指向深度學習的教學實踐與思考

吳宜軍 劉穎

摘要：以“基因在染色體上的實驗證據”教學實踐為例，從情景創設，激發學習興趣;有效設問，適時評價，引導深度思考;貼圖活動，參與深度探究;總結歸納，升華情感四個方面引導學生進行深度學習，實現知識學習與素養培養同步發展。

關鍵詞：深度學習 基因在染色體上實驗證據教學實踐與思考

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼B

1問題的提出

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》的突出變化是將生物學學科核心素養作為本課程的宗旨。而目前高中生物課堂教學中仍普遍存在一些不利于核心素養養成的教學行為：如以知識傳授為主，學生學習的主動性和興趣不高，被動聽課;教師能夠正確解析知識，但關注知識形成的過程不夠;關注教學技能多，關注學科思想方法少;過多關注學生解題技巧訓練，較少關注學生素養發展。教學中存在的這些問題導致學生獲得更多的是事實性知識、對知識淺顯理解，運用知識解決實際問題的能力偏弱，思維深度不夠，即學生的學習還停留在淺層學習。

2深度學習的內涵與特征

深度學習概念是美國學者馬頓和薩爾喬于1976年針對孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學習提出來的。深度學習是指在理解學習的基礎上，學習者能夠批判性地學習新的思想和事實，將它們融入原有的認知結構中，能在眾多思想中進行聯系，并能將已有的知識遷移到新的情境中去，作出決策和解決實際問題的學習。可見，深度學習是一種基于高階思維發展的理解性學習，具有注重批判理解、強調內容整合、促進知識建構、著意遷移運用等特征。

生物學科深度學習是指建立在學生對生物學知識理解的基礎上不斷形成的學科觀念和理性思維方式，能夠針對生物學現象提出問題，設計實驗，進行科學探究并解決問題的學習。

3指向深度學習的教學案例

在學科教學中如何促使學生從淺層學習進入深度學習？下面以“基因在染色體上的實驗證據”觀摩課，對深度學習理論在課堂教學中的應用進行了探索和思考。

3.1情景創設，激發學習興趣

教師播放簡介摩爾根及果蠅實驗室的視頻，并提出問題：摩爾根對薩頓和孟德爾的學說持什么態度？果蠅作為遺傳學實驗材料有哪些優點？

設計意圖：教師促進激發學生認同科學的發展需要大膽質疑的勇氣，使學生體會實驗材料的選擇是生物學實驗成功的重要保障，通過科學小故事激發學生學習的興趣。

3.2有效設問，適時評價，引導深度思考

教師展示摩爾根的果蠅雜交實驗一（圖1），并提出問題：紅眼和白眼這一相對性狀的遺傳是否符合孟德爾分離規律？實驗結果中有哪些現象是分離定律所不能解釋的？你能對這種遺傳現象做出解釋嗎？

各學生小組通過對實驗現象的分析，能形成共識，即孟德爾一對相對性狀的遺傳規律適用于果蠅的眼色遺傳;能夠發現眼色遺傳不同于孟德爾規律的現象，即白眼性狀的遺傳與性別有關。

設計意圖：教師引導學生利用已學的孟德爾分離定律對新的遺傳現象進行分析，同時訓練學生的觀察能力，制造認知沖突，激發學生的探究欲望，培養批判性思維能力。

教師展示雌、雄果蠅的染色體組成，提出問題：雌雄果蠅相同的染色體有哪幾對？果蠅的性別由哪一對染色體決定的？果蠅的眼色性狀可能與哪對染色體有關？

學習小組交流討論，達成共識：性別是由性染色體決定的，與眼色有關的基因可能位于性染色體上。

設計意圖：教師遵循學生的認知發展規律，為問題的解決搭建思維支架，培養學生科學思維的能力。

教師展示x與Y染色體的形態結構，引導學生嘗試作出假說：控制眼色的基因位于x與Y染色體的哪一個區段上呢？

教師引導學生利用減數分裂過程中同源染色體的行為特點，判斷x和Y是一對形態特殊的同源染色體，使學生認同x和Y染色體存在同源區和非同源區。各小組流討論說出各自的觀點，并提出本組的假說。

設計意圖：提出假說是本節課的一個難點，這里沒有規避性染色體同源區段，考慮3個方面：①完全模擬摩爾根的科學發現史;②遵循學生的認知規律;③培養學生思維的嚴密性。學生為自己的假說進行推理的過程，增加了探究的樂趣，同時推理成功可以讓學生感受到學習的快樂，體會到科學研究的艱難。

最終，全班得出的假說有三種：①控制果蠅眼色的基因位于x染色體上的非同源區段（I）。②控制果蠅眼色的基因位于同源區段（Ⅱ）。③控制果蠅眼色的基因位于Y染色體上的非同源區段（Ⅲ）。

3.3貼圖活動，參與深度探究

教師引導：你的假說能夠解釋果蠅雜交實驗一（圖1）的現象嗎？

每組學生根據本組假說，利用染色體以及基因磁性貼片在白板上嘗試貼出圖1的遺傳圖解，最終學生得出的貼圖圖解見圖2、圖3。

作出假說③的小組無法表示出親本紅眼雌果蠅的基因型，因而作出該假說的小組意識到此種假說不成立，改為嘗試假說①或假說②。

作出假說①和假說②的小組上臺展示本組貼出的遺傳圖譜，學生討論發現其遺傳圖譜都能解釋果蠅雜交實驗一的現象。

教師引導學生驗證假說：究竟假說①和假說②哪個是正確的呢？用什么方法來驗證假說？學生根據之前學習過的孟德爾豌豆雜交實驗，能夠意識到需要通過測交實驗來驗證提出的假說。

學生貼出的測交圖譜見圖4、圖5。

學生上臺展示測交結果，發現假說①和假說②的測交結果沒有區別。

教師引導：該測交實驗不能驗證假說是否正確。開動腦筋，是否能夠設計其他測交實驗來驗證假說是否正確呢？

學生通過貼圖摸索之后，有一個小組提出，用純種白眼雌果蠅與純種紅眼雄果蠅進行雜交。若后代雌果蠅為紅眼，雄果蠅為白眼，則假說①正確;若后代都為紅眼果蠅，則假說②正確。該小組展示的貼圖見圖6。

教師展示摩爾根當年的做法：用純種白眼雌果蠅與純種紅眼雄果蠅進行雜交。學生發現自己與摩爾根的想法一致，情緒高漲。

3.4總結歸納，升華情感

教師引導學生歸納摩爾根的實驗思路，即觀察現象一提出問題一作出假說一演繹推理一驗證實驗一得出結論，使學生體會“假說一演繹法”在遺傳學實驗中的應用。

學生通過親身實踐體會到科學探究的樂趣與科學發展的不易，在情感上得到升華。

4反思

4.1深度學習需注意問題的開放度

深度學習的問題設計要有一定的開放性，開放的問題不是那種學生“坐在地上都能摘到桃”的簡單問題，也不是那種學生“搭上梯子也摘不到桃”高難度問題，而是學生憑借自己的努力能夠“跳一跳摘得到桃”的適切性問題。這樣的問題最有利于激發學生的認知沖突，發展學生的批判性思維，促進深度學習。當然，問題的解決離不開教師的適時介入和循循善誘，否則，深度學習有可能淪為糊涂學習。

4.2深度學習需進行持續的過程性評價

持續的過程性評價是引導學生深度反思自己的學習狀態并及時調整學習策略、實現深度學習的有效途徑。它不僅可以促進學生深入理解學習內容，改進學習策略，還可以幫助教師及時調整教學策略，增強課堂學習實效性。

5結語

高中生物課程的根本任務是提高學生的生物學核心素養。傳統教學活動中，學生淺層學習的背后是教師的淺層教學。為了促進學生的深度學習，需要開展有高階思維的深度教學，才能實現學生知識學習與素養培養同步發展。