踐行深度學(xué)習(xí)的生物學(xué)“三度教學(xué)”研究

羅穎強(qiáng)　范禮

加拿大艾根教授的深度學(xué)習(xí)研究團(tuán)隊(duì)提出，學(xué)生在實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，必須要關(guān)注知識(shí)教學(xué)的廣度（知識(shí)本身的無(wú)界定性）、深度（知識(shí)本身的學(xué)科本質(zhì)）與關(guān)聯(lián)度（知識(shí)本身的邏輯體系）。其中，知識(shí)的廣度指知識(shí)對(duì)應(yīng)的無(wú)界定性，即科學(xué)技術(shù)在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，生物學(xué)知識(shí)也處于日益革新的狀態(tài)之中。知識(shí)的深度是知識(shí)背后體現(xiàn)的學(xué)科思想、科學(xué)方法等，其可以作為凸顯知識(shí)學(xué)科性的重要體現(xiàn)。知識(shí)的關(guān)聯(lián)度則是說(shuō)明了知識(shí)本身應(yīng)當(dāng)具備一定的架構(gòu)或體系。且根據(jù)皮亞杰的心理認(rèn)知理論不難發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)的不同導(dǎo)致了其前概念不同，從而其最終建構(gòu)的知識(shí)體系也各有特點(diǎn)。研究者在“三度教學(xué)”及認(rèn)知理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物學(xué)教學(xué)中的相關(guān)案例，以踐行深度學(xué)習(xí)的生物學(xué)“三度教學(xué)”研究。

1知識(shí)的廣度教學(xué)

生物學(xué)知識(shí)是對(duì)生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的歸納與總結(jié)，但生物世界本身是充滿不確定性的，新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)仍然在不斷地涌現(xiàn)，原有的知識(shí)并不一定能夠解釋新發(fā)現(xiàn)的生命現(xiàn)象。因此生物學(xué)知識(shí)是在不斷的修正與完善之中的，即知識(shí)本身具有無(wú)界定性?；谏疃葘W(xué)習(xí)的知識(shí)廣度教學(xué)就是要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到：知識(shí)的發(fā)展是動(dòng)態(tài)變化的，知識(shí)的學(xué)習(xí)不應(yīng)該拘泥于背誦記憶，更應(yīng)該以開闊的思維、好奇的心態(tài)、批判的眼光去學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)。

例如，在進(jìn)行“中心法則”這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，教師可呈現(xiàn)中心法則誕生及補(bǔ)充發(fā)展的科學(xué)歷程（圖1）。通過(guò)生物科學(xué)史的主線設(shè)計(jì)讓學(xué)生明白：中心法則的提出解釋了蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，獲得了科學(xué)界的公認(rèn)。但隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，人們逐漸發(fā)現(xiàn)最初的中心法則已然很難解釋RNA的自我復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄等一些生物學(xué)現(xiàn)象。于是，中心法則不斷地被補(bǔ)充和完善。學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠領(lǐng)悟到：知識(shí)是在不斷更新與完善之中的，并且隨著未來(lái)科學(xué)的進(jìn)步，現(xiàn)有的生物學(xué)知識(shí)都有可能被修正甚至是推翻。知識(shí)的廣度教學(xué)開闊了學(xué)生的視野，引導(dǎo)學(xué)生以更加包容、開放的眼光看待書本中的生物學(xué)知識(shí)，而不僅僅局限于知識(shí)的生硬背誦。

2知識(shí)的深度教學(xué)

知識(shí)的教學(xué)包括了具體知識(shí)的教學(xué)，即知識(shí)本身的教學(xué)，也包括了知識(shí)背后邏輯屬性、科學(xué)方法和學(xué)科思維的教學(xué)，即知識(shí)本質(zhì)的教學(xué)。在生物學(xué)教學(xué)中凸顯理科屬性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科本質(zhì)的理解是每個(gè)生物教師值得深思的問(wèn)題。

例如，在進(jìn)行“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)的教學(xué)時(shí)，教師以流動(dòng)鑲嵌模型建構(gòu)的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)為依托，挖掘其背后的深層次原因，引導(dǎo)學(xué)生理解流動(dòng)鑲嵌模型的結(jié)構(gòu)與其所行使的功能是密切相關(guān)的，并歸納為圖片（圖2）：雙層磷脂分子的排布使得生物膜能夠適應(yīng)生活的液體環(huán)境；蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂雙分子層中，以實(shí)現(xiàn)催化、運(yùn)輸、識(shí)別等多種功能；糖蛋白與細(xì)胞的識(shí)別功能相關(guān)，故分布于細(xì)胞膜的外側(cè)；生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是流動(dòng)性，這是許多生物膜功能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)等等。這樣知識(shí)的深度教學(xué)能夠讓學(xué)生牢記流動(dòng)鑲嵌模型的特點(diǎn)，更能培育學(xué)生“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)科思想，引導(dǎo)學(xué)生能夠理解知識(shí)的本質(zhì)，達(dá)成知識(shí)的深度教學(xué)。

3知識(shí)的關(guān)聯(lián)度教學(xué)

知識(shí)并不是孤立、靜止、片面的，學(xué)生在認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中會(huì)隨時(shí)發(fā)生新知與舊知中的同化或順應(yīng)過(guò)程，從而重構(gòu)知識(shí)的框架體系。學(xué)生是知識(shí)建構(gòu)的主體，教師則是知識(shí)建構(gòu)的引導(dǎo)者。教師的職責(zé)在于幫助學(xué)生建構(gòu)其自身的知識(shí)體系，防止學(xué)生出現(xiàn)對(duì)知識(shí)的片面甚至是錯(cuò)誤的理解。基于深度學(xué)習(xí)的知識(shí)關(guān)聯(lián)度教學(xué)要求教師要善于將知識(shí)以相互聯(lián)系、有機(jī)整體的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的遷移，使學(xué)生在關(guān)聯(lián)探求中掌握知識(shí)本身的邏輯體系。

教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程當(dāng)中可以利用問(wèn)題鏈的方式，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的關(guān)聯(lián)度教學(xué)。例如，在進(jìn)行人教版生物必修一第六章的復(fù)習(xí)時(shí)，教師以細(xì)胞的生命歷程為知識(shí)主線，以問(wèn)題鏈為引導(dǎo)，幫助學(xué)生建構(gòu)“細(xì)胞的生命歷程”知識(shí)體系。①細(xì)胞能否無(wú)限長(zhǎng)大？若不能，生物體怎樣實(shí)現(xiàn)個(gè)體的長(zhǎng)大？②細(xì)胞增殖有哪些方式？真核生物細(xì)胞分裂的主要方式是什么？③有絲分裂可以分為哪些時(shí)期，各有何特點(diǎn)？④所有的細(xì)胞都可以進(jìn)行分裂么？細(xì)胞分化有何意義？⑤若細(xì)胞出現(xiàn)畸形分化會(huì)有怎樣后果？⑥細(xì)胞衰老有何特點(diǎn)？⑦細(xì)胞生命歷程的最后一步是什么？這樣一系列的問(wèn)題恰好將細(xì)胞的整個(gè)生命歷程中的各個(gè)事件層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣地串聯(lián)在了一起，歸納成了一張邏輯分明的概念圖，如圖3所示。這樣的知識(shí)關(guān)聯(lián)度教學(xué)有助于學(xué)生掌握知識(shí)之間的相互關(guān)聯(lián)，以整體、開闊的眼光來(lái)認(rèn)識(shí)生物學(xué)知識(shí)。

學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的獲取不能停留于記憶，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟到知識(shí)所蘊(yùn)含的廣度、深度及關(guān)聯(lián)度，同時(shí)，也需要不斷改進(jìn)與創(chuàng)新教學(xué)方法，關(guān)注深度學(xué)習(xí)的生物學(xué)“三度教學(xué)”真正達(dá)成。