基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)教學(xué)資源建設(shè)的實(shí)踐研究

張 進(jìn)

(江蘇省鄭集高級(jí)中學(xué)城區(qū)校區(qū) 221116)

由于教材的編寫受到篇幅的限制，以精要為前提，所以必須補(bǔ)充和拓展高中生物學(xué)教學(xué)資源，使展現(xiàn)在學(xué)生面前的知識(shí)是一幅相對(duì)完整、生動(dòng)活潑、動(dòng)態(tài)流淌的美麗畫卷。本文結(jié)合實(shí)例闡述了基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)教學(xué)資源的性質(zhì)和構(gòu)建思路。

1 深度教學(xué)的概念

深度學(xué)習(xí)是指對(duì)信息予以深度加工，深刻理解和掌握復(fù)雜概念的內(nèi)在含義，建構(gòu)起個(gè)人情景化的知識(shí)體系，以知識(shí)遷移推進(jìn)現(xiàn)實(shí)任務(wù)完成的學(xué)習(xí)活動(dòng)。深度教學(xué)是相對(duì)于傳統(tǒng)的、僅側(cè)重于教材基本知識(shí)和基本問題的記憶性、機(jī)械性教學(xué)而言的，它是指以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)、深度體驗(yàn)為基點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)轉(zhuǎn)化和個(gè)人意義的建立的教學(xué)活動(dòng)。

2 基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)教學(xué)資源

這種教學(xué)資源是以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)為指導(dǎo)思想，以高中生物學(xué)教材知識(shí)為基礎(chǔ)，依據(jù)認(rèn)知主義、建構(gòu)主義、行為主義等學(xué)習(xí)理論結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，從拓展知識(shí)廣度、激活知識(shí)建構(gòu)和強(qiáng)化思維訓(xùn)練三個(gè)方面構(gòu)建的能走進(jìn)學(xué)生情感和思維的深處、觸及學(xué)科的本質(zhì)與知識(shí)內(nèi)核、促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和真正理解的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)案、課件等。

3 構(gòu)建基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的思路

3.1 構(gòu)建以拓展知識(shí)廣度為基礎(chǔ)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源 生命是自然界最精細(xì)、最復(fù)雜與最神秘的結(jié)構(gòu)體，人們對(duì)于生命的探索已經(jīng)不局限于生物學(xué)科范疇，而是不可避免地與其他學(xué)科有聯(lián)系和交叉，因此基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)不能停留在表層，應(yīng)加大對(duì)知識(shí)廣度的深入研究。例如，對(duì)還原糖、蛋白質(zhì)、淀粉和DNA等物質(zhì)進(jìn)行鑒定的實(shí)驗(yàn)原理在教材中只有寥寥數(shù)語(yǔ)，需要教師利用物理、化學(xué)學(xué)科知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理深入挖掘，揭示反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)，構(gòu)建以拓展知識(shí)廣度為基礎(chǔ)的教學(xué)資源。

例如，高中生物學(xué)教材必修1“可溶性還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)”，教材中表層教學(xué)資源： 某些化學(xué)試劑能夠使生物學(xué)組織中的有關(guān)有機(jī)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。糖類中的還原糖(如葡萄糖、果糖等)與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀。若教學(xué)僅限于此，學(xué)生只看到了實(shí)驗(yàn)的開始和結(jié)束，不利于學(xué)生對(duì)該反應(yīng)的發(fā)生過程、鑒定依據(jù)的化學(xué)原理的深入理解和把握。以拓展知識(shí)廣度為基礎(chǔ)的教學(xué)資源： 教師引導(dǎo)學(xué)生深入探討產(chǎn)生鑒定結(jié)果的原因，即： 0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL CuSO4的溶液等量混合，生成Na2SO4和Cu(OH)2，可溶性還原糖中的醛基(—CHO)在水浴加熱的條件下，將斐林試劑中的Cu(OH)2還原成Cu2O，因此所有具有醛基的物質(zhì)均能與斐林試劑發(fā)生上述反應(yīng)。

除了鑒定類實(shí)驗(yàn)與化學(xué)學(xué)科的聯(lián)系之外，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型與物理及化學(xué)、種群數(shù)量變化模型與數(shù)學(xué)、遺傳病咨詢防治與社會(huì)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)的功能與地理學(xué)及化學(xué)等都有密切的聯(lián)系，這種聯(lián)系正是拓展知識(shí)廣度教學(xué)資源的基礎(chǔ)。通過構(gòu)建以拓展知識(shí)廣度為基礎(chǔ)的生物學(xué)教學(xué)資源，使學(xué)科教學(xué)呈現(xiàn)整體化和立體感，讓學(xué)生不是分學(xué)科孤立地學(xué)習(xí)，推動(dòng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

3.2 構(gòu)建以激活知識(shí)為目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源 很多知識(shí)成果在創(chuàng)立的過程中都有著曲折的故事、艱辛的歷程，但教材上很難把所有知識(shí)誕生時(shí)的歡欣鼓舞過程呈現(xiàn)出來。這時(shí)，教師需要以合適的方式和手段激活知識(shí)，讓知識(shí)以鮮活的形象進(jìn)入學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，其中的途徑之一是利用學(xué)科歷史追溯知識(shí)源頭，重現(xiàn)知識(shí)來龍去脈。

例如，“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”資源的構(gòu)建，教材中表層教學(xué)資源： 1880年達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)、1910年鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)、1914年拜耳的實(shí)驗(yàn)、1928年溫特的實(shí)驗(yàn)。依據(jù)教材，學(xué)生只能看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論，無法找出實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)在邏輯線索，不利于對(duì)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)。如果僅利用教材中表層的知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，將會(huì)讓教學(xué)失去一次對(duì)未來“科學(xué)家”培養(yǎng)的絕佳機(jī)會(huì)，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)變成“半生不熟”的夾生飯，扼殺學(xué)生的探究欲望。以激活知識(shí)為目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源： 正是達(dá)爾文對(duì)植物向光性這一常人熟視無睹現(xiàn)象的敏銳洞察結(jié)合科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)和思考才逐步開啟了人們對(duì)生長(zhǎng)素這一物質(zhì)的探索。通過對(duì)達(dá)爾文探究過程的補(bǔ)充和完善(表1)，分析每組實(shí)驗(yàn)之間清晰、明確遞進(jìn)式關(guān)系，幫助學(xué)生充分理解和深度把握科學(xué)探究的基本思路和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。正是達(dá)爾文的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)猜想，分別啟發(fā)了鮑森·詹森、拜耳的實(shí)驗(yàn)研究，通過巧妙設(shè)計(jì)，得到更加令人信服的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。之后溫特在此基礎(chǔ)上假設(shè)尖端產(chǎn)生的是一種化學(xué)物質(zhì)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了推測(cè)。

表1 達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)

教師通過對(duì)生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)史的整理和補(bǔ)充，找出各個(gè)科學(xué)家以及每個(gè)科學(xué)家的多個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)在邏輯線索，真正帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”的探究歷程，充分展示科學(xué)家創(chuàng)造性的思維方式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)科學(xué)探究能力、提升生物學(xué)核心素養(yǎng)。生命科學(xué)理論體系的建立像其他自然科學(xué)一樣離不開科學(xué)家的艱苦卓絕的探索，這些探索過程在高中生物學(xué)教材中出現(xiàn)多處，如： 細(xì)胞學(xué)說的建立、光合作用的探索歷程、遺傳基本定律的發(fā)現(xiàn)、生物的進(jìn)化知識(shí)等。因此基于“深度教學(xué)”的教學(xué)設(shè)計(jì)不能停留在表層，應(yīng)加大對(duì)知識(shí)激活方法的深入探討，構(gòu)建以激活知識(shí)為目標(biāo)的深度資源。

3.3 構(gòu)建以思維能力發(fā)展為導(dǎo)向的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源 生物學(xué)學(xué)科知識(shí)有著明顯的科學(xué)特征和嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)，高中生物學(xué)深度教學(xué)的一個(gè)目標(biāo)就是如何借助學(xué)科內(nèi)容做自己的“思維體操”。嘗試為學(xué)生的“思維體操”提供操作材料，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，靜待頭腦風(fēng)暴的來臨。

例如，“細(xì)胞增殖的專題復(fù)習(xí)”，表層教學(xué)資源： 有絲分裂和減數(shù)分裂的過程(圖像)、特征(曲線)，以及與細(xì)胞分化、衰老、凋亡、癌變知識(shí)，與受精作用、遺傳的基本規(guī)律之間的聯(lián)系等。這些知識(shí)初看相互割裂、沒有章法，其實(shí)這些知識(shí)專題之間有著千絲萬縷的聯(lián)系和清晰的知識(shí)線索。以促進(jìn)思維能力發(fā)展為目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源： 以動(dòng)物生活史為核心，串聯(lián)起有絲分裂、減數(shù)分裂、細(xì)胞分化、衰老、凋亡、癌變的相關(guān)知識(shí)，特別將有絲分裂、減數(shù)分裂的知識(shí)細(xì)化分析，以曲線的形式展示出來，幫助學(xué)生理解有絲分裂、減數(shù)分裂的過程中染色體、DNA、染色單體、同源染色體和染色體組的行為、數(shù)量變化等重難點(diǎn)知識(shí)，構(gòu)建本知識(shí)專題的知識(shí)線索體系圖和曲線知識(shí)體系圖(圖1、圖2)。

圖1 細(xì)胞增殖、分化專題知識(shí)線索

圖2 細(xì)胞增殖曲線知識(shí)體系圖

這種教學(xué)資源的構(gòu)建是在充分挖掘有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳的基本規(guī)律和進(jìn)化等知識(shí)的內(nèi)在邏輯線索的基礎(chǔ)上，通過生物的生活史串聯(lián)、并聯(lián)知識(shí)模塊而形成的，除此以外，教師還可帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建以光合作用和細(xì)胞呼吸為核心，滲入生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng))、功能(物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞)、生態(tài)工程建設(shè)等為核心的細(xì)胞代謝專題教學(xué)資源；以酵母菌的結(jié)構(gòu)、代謝、應(yīng)用為核心，滲入探索酵母菌的呼吸方式、酵母菌的種群數(shù)量變化、酵母細(xì)胞的固定化等的酵母菌專題教學(xué)資源。

基于“深度教學(xué)”的高中生物學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開發(fā)與應(yīng)用研究可以成為教師專業(yè)成長(zhǎng)的重要推動(dòng)力，促進(jìn)教師教育認(rèn)識(shí)水平的提升，為教師的成長(zhǎng)指明方向。

(基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于深度教學(xué)的高中生物優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開發(fā)與應(yīng)用研究”，No.B-b/2016/02/05)