例談“深入淺出”策略在深度教學中的應用

新疆 于彥軍

為了更好地培養學生運用科學思維認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力，落實新課程理念和學科核心素養，教師應引導學生進行深度學習，呈現知識本身的屬性、還原學習的本質，使學生經歷知識的形成過程，從而達成培養學生的科學思維、發展學生能力的目的。然而，深度教學往往具有情境復雜、高階思維、學科交叉、知識融匯等特點，教師若處理不當就會額外增加知識、增加難度、偏離主題，從而影響教學進度和教學效果。那么，教師如何才能既培養學生的能力，又能基于學生現有知識的運用或創造，從而深入淺出地解決問題呢？本文結合實例，談深度教學中深入淺出策略的應用，以供交流。

1.應用歸納與概括 達到深入淺出

1.1意圖及問題

在必修1蛋白質的教學中，針對氨基酸的結構特點和脫水縮合形成的肽鏈的結構，依據《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)科學思維水平三中“基于事實和證據，運用歸納的方法概括出生物學規律，并在某一給定情境中，運用生物學規律和原理，對可能的結果或發展趨勢作出預測或解釋”，從而通過深度學習培養學生應用歸納與概括的科學思維方法解決問題的習慣和能力。

問題：某多肽的分子式為CxHyOpNq，其徹底水解后只能得到下列四種氨基酸，分別是甘氨酸C2H5O2N，丙氨酸C3H7O2N，苯丙氨酸C9H11O2N，谷氨酸C5H9O4N，請問該多肽有________個肽鍵，其中谷氨酸有________個。

1.2 “深入”分析

通過對所學知識的深入思考，采用科學方法歸納與概括其內在規律或性質，從而為解決問題提供科學依據。(具體分析見表1)。

表1

1.3 “淺出”解決

應用歸納與概括得到的結論或規律解決問題，達到“淺出”的效果。

(1)根據氨基酸的結構通式及結構特點，分析水解后得到的四種氨基酸的結構，發現四種氨基酸均含有一個氮原子，結合脫水縮合反應的特性及多肽的分子式CxHyOpNq，可知該多肽有氨基酸q個，故含有肽鍵數為q-1個。

(2)由氨基酸的結構特點可知只有谷氨酸的R基中含有2個氧原子，故利用歸納與概括中的公式(4)，可建立等式：p=2×1+(q-1)+R中的氧原子數；解得R中的氧原子數=p-q-1，故谷氨酸的個數為(p-q-1)/2。

2.應用演繹與推理 達到深入淺出

2.1意圖與問題

在必修1“細胞膜的結構與功能”的教學中，針對磷脂分子的結構特點，依據《課程標準》科學思維水平四中“能夠在新的問題情境中，基于事實和證據，采用適當的科學思維方法揭示生物學規律或機制，并選用恰當的方式表達、闡明其內涵”，通過深度學習培養學生應用演繹與推理的科學思維方法解決問題的習慣和能力。

問題：(1)磷脂分子在水中形成的空心球狀聚集體叫作脂質體，請畫出組成該脂質體的磷脂分子排列示意圖。

(2)油脂體是油料作物種子儲存脂肪的場所，油脂體的膜是幾層磷脂分子構成的？磷脂分子是如何排列的？

2.2 “深入”分析

通過對磷脂分子的結構特點及情境的深入思考，應用演繹與推理的科學方法深入分析與論證(具體分析見表2)。

表2

2.3 “淺出”解決

應用演繹與推理將情境中的關鍵信息與所學知識建立聯系，從而達到“淺出”的效果。

(1)由于脂質體為空心，脂質體膜內外均與水接觸，結合磷脂分子頭部親水，尾部疏水的特點及多個磷脂分子在水中總是自發地形成雙分子層的性質，可推出組成該脂質體的磷脂分子是尾對尾雙層排列的(圖1)。

(2)油脂體膜內與脂肪接觸，膜外與水接觸，結合磷脂分子頭部親水、尾部疏水的特點，可推出組成該油脂體膜的磷脂分子是頭部朝外、尾部朝內的單層排列(圖2)。

3.應用創造性思維 達到深入淺出

3.1意圖與問題

在必修1“被動運輸”一節的教學中，針對問題探討中的滲透裝置及實驗現象，依據《課程標準》科學思維水平三中“基于事實和證據，運用歸納的方法概括出生物學規律，并在某一給定情境中，運用生物學規律和原理，對可能的結果或發展趨勢作出預測或解釋”，引導學生觀察、歸納與概括，在宏觀視角上創造性地總結規律，為解決問題提供可參考的依據，從而培養學生創造性思維習慣和能力。

問題：在大水槽中有兩個半透膜封閉的漏斗，如圖3所示，初始時三者的液面均相等，甲、乙兩個漏斗露出水面部分的直徑相同，回答下列問題：

圖3

(1)若甲、乙漏斗的體積相同(V甲=V乙)，甲漏斗內的蔗糖溶液濃度大于乙漏斗內的蔗糖溶液濃度(C甲>C乙)，一段時間后處于平衡狀態，則甲的液面比乙的液面________，甲漏斗內的蔗糖溶液濃度(C甲′)比乙漏斗內的蔗糖溶液濃度(C乙′)________。

(2)若甲、乙漏斗內的蔗糖溶液濃度相同(C甲=C乙)，甲漏斗的體積大于乙漏斗的體積(V甲>V乙)，一段時間后處于平衡狀態，則甲的液面比乙的液面________，甲漏斗內的蔗糖溶液濃度(C甲′)比乙漏斗內的蔗糖溶液濃度(C乙′)________。

3.2 “深入”分析

通過對教材“問題探討”中滲透裝置的觀察、分析與深入思考，創造性地總結其規律，從而為解決問題提供依據(具體分析見表3)。

表3

3.3 “淺出”解決

這部分內容難度大，學生難以理解，常規的教學效果差。利用創造性思維，通過觀察現象和總結規律，可有效簡化分析，使學生易于接受，便于應用，從而達到“淺出”的效果。

(1)依據結論中的(1)可快速判斷出甲的液面高于乙，再依據結論(2)可快速判斷出甲的濃度大于乙。

(2)由題意可知，甲、乙漏斗內的蔗糖溶液濃度相同，甲漏斗的體積大于乙漏斗，假設甲、乙吸收等體積的水，則甲的濃度大于乙，甲要繼續吸水，液面升高，故根據結論(1)(2)可得出甲的液面高于乙，甲的濃度大于乙。

4.應用模型與建模 達到深入淺出

4.1意圖與問題

在必修1“光合作用的原理和應用”教學中，針對光合作用速率的計算，依據《課程標準》科學思維水平三中“基于事實和證據，運用歸納的方法概括出生物學規律，并在某一給定情境中，運用生物學規律和原理，對可能的結果或發展趨勢作出預測或解釋，并能夠選擇文字、圖示或模型等方式進行表達并闡明其內涵”，利用應用模型與建模的科學思維方法，將數量變化過程及關系用簡單、直觀的模型表示出來，為解決問題提供直觀、可視的工具，從而培養學生應用模型與建模思維解決問題的能力和習慣。

問題：取某植物生長狀況相同的葉片進行實驗。實驗前測定葉片重量，在不同溫度下分別暗處理1 h，測其重量，再立即光照1 h(光照強度相同)，測其重量。得到如表4結果：

表4

據表4分析，第3組單位葉面積的真正光合作用速率最大為________mg·cm-2·h-1。

4.2 “深入”分析

結合呼吸作用和光合作用的有關知識，利用模型與建模的科學思維方法，構建模型實現數量變化的可視化和直觀化，從而為解決問題提供直觀的工具(具體分析見表5)。

表5

4.3 “淺出”解決

實際光合速率的計算是呼吸作用和光合作用綜合題目的一個難點，應用模型與建模的科學思維方法對計算實際光合速率的題目進行解答，使學生易于理解和分析，從而達到“淺出”的效果。

第3組中d>a，將題中數據代入模型中(圖甲)，a-b=2.2，d-a=7.2，故光照1 h光合作用制造的有機物量=2(a-b)+(d-a)=2×2.2+7.2=11.6，又因為光照為1 h，所以第3組單位葉面積的真正光合作用速率最大為11.6 mg·cm-2·h-1。