基于深度學習的“GVA”生物教學模式思考與案例分析

摘 要：近年來，初中新課程在引領基礎教育改革的基礎上對教學提出了新的要求，基于深度學習的“GVA”教學模式是在生本能動的課堂中，教師通過問題引導學生大膽地猜想、鼓勵學生通過各種方法進行求證，讓學生在理解學習的基礎上，學習者能夠批判性地學習新思想和分析事實，將它們融入原有的認知結構中，培養學生的深層學習能力和思維能力，讓學生成為課堂的主體，從而培養學生的生物學科素養，讓生物課堂成為有生命的課堂。

關鍵詞：高中生物;深度學習;“GVA”教學模式

深度學習（Deep Learning）：是在理解學習的基礎上，學習者能夠批判性地學習新思想和分析事實，將它們融入原有的認知結構中，并在眾多思想之間進行聯系，能將已有知識遷移到新的情境中，作出決策和解決問題的學習。

深度學習的課堂是發展性課堂，更加關注學習過程而非結果，強調知識建構而非片面的知識難度。深度學習需要學生的真正參與，是師生共同構建的學習共同體。

“GVA”教學模式：

G—為英文guss（猜想）的縮寫，在生本能動的課堂下，教師提出課堂中的問題，學生根據已有的認知結構或已有的事實，在個人經驗、感覺、情感等其他非智力因素的影響下，從而推測出某些結果的過程。常用的合情猜想形式可總結為歸納推理、類比推理、經驗猜想與特殊化猜想等四種形式。

通過合理的猜想訓練可以培養學生的空間想象能力和邏輯思維能力，同時通過合情猜想能力的培養也可以讓學生成為學習的主人，可以使創新意識和創造思維的培養落到實處。

V—為英文verification（求證）的縮寫，由于猜想都是對事物的現象和規律的推測，尚未達到確切可靠的認識，因而有待于進一步通過科學的生物實驗、合理的推理以及現有的知識結構體系等各種探究活動加以檢驗或證實。既要“大膽猜測”，又要“嚴格論證”，這樣對培養學生的創新意識和嚴謹的科學態度大有裨益。

A—為英文application（應用）的縮寫，初中生物學科是與生活聯系最為密切的一門學科，將所學到的生物學知識充分應用到生活中去，讓學生感受到生活中處處有生物知識，“生活即生物”從而培養學生健康的生活方式。

下面筆者以“細胞通過分裂產生新細胞”為例，淺談基于深度學習的“GVA”生物教學模式的運用。

“細胞通過分裂產生新細胞”是初高中銜接中較為緊密的一節，涉及細胞分裂過程以及分裂過程中染色體和DNA變化兩個主要內容，同時本節課也是本章中第二節“動物體的結構層次”和第三節“植物體的結構層次”的基礎。教師教學指導用書對這一內容提出的教學目標是：

1. 描述細胞分裂的基本過程;

2. 說出生物體的細胞數目是通過細胞分裂不斷增加的;

3. 說出染色體在細胞分裂前先進行復制，之后均分為完全相同的兩份進入兩個新細胞中。

其中，細胞分裂的基本過程是本節內容的教學重點，細胞分裂過程中染色體變化的結果則是本節內容中教師應尤其關注的難點，之前學過的細胞的生活是本節課的基礎。本節課中筆者沒有采用傳統教學中單一講授式教學模式，而是采用了猜想—求證—應用的教學模式，讓學生在已有認知結構和經驗中，通過合理的猜想，并通過進一步通過科學的生物實驗、合理的推理以及現有的知識結構體系等各種探究活動加以檢驗或證實，并將已有的生物知識在生活中加以運用，在激發學生的學習興趣的同時，培養了學生的深度思維能力和深度學習的能力，使學生成為課堂的主體，從而落實了新課程下生物學科核心素養。

一、 拋出問題，激發猜想

（一）根據細胞生長的概念，猜想細胞能否無限長大

生物體能夠由小長大離不開細胞的生長、分裂和分化，細胞生長的過程需要吸收營養物質，體積會由小變大，那么細胞能不能無限制的長大呢？遇到這類問題學生可根據自己的生活經驗和已有的認知結構進行頭腦風暴式的合理猜想，比如人、動物等都可以吸收營養物質由小長大，體積也相應增大，但大多數生物體長到一定大小便停止生長，同樣細胞也是如此;也有的同學認為細胞不停吸收營養物質，可以無限制長大。

（二）以細胞分裂過程為基礎，猜想細胞分裂過程中新形成的細胞中染色體的數目

學生通過動畫配音游戲學習并了解了細胞分裂過程，通過染色體的分解圖，讓學生得出染色體的組成成分，最后以動物細胞有絲分裂視頻，讓同學觀察到細胞分裂過程中變化最明顯的結構是染色體，通過以上學習的積累，提出細胞分裂過程中染色體是如何變化的。假如體細胞中有兩條染色體，那么新形成的細胞中染色體數目是多少呢？對于這類問題，學生可根據前面細胞分裂過程知識的學習進行大膽的猜測;有的同學會認為：細胞分裂過程中細胞核一分為二，因此細胞分裂過程中染色體也是一分為二的;有的同學認為：新形成的細胞中染色體數目是不變的。

設計意圖：牛頓說過：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現。”猜想也是學生探究活動的重要環節，能幫助學習者明確學習的內容和方向，為制訂計劃，設計探究方案奠定基礎。遇到問題首先要提出猜想，先讓學生說出證明自己猜想的基本思維和方法，通過猜想激發出學生深度思維，使學生由淺度學習進入到深度學習，從而培養學生的邏輯思維能力和空間想象力。

二、 引導交流，合作求證

由于猜想都是對事物的現象和規律的推測，尚未達到確切可靠的認識，因而有待于進一步通過科學的生物實驗、合理的推理以及現有的知識結構體系等各種探究活動加以檢驗或證實。

（一）以生物實驗為載體，探究細胞不能無限長大的原因

細胞能否無限長大，還要通過科學的探究實驗加以佐證，因此在生物興趣小組同學的探討下設計了如下實驗：準備3cm、2cm、1cm不同大小的含酚酞的瓊脂塊代表細胞大小，用1 %NaOH溶液代表細胞所需要的營養物質，將不同大小瓊脂塊放入溶液中，過一段時間取出，觀察瓊脂塊白色和紅色部分的比例，紅色部分代表細胞吸收的營養物質，白色部分代表細胞未吸收的營養物質。學生通過對實驗的觀察、比較和分析從而推理得出細胞不能無限長大以及其背后的原因。

設計意圖：科學的探究實驗是學生對猜想進行求證的重要方式，學生通過合理的實驗探究，培養學生的科學思維能力和動手操作能力;學生通過對實驗結果的觀察和分析，在觀察中能夠鍛煉學生自身對信息進行提煉和分析的能力，通過對實驗結果的分析培養學生的分析歸納能力和深度思維的能力;既然細胞不能無限長大，那么只能通過分裂增加細胞數目來實現個體的生長，這也為下一部分內容的學習打下了基礎。

（二）基于邏輯推理，證明細胞分裂過程中新形成細胞中染色體數目的變化

假如原來細胞中有2條染色體，那么細胞分裂過程中新形成的細胞中染色體數目為多少呢？對于這一問題，教師可引領學生通過進一步思考：假若一次分裂后新形成的細胞中染色體數目變為一個，那么第二次分裂后新形成的細胞中染色體數為多少呢？以此類推，教師通過邏輯推理的方式進行佐證，培養了學生的邏輯思維能力和解決問題的能力，使學生由淺度學習轉為深度學習。

（三）運用類比歸納，縱深推進

學生通過觀看視頻和配音小游戲，對動物細胞和植物細胞分裂的過程有了清晰的認識，因此教師引導學生對兩個分裂古城進行比較，通過類比歸納，從而總結出動物細胞和植物細胞分裂過程中的相同點和不同點。

設計意圖：學生通過對視頻的觀看并對觀看視頻進行配音，可以充分激發學生的學習興趣，同時也培養了學生的觀察能力和提取信息的能力，通過對兩個分裂過程類比和分析，培養學生邏輯思維能力和分析問題的能力。

三、 聯系實際，生活化應用

《課程標準（實驗稿）》強調了讓學生在現實生活的背景下學習生物學。讓學生將生物學的概念、原理的學習同現實生活中的問題、現象、經驗聯系在一起，在思考、關注和決策的過程中鞏固和應用知識、促進科學思維習慣的形成、嘗試解決問題的方法、激發學生學習生物學的興趣。

最后，本節課學生通過查閱資料，進一步深入了解了癌細胞的產生及產生的原因，從而產生了對生命的敬畏，同時也對健康的生活方式，保持良好的生活習慣的重要性有了進一步的認識。

設計意圖：學生學習任何知識，只靠聽講是不夠的。特別是生物課程這種抽象理論課的教學，只有在理解的基礎上通過適當的練習才能鞏固當堂的知識。學生是否能將重要概念的內涵進行外延，還需要通過相應的生活現象來學以致用。學生在查閱資料的過程中也培養了學生搜集信息和提取信息的能力，通過對搜集資料的整理和認知，讓學生將所學進行內化并融入生活的同時，也將知識應用于生活，讓學生感受到生活中處處有生物知識，“生活即生物從而培養學生健康的生活方式。

作者簡介：

趙新穎，山東省青島市，青島李滄區實驗初級中學。