深度學(xué)習(xí)下的高中生物教學(xué)

陸衛(wèi)

摘 要：生物作為高中教育重要學(xué)科之一，教師需在全新教育背景下改革和創(chuàng)新教學(xué)模式。深度學(xué)習(xí)是一種培養(yǎng)學(xué)生高階思維以及在復(fù)雜環(huán)境中解決問題能力，強(qiáng)調(diào)知識與信息整合對知識批判理解，滲透于生物教學(xué)中能有效提升學(xué)生核心素養(yǎng)，實現(xiàn)預(yù)期課程目標(biāo)。對此，本文則從多方面分析基于深度學(xué)習(xí)下高中生物教學(xué)策略，望給予教師教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物;深度學(xué)習(xí);教學(xué)策略;植物生命活動的調(diào)節(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)水平大幅度提升，對教育教學(xué)提出較高的要求，除了要為學(xué)生傳授知識和技能，還要積極發(fā)展學(xué)生思維能力，從已有現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，不斷增強(qiáng)靈活運(yùn)用知識分析和解決問題水平，實現(xiàn)全面發(fā)展。深度學(xué)習(xí)即學(xué)習(xí)者在自身已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中融入所學(xué)知識并將其遷移至復(fù)雜真實情境中解決所學(xué)問題等一系列過程。該學(xué)習(xí)模式在教育各個階段和學(xué)科均有著顯著的應(yīng)用價值，基于深度學(xué)習(xí)下的高中生物教學(xué)能較好地對學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展多元思維能力，對學(xué)科和學(xué)生發(fā)展有著重要現(xiàn)實意義。

一、深度學(xué)習(xí)概述

相關(guān)研究認(rèn)為，解決真實情境中產(chǎn)生的各種問題即學(xué)習(xí)最終落腳點(diǎn)。人類通過淺層學(xué)習(xí)能解決部分結(jié)構(gòu)良好且相對簡單問題，然而大部分社會生活問題較為瞬息萬變且復(fù)雜抽象，需要花費(fèi)更多的精力和時間分析和解決結(jié)構(gòu)不良問題。運(yùn)用深度學(xué)習(xí)并結(jié)合已有知識經(jīng)驗以及對不同學(xué)科知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，能創(chuàng)造性地設(shè)計出更具有實效性的解決問題方案。同時，深度學(xué)習(xí)有多種方式，無論哪種方式，其主要特征即強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所肩負(fù)的責(zé)任。學(xué)生在面對新信息、新概念、新任務(wù)時需在學(xué)習(xí)中進(jìn)行合作探究與資源共享，再將已有新知與新觀念建立聯(lián)系并內(nèi)化于已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)體系，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、深度學(xué)習(xí)下的高中生物教學(xué)——以植物生命活動的調(diào)節(jié)為例

（一）“植物生命活動的調(diào)節(jié)”教學(xué)目標(biāo)與要點(diǎn)問題

該章節(jié)目標(biāo)有以下方面：1.概述發(fā)現(xiàn)植物生長素科學(xué)探究史并引領(lǐng)學(xué)生提出問題和假設(shè)，感悟曲折科學(xué)探究史的同時培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計和探究實驗?zāi)芰ΓJ(rèn)同科學(xué)研究的曲折性、科學(xué)思維嚴(yán)謹(jǐn)性及科學(xué)發(fā)展的必然性。2.概述生長素作用兩重性以及列舉相關(guān)案例，對生活中實例能闡述其原理，明確科學(xué)源于生活而服務(wù)于生活。3.立足以探索赤霉素發(fā)現(xiàn)歷程及其功能研究的若干實驗，展開其他激素的主要產(chǎn)生部位與主要作用的教學(xué)，基于同一部位分布的不同激素、同一細(xì)胞歷程多種激素共同參與展開激素通過拮抗和協(xié)同、反饋等不同方式對植物生命活動所發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用，以及在調(diào)節(jié)過程中其含量表現(xiàn)的一系列特征。4.舉例說明生產(chǎn)方面廣泛應(yīng)用的多種植物激素類似物，對植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用，建立理性的態(tài)度;進(jìn)行生長素類似在促進(jìn)插條生根時最佳濃度的實踐探究。5.概括如重力、溫度、光等因素參與植物生命活動調(diào)節(jié)，了解環(huán)境因素、基因表達(dá)、植物激素三者相互作用形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)參與植物生命活動的調(diào)節(jié)。

通過上述目標(biāo)分析明確該單元要點(diǎn)問題為：植物生長素科學(xué)探究歷程;生長素作用兩重性;六大植物激素作用以及激素間拮抗、協(xié)同等關(guān)系;六大植物激素及其類似物在生產(chǎn)實踐領(lǐng)域廣泛應(yīng)用;重力、溫度、光等對植物生命活動產(chǎn)生影響。

（二）“植物生命活動的調(diào)節(jié)”知識背景分析

在學(xué)生的生活實踐中，植物的很多現(xiàn)象歷歷在目，然而卻沒有深入探討其中蘊(yùn)含的科學(xué)知識。生物教師在評估學(xué)生之前先為其布置該章節(jié)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案，要求學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案完成自主學(xué)習(xí)。導(dǎo)學(xué)案以該章節(jié)所學(xué)知識重點(diǎn)和目標(biāo)為基礎(chǔ)，用科學(xué)史實研究的思維軸承為憑證，為學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)提供相對清晰的導(dǎo)引，不僅能提升課前預(yù)習(xí)效果，還能淬煉學(xué)生科學(xué)思維，最后環(huán)節(jié)用所學(xué)的知識去解釋生命現(xiàn)象，并服務(wù)于生活實踐，將學(xué)以致用的生命理念滲入。讓學(xué)生嘗試?yán)L制“植物生命活動的調(diào)節(jié)”概念圖，要求其中涵蓋方式（基因、激素、環(huán)境）、實踐應(yīng)用等等，豐富的圖片概念能展現(xiàn)清晰層級關(guān)系。

（三）由類比入手，激活已有知識，淬煉思維

生物教師在教學(xué)過程中采取“辨析式”提問和“入場券”方式對學(xué)生已有知識進(jìn)行激活，例如：在學(xué)習(xí)“動物與人體生命活動調(diào)節(jié)”知識后，教師引入入場券方式，即讓學(xué)生回答以下問題：“大家已經(jīng)知道‘植物生長素’了嗎？”“除了生長素，是否還知道其他植物激素？”“對于植物激素調(diào)節(jié)還有哪些疑惑之處？”而在植物激素的作用方式及其特點(diǎn)的教學(xué)中展開辨析式提問：“生長素只能促進(jìn)生長嗎？”“不同的激素對同一細(xì)胞歷程的作用一定不同嗎？”激活已有知識，目的在于學(xué)習(xí)新知之前能了解學(xué)生學(xué)習(xí)程度，便于更好地調(diào)整教學(xué)方案，實現(xiàn)高效教學(xué)。

（四）獲取“植物生命活動的調(diào)節(jié)”新知

1.立足于科學(xué)思維，建構(gòu)科學(xué)思維

教材中“植物生長素”運(yùn)用實驗示意圖呈現(xiàn)，整個過程相對抽象。有實驗初始狀態(tài)缺乏的，有實驗對照組別缺乏的等等，對此，生物教師可采用讓學(xué)生建構(gòu)完善實驗并口述相關(guān)步驟，從變量控制入手，運(yùn)用對照實驗設(shè)計的加減法原則，建構(gòu)觀察問題提出假說，設(shè)計實驗驗證假說的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)生物學(xué)科的科學(xué)素養(yǎng);針對教材中“其他植物激素”，生物教師可以從科學(xué)探究的課題入手，在一定量的實驗數(shù)據(jù)以及結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，從激素間相互作用的方式入手把握植物激素的作用特點(diǎn);針對教材中“植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用”，生物教師可借助實際生活、網(wǎng)絡(luò)等信息獲得途徑入手展開，學(xué)生從資料的收集處理中，建立理性對待植物生長調(diào)節(jié)劑的觀點(diǎn)……采用多樣化的方式獲取新的知識，才能在多方面的環(huán)節(jié)滲入科學(xué)思維的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實驗改進(jìn)

學(xué)生在導(dǎo)學(xué)案自主學(xué)習(xí)后已了解該如何對生長素類似物促進(jìn)插條最適濃度進(jìn)行探究，在遵循可操作性、直觀性、真實性以及有效性等原則基礎(chǔ)上分析實驗，存在以下方面不足：其一，一般木本和草本植物生根速度相對較慢，很多情況下其生根現(xiàn)象并不顯著，即使生根也只有3條左右。其二，選取木本、花卉植物作為實驗材料會耗費(fèi)較長時間，影響教學(xué)進(jìn)度，尤其溫度會限制實驗，故而影響探究實驗順利開展。其三，直接在土壤中插條不利于直觀地觀察實驗現(xiàn)象，拔出插條后則極有可能對幼根造成損壞，不僅無法正常觀察，更會對實驗結(jié)果準(zhǔn)確性造成影響。針對上述情況有必要改進(jìn)探究實驗，隨即讓學(xué)生以小組形式討論分析可采取哪些實驗改進(jìn)方式，經(jīng)深入討論后，有小組提出選取鱗莖大蒜為實驗材料，因為大蒜在干燥條件下不會生根發(fā)芽且其根部較易和適宜濃度生長素類似物相接觸后十分容易生根，最重要的是大蒜分布相對廣泛，較易在市場上獲得，其自身不會受溫度和季節(jié)等因素影響。

（五）基于多重領(lǐng)域深度加工知識

深度學(xué)習(xí)最為關(guān)鍵的步驟之一即深入加工，也是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在。生物教師從知識應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造等四大高階認(rèn)知領(lǐng)域?qū)χR進(jìn)行深入加工，不斷提升學(xué)生深度學(xué)習(xí)水平。

1.探究大麥胚芽鞘的向光性

很多高中生在學(xué)習(xí)中潛意識認(rèn)為教材所呈現(xiàn)的知識相對深入且全面，正因上述淺層學(xué)習(xí)水平造成其無法深入思考和分析，更不會創(chuàng)造靈感與質(zhì)疑應(yīng)用。對此，教師通過開展“大麥胚芽鞘向光性”探究實驗，引領(lǐng)學(xué)生深入探究知識。

選取家用豆芽機(jī)、大麥種子、噴壺、培養(yǎng)皿、錫箔紙、刀片、防水眼線筆、標(biāo)簽紙、單孔紙盒、營養(yǎng)土、臺燈、馬克筆、直尺等材料和儀器。之后提出以下問題：“大麥胚芽鞘是否具備向光性？”“分別在哪里感受單側(cè)光刺激部位與彎曲生長部位？”隨即做出假設(shè)：“大麥胚芽鞘在生長中能向光彎曲且感受光的部位為胚芽鞘尖端，彎曲成長部位即尖端以下。”在具體操作中，運(yùn)用家用豆芽機(jī)達(dá)到短期內(nèi)獲取大量萌發(fā)種子目的。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，兩天就會產(chǎn)生較多超過1cm胚芽鞘，只需在探究之前2天在家用豆芽機(jī)中放入大麥種子。每組學(xué)生在自主探究期間可領(lǐng)會已萌發(fā)完畢的胚芽鞘并根據(jù)探究任務(wù)處理胚芽鞘，共計得出8組經(jīng)處理完畢的胚芽鞘，最后將經(jīng)處理的胚芽鞘放置于均勻光照或黑暗與單側(cè)光下。通過觀察實驗得出以下結(jié)論：大麥胚芽鞘具有向光性特征，其中胚芽鞘尖端是感受單側(cè)光刺激的主要部位，胚芽鞘尖端以下則是彎曲生長部位，在黑暗環(huán)境和光照條件下均可產(chǎn)生生長素。學(xué)生在上述探究中感受生物學(xué)家探究歷程，并發(fā)現(xiàn)自身探究結(jié)果與預(yù)期結(jié)果存在差異，雖然這種現(xiàn)象不符合預(yù)期，但卻在一定程度上強(qiáng)化了學(xué)生批判性思維，更能有效發(fā)展評價、分析以及綜合等一系列高階思維能力。

2.探究促進(jìn)大蒜生根的最適萘乙酸濃度

植物生長調(diào)節(jié)劑廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，然而大部分高中生在現(xiàn)實生活中很少和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與花卉種植扦插等接觸，故而對于植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用相對陌生。雖然在生活中使用經(jīng)乙烯催熟香蕉以及欣賞生長素類似物處理的花卉插條，然而多數(shù)學(xué)生很少應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑。對此，教師開展探究促進(jìn)大蒜生根的最適萘乙酸濃度實驗增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用分析與動手操作能力，促使學(xué)生對生長素兩重作用產(chǎn)生深入理解。

選取燒杯、牙簽、玻璃棒、電子天平、無水乙醇、藥匙、α-萘乙酸、一次性透明塑料杯、大蒜、電腦、直尺等材料和設(shè)備。提出以下問題：“促進(jìn)大蒜生根最適萘乙酸濃度為多少？”并做出假設(shè)：“促進(jìn)大蒜生根最適萘乙酸濃度為40ppm”。學(xué)生在深度加工知識前15d左右開始進(jìn)行預(yù)實驗，在預(yù)實驗過程中將萘乙酸濃度梯度從低至高分別設(shè)置為0ppm，20ppm，40ppm，60ppm，80ppm，其中在60ppm和80ppm中浸泡大蒜后再放置于清水中很快出現(xiàn)腐爛，就沒有生根跡象，故而學(xué)生將促進(jìn)大蒜生根的最適萘乙酸濃度范圍設(shè)置為0～50ppm。在正式實驗中設(shè)置萘乙酸濃度梯度依舊為從低至高排序：5ppm，10ppm，15ppm，20ppm，25pm，30ppm，35ppm，40ppm，45ppm以及50ppm。運(yùn)用浸泡法處理大蒜，即在上述11組溶液中浸泡蒜瓣18h后再取出晾干4h，通過牙簽直立培育方式將蒜瓣放置裝入清水的透明塑料杯中，每3d換水并對大蒜生根和發(fā)芽情況進(jìn)行觀察和記錄。最后所得出的結(jié)論與假設(shè)不符，顯示促進(jìn)大蒜生根的最適萘乙酸濃度為25ppm。

結(jié)束語

現(xiàn)代教育重視學(xué)生學(xué)習(xí)能力和思維發(fā)展，正因如此對教學(xué)方式、理念等提出比以往更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。高中生物教師在新形勢下需注重改革和創(chuàng)新教學(xué)方式，引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，對所學(xué)知識形成深入理解，為高效分析和解決問題奠定堅實基礎(chǔ)。與此同時，生物教師在深度學(xué)習(xí)背景下需合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中實現(xiàn)自我發(fā)展和提升，切實提升教育教學(xué)質(zhì)量。

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