層次分明，證據(jù)確鑿，論證有條理，結(jié)論正確而肯定，有說服力。

承接上文“蛋白質(zhì)”的問題，教師對(duì)著黑板上學(xué)生寫的內(nèi)容，說：“大家看，這不是想到了很多相關(guān)知識(shí)嗎？能不能掌握呀？”學(xué)生說：“不能！太多、太亂了，老師您幫我們整理一下吧！”的確，學(xué)生的眾多答案是發(fā)散的、凌亂的，不利于掌握。這時(shí)候，教師需要發(fā)揮主導(dǎo)作用，對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理，所以，教師引導(dǎo)學(xué)生完成必修一教科書P38中的概念圖（圖1）。

對(duì)于學(xué)習(xí)能力較好的學(xué)生來說，這個(gè)概念圖非常清晰、明了，只要認(rèn)真填完，再思考鞏固一下，就能掌握蛋白質(zhì)的基本內(nèi)容。筆者所教的學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，自覺性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果并不理想。他們對(duì)照著黑板上的內(nèi)容，來完成這個(gè)概念圖，就必須對(duì)這些凌亂的的知識(shí)進(jìn)行梳理。這是一個(gè)從“無序、發(fā)散”到“有序、層次分明”的過程，也是學(xué)生主動(dòng)思考的過程，不但便于學(xué)生內(nèi)化知識(shí)，而且有助于培養(yǎng)思維的邏輯性。

2.3 利用科學(xué)史，培養(yǎng)思維的批判性

思維的批判性是指善于根據(jù)客觀標(biāo)準(zhǔn)，從實(shí)際出發(fā)，公正地評(píng)價(jià)一切，明辨是非。思維批判性的培養(yǎng)要求教師在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生不受他人思想的影響，嚴(yán)格地、正確地對(duì)他人和自己的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)判，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，不一味迷信權(quán)威、教師或教材等。

生物科學(xué)史蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)思想、科學(xué)方法，是培養(yǎng)思維的批判性的好素材。

例如，在“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”這一節(jié)課中，根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)，學(xué)生已經(jīng)知道生物膜的成分是脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類是獨(dú)立存在的還是相互結(jié)合的？它們跟功能有什么聯(lián)系？它們?nèi)绾闻帕校簿褪钦f，生物膜的結(jié)構(gòu)是怎樣的，才能實(shí)現(xiàn)其功能？

然后，教師和學(xué)生一起重走科學(xué)家的探究之路（圖2）。

學(xué)生在親歷探索細(xì)胞膜的歷程中，一步一步地建構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型的概念。

教師提出問題：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否完美無缺？談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以體會(huì)科學(xué)家深入探究、提出問題、解決問題的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家思考問題的方式，培養(yǎng)思維的批判性。

2.4 依托實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)思維的靈活性

思維的靈活性是指在思維過程中能從實(shí)際出發(fā)，善于根據(jù)事物的發(fā)展的具體情況隨機(jī)應(yīng)變，從不同的角度、方向，及時(shí)提出符合實(shí)際的新的假設(shè)和方案，果斷、機(jī)智地解決問題。

2.4.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)過程等方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展。學(xué)生得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果之后，再比較教科書中提到的方法、結(jié)果，并分析原因。例如，在“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：

（1） 以變黃的菠菜葉、紅色的雞爪槭、三角梅等其他顏色的葉子做實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？

（2） 濾紙條不剪角、多加乙醇、不加碳酸鈣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別是什么？

（3） 毛細(xì)管吸取濾液劃濾液細(xì)線太粗，用蓋玻片蘸取濾液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？

（4） 用圓形濾紙進(jìn)行紙層析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？……

常規(guī)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是簡(jiǎn)單地對(duì)照課本，機(jī)械地重復(fù)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)步驟，來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而學(xué)生在拓展實(shí)驗(yàn)的過程中，需要面對(duì)新情境下的生物學(xué)問題，靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來分析問題，從而有助于培養(yǎng)思維的靈活性。

2.4.2 利用實(shí)驗(yàn)中的“意外事件”

2015年11月，筆者指導(dǎo)幾位學(xué)生參加廣州市的發(fā)酵比賽，學(xué)生在做釀葡萄酒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)置了3個(gè)實(shí)驗(yàn)組，分別是：紅葡萄；紅葡萄+釀酒酵母；綠葡萄+釀酒酵母。可是，學(xué)生把酵母菌加進(jìn)去之后，忘記了貼標(biāo)簽做標(biāo)記。對(duì)著兩個(gè)一模一樣的紅葡萄酒發(fā)酵罐，學(xué)生呆住了。怎么辦呢？筆者沒親自釀過葡萄酒，當(dāng)時(shí)也想不出什么辦法來辨別，但還是努力鼓勵(lì)學(xué)生：“想想我們所學(xué)的知識(shí)，加了釀酒酵母，發(fā)酵過程中，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象？”學(xué)生當(dāng)時(shí)沒有回答。第二天，再來觀察瓶子，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，那個(gè)綠葡萄酒發(fā)酵罐的氣泡特別多，一個(gè)紅葡萄酒發(fā)酵罐的氣泡特別多，而另一個(gè)紅葡萄酒發(fā)酵罐的氣泡比較少。此時(shí)，教師再讓學(xué)生分析，他們便可以想到，氣泡多的那兩瓶加了釀酒酵母。面對(duì)這種“突發(fā)事件”，學(xué)生若是思維呆板僵化，墨守成規(guī)，便束手無策。可是現(xiàn)在學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，不但解決意料之外的新問題，品嘗到成功的樂趣，還培養(yǎng)了思維的靈活性。

2.5 理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)思維的深刻性

思維的深刻性是指能將紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象和外部聯(lián)系進(jìn)行分析與加工，并經(jīng)過周密的思考，抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律，預(yù)見事件發(fā)展的進(jìn)程和后果。它是思維品質(zhì)中最為本質(zhì)的特征，也是科學(xué)家最突出的思維特點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)完呼吸作用的原理之后，講述細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用的時(shí)候，教師先讓學(xué)生在課堂上品嘗教師親自制作的泡菜，然后設(shè)置了層層遞進(jìn)的問題串：

（1） 泡菜的酸味來自哪種物質(zhì)？

（2） 乳酸由哪種生物產(chǎn)生？

（3） 乳酸菌的代謝類型是什么？

（4） 試寫出乳酸發(fā)酵的反應(yīng)式。

（5） 利用乳酸發(fā)酵，還可以制作什么？

問題串由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)，揭示了泡菜制作的原理，便于學(xué)生深化理解、內(nèi)化知識(shí)。

教師還布置學(xué)生課后用酸奶米酒機(jī)自制米酒和酸奶的任務(wù)，并對(duì)照說明書的操作過程，思考其中蘊(yùn)含的生物學(xué)原理：

（1） 制作酸奶時(shí)，為什么牛奶要加滿，蓋子的孔要封閉？

（2） 制作米酒時(shí)，為什么在糯米中間要挖一個(gè)窩，蓋子要打開一個(gè)孔？

（3） 為什么要等糯米晾溫之后，才攪拌酒曲進(jìn)去？

（4） 為什么釀米酒的過程中，不能打開蓋子查看，否則米酒容易變酸？

由于教科書上沒有關(guān)于制作酸奶和米酒的原理和步驟，學(xué)生只能聯(lián)系必修一所學(xué)有氧呼吸、無氧呼吸、酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵的相關(guān)知識(shí)，甚至聯(lián)系選修1“傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用”專題里面，釀制果酒和制作泡菜的知識(shí)。通過比較分析，來解決這些實(shí)際生活問題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移和應(yīng)用。這種方式比起傳統(tǒng)的“教師先講概念原理、再講原理的應(yīng)用，并記住重點(diǎn)”的模式，能更好地體現(xiàn)學(xué)生的主體地位、激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。學(xué)生對(duì)問題的探討也更加的深入，從而有助于培養(yǎng)思維的深刻性。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的“淺層學(xué)習(xí)”是基于外在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，被動(dòng)地通過機(jī)械的重復(fù)記憶和強(qiáng)化訓(xùn)練進(jìn)行的，是應(yīng)試教育下的典型學(xué)習(xí)方式。而深度學(xué)習(xí)更注重高階思維以及實(shí)際問題解決能力的培養(yǎng)，其特點(diǎn)是：聯(lián)系與建構(gòu)、理解與批判、遷移與應(yīng)用。筆者在課堂教學(xué)和課外實(shí)踐過程中，嘗試讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中對(duì)理性思維的品質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。學(xué)生不但加深了對(duì)知識(shí)的理解，提高了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，還學(xué)會(huì)交流、協(xié)作；也督促教師個(gè)人勤于思考、提升自己，實(shí)現(xiàn)師生的共同進(jìn)步。

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