基于深度學習的初中生物學重要概念教學策略研究

淡靜雅

基金項目：西安市教育科學研究“十三五”規劃2017年規劃課題“生物課堂教學中落實學科核心素養的實踐研究”，課題編號：2017XAGU059。

“深度學習”也稱深層學習，20世紀50年代，Ference Marton和Roger Saljo在《學習的本質與區別：過程與結果》一文中首次提出深度學習的概念，其內涵是指在教師的引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。概念教學是我國基礎教育階段生物學課程的核心內容，也是深度學習的基礎和載體?！读x務教育生物學課程標準（2011年版）》中明確提出了初中生物學課程教學中的50個重要概念。在實際教學中，靜態的、孤立的、過分關注零散信息而缺乏邏輯推理的概念教學實屬無奈，基于事實和邏輯的概念教學不是為了讓學生記住某個專業名詞或定義，而是為了幫助他們搭建生物學知識框架，完成真實情境的知識遷移，能對與生物學相關的社會議題作出正確的判斷和決策。本文以人教版生物學八年級上冊“真菌”一課為例，根據深度學習的特征，對真菌的深度學習方案進行了分析和設計，并基于深度學習理論對概念教學的策略進行了探究。

一、聯想與結構

聯想與結構是深度學習的基本特征。學生在學習課程內容前，已經具備與之相關的經驗或前概念，但正確與否不確定。教師需要以學生熟知的生產、生活情境為載體，積極調取學生的前概念，將抽象的知識轉化成學生能夠直接操作的、感性的教學材料，幫助學生在前概念與新知識之間建立結構性關聯。

真菌教學是在學生掌握了動植物和細菌的細胞結構、細菌和真菌的分布特點等相關知識的基礎上展開的。由于真菌和細菌中均帶“菌”字，且兩者可用培養基進行培養，大部分學生常將兩者混為一談，認為真菌像細菌一樣，個體微小，無法用肉眼直接觀察。有些學生雖然對真菌有一定的了解，但大多集中在真菌對人類的負面影響上，對真菌在環保、食品、醫藥等方面發揮的積極作用了解甚少。因此，筆者將三個感性的教學材料呈現給學生：1.將拌有酵母菌的小塊蘋果在密閉、溫暖處放置三天后，讓學生聞其散發的酒味;2.將生活中常見的大型食用菌，如香菇、口蘑、木耳和銀耳等展示給學生;3.在溫暖、潮濕處放置橘子和饅頭，讓學生觀察滋生的霉斑和綠毛（菌絲體）。學生通過觀察、了解這些直觀的感性材料，從生活中常見的現象入手，就會發現真菌既有單細胞真菌，又有多細胞真菌，在多細胞真菌中還有一些菌群的體型較大，肉眼可見。上述這些事實均會沖擊學生原有的前概念，會使其產生認知上的沖突。

二、活動與體驗

活動與體驗是深度學習的核心特征?！盎顒印笔侵敢詫W生為主體的主動活動;“體驗”是指學生作為個體全身心投入活動時的內在體驗。活動的開展需要教師基于教學目標和學情精心設計，使學生能夠深度參與其中并在實踐中建構知識，完成有意義的學習過程。

為了讓學生從生物體的結構與功能方面認識真菌，筆者按照由簡單到復雜的認知順序組織酵母菌、霉菌和大型真菌的結構探究活動，讓學生通過肉眼、放大鏡和顯微鏡等從宏觀和微觀兩個層面觀察真菌。由于酵母菌是單細胞真菌，學生在低倍和高倍顯微鏡鏡頭下都可以觀察到它們的細胞形態和結構，通過對比酵母菌與動植物和細菌的細胞結構，學生就會發現以酵母菌為代表的單細胞真菌是具有細胞核的真核生物。

關于霉菌形態結構的觀察，教材中建議用長有青霉的橘子皮做實驗，但考慮到青霉孢子非常輕，散落在空氣中對學生的呼吸道可能造成不良影響，且用肉眼無法觀察營養菌絲的結構，加之孢子是霉菌發育到一定階段分化出的生殖細胞，橘子皮上的霉菌不一定都分化有孢子。故筆者在課前指導各小組利用PDA培養基培養霉菌，并將培養物置于顯微鏡下觀察，學生不僅可以更清晰地觀察、了解霉菌營養菌絲的形態和結構，還可以控制霉菌的生長時間，確保霉菌充分生長，從而產生大量的無性孢子。在后續的實驗中，學生既能觀察到營養菌絲，又能觀察到無性生殖細胞——孢子。這樣一來，實驗內容豐富了，實驗效率也提高了。此外，由于培養皿帶有皿蓋，可以有效防止霉菌孢子飄散到空中對學生的呼吸道健康造成不良影響。對于培養好的霉菌，學生可利用無菌解剖針，挑選少許長有孢子的菌絲，制成臨時裝片進行觀察。

對于大型真菌的形態和結構觀察，筆者選取了蘑菇作為實驗材料，讓學生縱向撕開蘑菇，觀察其斷面，并與之前探究的霉菌形態和結構進行比較，學生就會明白大型真菌的菌體也是由菌絲構成的。同時，筆者在課前安排學生制作香菇的孢子印，并讓他們在課堂上進行展示交流，促使學生更加直觀地了解真菌強大的繁殖能力，為他們后續的知識遷移應用作鋪墊。

在探究活動中，學生通過觀察總結得出：雖然酵母菌、霉菌和大型真菌的外部形態結構有較大差異，但其組成細胞都具有相同的結構。這對學生理解真菌細胞中有細胞核，真菌屬于真核生物這一概念，形成生物體多樣性與統一性的觀點有很大幫助。此外，也能夠使學生從結構上厘清真菌在“五界分類系統”中自成一界的原因。

三、本質與變式

概念學習過程中，筆者要求學生要能夠抓住所學內容的本質屬性，而不是單純、零散地記憶事實性知識。否則，學生就很難理解知識的本質，很難做到舉一反三。

細胞是最基本的生命系統，其生存需要物質和能量的輸入與輸出，根據結構與功能相適應的觀點，細胞結構直接影響細胞的物質代謝和能量轉換。筆者通過呈現真菌營養方式的教學資料，引導學生歸納真菌的營養方式，包括寄生、共生和腐生三個方面，使他們理解了真菌生存所需的物質與能量是來自外界的，而不是自給自足的。學生雖然在七年級學習過生態系統的相關知識，但由于自身生物學知識框架不夠完善，欠缺建構知識體系的能力，他們很難在真菌與生態系統之間建立聯系。因此，在課堂教學中，為了讓學生更好地理解真菌營養方式的本質特征，筆者從生態系統成分的功能角度，從生態系統各成分之間最重要的關系之一——營養出發，引導學生分析真菌作為分解者在生態系統物質循環過程中發揮的重要作用，幫助學生從營養方式的角度判斷某一種生物在生態系統中的功能，從而使學生掌握了知識的本質屬性，實現舉一反三的目的。

四、遷移與應用

遷移與應用強調學生將所學知識進行批判性吸收，并使其結構化，再遷移至新情境中轉化為實踐應用的能力。學生對學科知識的理解是知識遷移與應用的前提，他們可以在對真菌形態、結構、營養方式和繁殖方式等知識理解的基礎上，嘗試從學科本質的角度解釋腐爛的原因。教師追問：為什么在溫暖潮濕的環境中，水果和蔬菜更容易發霉腐爛呢？在生產生活中，能否人為地控制真菌的生長條件，達到食物保鮮的作用呢？這些問題的提出是為了讓學生從真菌的營養方式出發，理解腐爛現象的發生還需要適宜的溫度和濕度等外部條件。教師也可以人為控制真菌生長所需的條件，從而達到食品保鮮的目的，以解決生產生活中的實際問題。教師再次追問：僅從人類日常生活的角度來看，腐爛是不利的，若從整個生態系統的角度來看，腐爛對于人類一定是壞事嗎？此問題意在培養學生的系統觀念，引導學生站在生物圈的高度，將細菌和真菌等知識有機結合起來，從微生物的形態結構、繁殖特征和營養方式等方面充分思考微生物為什么能夠分解生物圈中大量的動植物尸體和殘體等，為什么能夠促使生物圈中的物質循環和能量流動呢？在遷移與應用環節中，筆者通過聯系生活實際中存在的問題，將學生的思維引向了深層學習，使其逐步建構了本節知識與其他章節相關知識間的結構聯系，促進了他們知識的遷移與應用。

總之，深度學習絕不是學生的自主學習，而是強調在教師的引導下，學生在實踐活動中通過觀察、分析、歸納、概括、模型與建模等，根據事實依據對生物學的現象或問題進行解釋，在解釋與科學知識之間建立聯系，構建生物學概念，形成生命觀念，再運用生命觀念或生物學思想認識和理解生命世界。在生物學教學過程中，培養學生的學科核心素養是深度學習的重要目標。因此，教師要在活動中有機融入生物學學科核心素養，不斷激發學生學習的積極性，促進課程目標的轉化與落地。

作者單位? 西安市教育科學研究所