基于深度學習的思維提升策略

邰玉韋

摘 要：只有引導學生走向深度學習，才能提升學生的思維能力，發展學生的學科核心素養。深度學習需要基于更有意義的教學設計，需要基于深刻的活動體驗，需要基于形成學科思想，需要基于真實情境的評價。思維能力和核心素養一旦形成又會有力促進和支持深度學習的再發生。

關鍵詞：深度學習；思維提升；教學策略

深度學習的概念是美國學者 Ference Marton 和Roger Saljo借鑒布魯姆認知維度層次劃分理論提出的。深度學習的內涵指向學生學習品質的提升，強調理解性的學習、批判性的高階思維、主動的知識建構、有效的知識遷移及真實問題的解決。發展學生生物學核心素養，引導學生走向深度學習，需要基于更有意義的教學設計和創新實踐。

一、 基于系統觀察思考，引發深度學習

觀察目標越明確，觀察感知越深刻，思維提升越顯著。在生物教學中要引導學生由表及里、由上到下、由遠到近、由整體到局部、由外表到本質、由宏觀到微觀等順序進行系統的觀察。基于系統觀察教學設計的基礎上，引發深度學習，提升學生思維。

《鳥類的生殖和發育》是蘇教版《生物學》八下第二十一章第五節的內容，屬于《義務教育生物學課程標準（2011年版）》重要概念“動物的生殖和發育 ”的部分內容。課標對概念內容解讀為：不同動物發育的方式可能不同；有些動物的幼體與成體形態相似，有些動物的幼體與成體形態差別很大。在這節課之前已經安排了兩節其他動物的生殖和發育的課，即《昆蟲的生殖和發育》和《兩棲類的生殖和發育》，這樣的精心選擇和安排與《鳥類的生殖和發育》這節課有著同工異曲之妙。那么如何基于本節課的教學設計，走向深度學習，幫助學生理解和把握概念的內涵和外延？通過小組合作，探究鳥卵適于鳥類在陸地上發育的結構特點。（1）探究鳥卵的外部結構：通過體驗和生活常識理解形狀、卵殼的硬度和氣孔存在以及意義。（2）探究鳥卵的內部結構：用鑷子柄輕敲雞卵鈍端，將卵殼連同外殼膜除去；將內殼膜剪破，把殼膜內的物質輕輕倒入培養皿；依次認識卵白、卵黃、卵黃膜、卵帶和胚盤，并探究各部分的功能。（3）探究鳥卵的發育過程，了解鳥卵的內部結構與功能：采用直觀教學，解剖雞卵或毛蛋；組織學生課外用自制的孵化箱孵化雞卵，觀察雞卵孵化的全過程；展示部分照片或視頻。（4）用表格歸納總結昆蟲、兩棲類和鳥類的生殖和發育特點。

設計理念：設計一系列深入的觀察活動，是基于探究鳥卵適于鳥類在陸地上發育的外部和內部結構特點，幫助學生體驗和理解：雞卵的每部分結構與其功能是相適應的，雞卵沒有這樣橢圓形的外部形態和內外卵殼的保護，無法適應外界復雜的“風吹雨打”的陸地環境，也就無法在陸地上平安地保存下來；沒有卵白和卵黃提供營養，沒有胚盤，鳥卵無法在體外發育成個體，形成結構和功能觀。同時這些結構特點是生物長期進化所形成的，是生物適應環境的一種體現，適者生存，不適者被淘汰；每種鳥卵可能有所不同，每種動物的生殖發育又有所不同，因為環境是多樣的，適應也是多樣的，適應的多樣性正是進化的結果等，進而形成進化與適應觀。

二、基于深刻活動體驗，走向深度學習

深度學習強調學生對知識的應用和問題解決，促進和培養學生的高階思維能力。義務教育階段要發展的高階思維能力主要指批判性思維能力、創造性思維能力、問題解決能力等 [1]。因此，關注學生深刻的體驗探究活動，才能走向深度學習，才能發展學生的高階思維能力和探究能力。

《探究微生物對紙巾的分解作用》是一項解決生活問題、突出創新實踐的探究活動。課題產生的依據來自《義務教育生物學課程標準（2011年版）》中的重要概念“不同類群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保護生物的多樣性極為重要 ”。紙巾或手帕紙是學生比較熟悉的生活必需品，是如何消失的呢？真的被土壤中的微生物分解了嗎？因為教材上并沒有安排這個實驗，所以要充分發揮學生的自主創新實踐能力。提供更多的自主創新空間，學生暢想得越多，方案就越多，創新的活力就越強，思維提升的空間也就越大。如：（1）土壤選用上。同學們意見有很大分歧，從任何地方的土壤都可以慢慢討論到用富含有機質的肥沃的土壤比較好；從上層的土壤慢慢討論到中層的土壤比較好，問題解決的理由是這樣的土壤微生物會更多些。（2）器具選用上。討論到用盆子太大，不方便，而且每個實驗組沒有必要取這么多土壤，但兩個盆子制備土壤浸出液是必要的；討論到每組可以帶紙杯但并不環保，破壞森林資源，討論到可以從班里收集每天用的飲料瓶，又討論到礦泉瓶口這么小，可以用小刀把飲料瓶一分為二，上半瓶取土壤浸出液和過濾用，下半瓶做觀察探究實驗用。（3）在方案設計上。方案從無到有，從粗陋到科學，整個設計過程充分體現了民主、互動和創新。最后，成熟的方案設計如下：用盆子取中層土壤加水攪拌至均勻；用小刀把礦泉水瓶制作成兩個大小一樣的容器A、B；在容器A中放入150 mL蒸餾水；用燒杯取土壤溶液，用紗布過濾2～3次；在容器B中放入150mL土壤溶液過濾液；在實驗容器A、B中各放入一張相同大小的紙巾；每隔一周用尿糖試紙檢測2～3次；觀察記錄現象，發現問題并及時解決；得出結論。（4）在尿糖試紙使用上。學生將帶來的尿糖試紙拿出來比較，發現尿糖試紙條有粉紅色條的，也有淺藍色條的，經過研究說明書，分析后明白原理是一樣的，可以大膽檢測。

設計理念：經過科學論證和辯證的思維過程，學生的體驗往往比較深刻，因為是創新實踐活動，學生在面對種種實際問題和想辦法解決的過程中，發展了學生主動創新能力、批判性思維能力和解決問題的能力。生物學創新實驗活動的立項和完成，一般基于生物學知識和原理來解決實際生活問題，是知識的拓展和運用，屬于深度學習。課題選擇常常具有新穎性、豐富性、實踐性、創新性和探究性等特點，實驗探究過程中能發展學生的批判性思維、創新探究能力和健康生存能力等，符合新課程的核心理念，發展了學生多層次思維能力和科學探究能力。

三、基于形成學科思想，激發深度學習

生物學思想是生物學思維的結晶。“如果說概念原理體系是學科的‘肌體， 那么科學思想就是學科的‘靈魂， 兩者有機結合才能體現一門學科的整體內涵和思想。”[2] 生物學理性思維的特質更多表現在崇尚真知，能理解和掌握基本的科學原理和方法；能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為。生物學培養理性思維的方式很多，其中模型建構是常用的發展學生理性思維的生物學思想和方法。

《人體與外界環境的氣體交換》中“呼吸運動的發生過程”，既是教學重點又是教學難點。但相對于七年級學生的實際學習，存在一定的困難。首先，學生對胸廓的組成、膈肌、肋間外肌等分布和功能缺乏基礎的認識；其次，呼吸運動的過程是動態的，較為復雜和抽象；同時，這部分內容還涉及很多知識點的理解，如：肌肉與骨、體積變化與氣壓、吸氣和呼氣與胸廓體積變化等，在學生缺乏基礎知識的情況下，對學生的思維具有很大的挑戰性。在本節課的實際教學中，設計“建構模型”的動手探究活動，可以化難為易。如“呼吸運動模型”制作材料：小氣球、醫用V形三通塑料管、乳膠手套、PP材料塑料杯、剪子、橡皮泥、橡皮筋或細線等。活動要求：（1）每小組制作一個簡易呼吸運動模型，并說明每一部分代表什么結構。（2）小組間進行模型操作演示。（3）操作探究并回答：①膈肌收縮（下拉乳膠手套），胸廓體積增大還是減小？這時，肺吸氣還是呼氣？②膈肌舒張（松手回升），胸廓體積增大還是減小？這時，肺吸氣還是呼氣？③用手連續捏幾下塑料杯的壁，觀察“氣球”有什么變化？（4）問題猜想：肋間肌收縮時，胸廓會怎樣運動？體積怎樣變化？肺吸氣還是呼氣？通過問題搭橋、制作模型和層層探究，加深了學生對概念的直觀體驗和感性認識，增強了學生對呼吸運動發生過程和原理的理解能力，發展了學生的理性思維能力。

設計理念：深度學習的實質是運用學術知識和高階思維能力在復雜情境中解決問題，可以通過對學習對象進行深度加工來實現。“模型建構”是促進學生積極、深入地參與本節課深度學習的關鍵，既是學生體驗學習的過程，也充分發揮了學生的主體性和參與性，改變了學生的學習方式，形成了解決疑難問題的生物學思想和方法。

四、基于真實情境評價，反思深度學習

評價是改進教學的催化劑，評價可以直接或間接地測量學生深度學習能力，教師才能有意義地教；而深度學習能力往往需要借助于真實情境的表現性評價進行評估[3]。通過真實的評價，表現出學生內隱的能力，使不同層次的學生在原有水平基礎上其能力得到發展。

評價方式的有效性起著至關重要的作用。真實情境下的評價形式可以口述評價、實物評價、工作單評價、信息平臺評價等，學生思維能力的提升離不開活動培養與評價。如：《探究模擬酸雨對生物的影響》的教學目標確定為重點培養學生的實驗方案設計能力。任務一自主設計：經過討論后，各小組學生自主在實驗工作單上制定實驗方案，拍照上傳至QQ群。任務二評價修改：各小組通過在群中查看其他小組實驗工作單上的實驗方案，查漏補缺，各小組可以根據需要用紅筆及時修改原方案，拍照再次上傳QQ群。任務三完善再評價：瀏覽各小組學習修改后的方案，選出你組認為方案制定最科學最合理的2個小組（如考慮對照實驗，有效控制實驗變量和無關變量），并進行投票。依據投票結果展示交流，再次評價并說明理由。通過以上教學設計過程，利用一次自主設計、二次修改、三次評價的方式，幫助學生完善了實驗方案，提高了設計實驗方案的能力。同時，在學生的評價和辯論中，培養了理性思維和批判性思維能力。

設計理念：每個學生都能在同一個平臺看到各小組的方案，既能合理評價他組的方案，又能為自己小組方案的修改和完善提供參考，實現互評和自評。通過QQ投票功能實現小組間的互評，學生也直觀地看到自己設計的方案被認可的程度，這種評價更直觀、更形象和更真實。

總之，深度學習可以促進學生的思維提升，可以促進核心素養的“落地生根”；同時，思維能力和核心素養一旦形成又會有力促進和支持深度學習的再發生。

參考文獻：

[1]乜勇，王蘭蘭.認知學徒制在高階思維能力培養中的應用[J].現代教育技術，2010（4）：38-41.

[2]余文森.樹立與新課程相適應的教學觀念[J].教育研究，2002（4）：58-61.

[3]楊玉琴，倪娟 . 美國“深度學習聯盟”：指向21 世紀技能的學校變革[J].當代教育科學，2016（24）：37-41.