深度學習視域下的高中生物重要概念教學實踐研究

黃嵐

摘 要：隨著教育改革的深化，深度學習成了教育工作者較為熱衷的教學形式。對高中生物而言，涉及了大量的概念，而相關(guān)概念的理解程度，對學生的生物學習成績有著直接性影響。概念是生物教學的重要組成部分，有助于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，通過生物重要概念教學促進深度學習至關(guān)重要，可以讓學生深入理解相關(guān)概念的內(nèi)涵，從而強化對其他生物知識的理解，構(gòu)建相應(yīng)的知識體系，促進生物成績的提升。為提高高中生物中重要概念教學，本文通過文獻資料法以及調(diào)查分析法，對深度學習在生物重要概念教學中的應(yīng)用進行了研究。首先，概述了深度學習和高中生物重要概念的內(nèi)涵，闡述了高中重要概念教學對深度學習的重要意義，其次，分析了目前高中生物重要概念教學中存在的問題，最后，提出了具有針對性的對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：深度學習;高中生物;重要概念;教學

高中生物概念教學具有至關(guān)重要的地位。生物新課標強調(diào)了教師應(yīng)該重視概念教學，讓學生能夠深入理解相關(guān)的生物學概念，培養(yǎng)學生對生物學習的興趣。在進行生物重要概念教學時，應(yīng)該注重學生理解的深度，讓學生可以將相關(guān)的生物知識應(yīng)用在更加廣闊的范圍內(nèi)，推動學生的核心素養(yǎng)發(fā)展。也就是說在生物重要概念教學中，應(yīng)該通過合理的教學方式促使學生能夠進行深度學習。深度學習模式可以培養(yǎng)學生主動學習的意識，符合新時代對學生的培養(yǎng)模式，同時也更加適應(yīng)于學生的發(fā)展。但是在目前的高中生物重要概念教學中，還存在概念教學形式化、深度學習片面化、概念學習淺層化等問題需要解決，想要提高生物概念教學的效果，就應(yīng)該對目前存在的問題展開分析，結(jié)合學情有針對性地進行解決[1]。

一、深度學習與高中生物重要概念概述

（一）深度學習綜述

深度學習的概念是在1950年由布盧姆提出，布盧姆認為人的認知可以分成六個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價以及創(chuàng)造。這六個層次是由淺入深、逐級遞進的。這一理念的提出說明了在認知上是有深淺學習之分的。比如：記憶和理解就屬于淺層次學習，它們不需要太多的思考就可以完成，而后四種就是需要對相關(guān)知識進行加工，屬于深層次學習。自此以后學者開始重視對學習過程的研究，在1976年，馬頓和羅杰發(fā)表了關(guān)于深度學習的文章，通過實驗的方式，對淺層學習和深層學習進行了研究。后來有越來越多的學者致力于深度學習的研究。2008年，Jenson與Nickelsen提出了關(guān)于深度學習的概念和一些有效策略。我國對深度學習的研究起步較晚，在2005年我國學者何玲等人對深度學習的概念進行了界定。我國相關(guān)學者認為，深度學習指的是學生以理解為前提，在學習的過程中保持質(zhì)疑的思想，進行批判性學習。隨著研究的深入，深度學習的概念不斷發(fā)生變化。在2012年時，我國有學者指出深度學習就是將相關(guān)知識進行深度加工，深入理解較為復(fù)雜的定義，從而建構(gòu)出屬于自己的知識體系，進而在實際中應(yīng)用，解決相關(guān)的問題。后來我國的學者又對深度學習進行了補充，指出通過深度學習可以將新舊知識聯(lián)系起來，能夠促進學生反思，實現(xiàn)對學生思維的訓練。

（二）重要概念綜述

概念是對客觀事物的概括，能夠凸出相應(yīng)事物的本質(zhì)。人們在日常生產(chǎn)生活中，會對客觀事物產(chǎn)生認知，根據(jù)認知進行相同信息的提煉，然后進行總結(jié)就形成了概念。在生物學中，對和生命相關(guān)的現(xiàn)象、原理，以及規(guī)律等的解釋就是生物中的概念。對高中生物學科而言，概念是生物課程的關(guān)鍵內(nèi)容。學生需要掌握相關(guān)的概念，才能夠進行后續(xù)的學習。重要概念是在概念上發(fā)展而來，很多學者對此進行了解釋。有美國學者表明重要概念指的是在學科中具有重要意義，其具有深刻的內(nèi)涵以及廣泛的外延。理解重要概念不僅對課堂知識的學習具有促進作用，在課堂外同樣具有重要作用，有助于實際問題的解決。新版《普通高中生物課程標準》要求，重要概念在生物課程中具有關(guān)鍵性地位，教師必須重視重要概念教學[2]。例如：“遺傳與進化”屬于必修內(nèi)容，其中涉及了很多重要概念，如性狀分離、雜交、分離定律、自由組合定律、脫氧核糖核苷酸，以及核糖核苷酸等。深入理解這些概念，有助于促進學生生物知識的學習。

（三）深度學習與重要概念間的關(guān)系

深度學習對學生提出了一定的要求，強調(diào)學生對相關(guān)概念的深刻理解，必須能夠充分掌握相關(guān)知識的內(nèi)涵，從而將新舊知識聯(lián)系起來，讓學生建立起相應(yīng)的知識體系。可以說深度學習和重要概念教學的目標相同。對高中生物學科而言，不同概念間并不是割裂的，而是具有一定的聯(lián)系。學生如果能夠深入理解生物概念，就能夠建立知識體系，進行生物學習的過程中，就是不斷完善知識體系的過程，可以促進學生輕松掌握相應(yīng)的生物知識。除了深刻理解生物知識外，深度學習也強調(diào)學生對生物知識的應(yīng)用，生物重要概念教學強調(diào)的也是學生對知識的遷移，進行實際應(yīng)用，解決生活中的問題。

二、深度學習對高中重要概念教學的重要性

深度學習和生物重要概念教學具有緊密的聯(lián)系，深度學習能夠促進重要概念學習。第一，深度學習可以促使學生深刻理解相關(guān)概念[3]。高中涉及的生物概念具有一定的抽象性，如“減數(shù)分裂”“基因”等相關(guān)概念就較難理解。教師要想讓學生能夠真正理解相關(guān)概念，就需要結(jié)合生活實際，發(fā)散學生的思維。也就是說教師在進行重要概念教學的過程中，不應(yīng)該局限在教材內(nèi)，應(yīng)該對效果相關(guān)知識進行拓展，讓學生能夠掌握概念背后的深層意義，能夠更加深入地理解和吸收相關(guān)概念。通過深入理解，能夠促進學生內(nèi)化相關(guān)概念，從而形成生物學認知。深刻理解生物重要概念，所以深度學習是提高重要概念教學效果的基礎(chǔ)。因為深度學習就強調(diào)理解的深入性，不是對知識的淺層次掌握。深入理解可以保證生物知識的有效遷移，讓學習具有意義。總之，生物重要概念教學需要學生深入理解概念，而深入理解概念又可以促進深度學習。

第二，深度學習能夠幫助學生構(gòu)建相關(guān)知識體系。通過深度學習，可以讓學生掌握生物學知識的內(nèi)涵，糾正學生以前對相關(guān)概念的錯誤理解，同時也能夠?qū)W生的生物認知進行補充。教師在進行生物概念教學中，教師應(yīng)該注重將新舊知識進行關(guān)聯(lián)，幫助學生建立全面的知識體系。這就對學生學習提出了新的要求，學生在進行新概念學習前，應(yīng)該深入分析，將新概念和原有概念進行聯(lián)系，將不同的概念遵循相應(yīng)規(guī)律進行整合。深度學習要求學生能夠?qū)⒉煌闹R進行整合，積極尋找不同知識之間的聯(lián)系。所以，深度學習在幫助學生建構(gòu)知識體系的同時，也推進了重要概念教學。

第三，深度學習對知識遷移運用具有積極意義。深度學習要求學生掌握相關(guān)生物學概念，理解概念之間的關(guān)系，能夠?qū)⒏拍钸M行遷移，實際應(yīng)用到日常生活中。隨著教育改革的推進，應(yīng)試教育理念早已陳舊過時，新時期的教育注重的是學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，需要學生運用學習的概念，可以解決實際問題，能夠?qū)ι飳W現(xiàn)象進行解釋，也就是促進學以致用。重要概念教學強調(diào)的也是將知識進行遷移應(yīng)用的過程，所以深度學習在知識的遷移上也能夠促進重要概念教學效果的提升。

第四，深度學習有助于培養(yǎng)學生主動學習的意識。在高中生物概念教學中，注重教師主導(dǎo)，學生為中心，激勵學生進行主動學習，在不斷地積極建構(gòu)中掌握和應(yīng)用相關(guān)概念。這就需要教師在開展概念教學活動時，重視相應(yīng)情境的創(chuàng)設(shè)，給學生提供實踐的環(huán)境，促進學生能夠在實踐中主動學習，增強學生對概念學習的興趣。深度學習需要學生能夠自主探究，對學習的過程進行反思。因此，深度學習在主動學習上也可以促進重要概念教學效果的提升。

三、深度學習在高中生物重要概念教學中存在的問題

目前，很多高中生物教師能夠認識到深度學習的重要性，也理解概念教學對深度學習的促進作用[4]。但是在實際教學中仍然存在一定問題，需要盡快解決，具體如下：一是概念教學較為形式化。很多高中生物教師在概念教學上存在錯誤認知，沒有意識到重要概念教學的意義，導(dǎo)致高中生物概念教學存在形式化傾向，從而影響了教學效果。二是深度學習較為片面化。對深度學習而言，其貫穿于教師教學的整個過程中，需要學生各個環(huán)節(jié)的積極參與，主動學習。但是很多高中生物教師存在“輕教重學”的情況，沒有全面地對學生深度學習進行引導(dǎo)，讓深度學習的價值難以有效發(fā)揮。三是概念學習較為淺層化。學生在進行相關(guān)生物概念教學時，包括理解和應(yīng)用兩個過程。但是很多高中生物教師僅注重理論教學，習慣通過灌輸促使學生理解，從而忽視了概念運用的過程，導(dǎo)致學生學習效果較差。四是概念學習關(guān)聯(lián)性較弱。對高中生物重要概念而言，很多概念之間是具有一定關(guān)聯(lián)性的。但是很多高中生物教師在教學的過程中對概念間的關(guān)聯(lián)性教學有所忽視，這在一定程度上影響了學生的學習效果，不利于深度學習的開展。

四、深度學習在高中生物重要概念教學中的應(yīng)用策略

（一）正確認知概念教學，避免形式化傾向

高中生物概念教學對學生學習和發(fā)展具有重要意義，教師需要改變形式化教學傾向，讓重要概念教學作用能夠充分發(fā)揮。這就需要教師對生物重要概念教學有清晰的認知。那么教師就應(yīng)該樹立科學的重要概念教學目標。新課程改革要求教師注重學生的深度學習，教師在確定教學目標時，應(yīng)該以新課程改革標準為基礎(chǔ)。在生物新課程改革標準中，要求教師重視“立德樹人”，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。教師需要將新課改中的目標落實到生物概念教學中[5]。

第一，對新課改中的育人標準有清晰的認知。新課改標準是教師開展教學活動的基礎(chǔ)，能給生物概念教學起到指導(dǎo)性作用。通過新課改標準，教師可以體會到新時代的教育理念，能夠?qū)ψ陨黻惻f的理念進行反思和優(yōu)化，從而讓教學更加適應(yīng)學生的發(fā)展。同時，在生物課程標準中，也給出了一些教學建議等，供教師參考，讓教師認識到自己在教學中的不足，不斷地提高教學質(zhì)量。所以，教師應(yīng)該重視對新課改標準中的育人要求進行精準解讀，有助于深度學習下生物重要概念教學質(zhì)量的提高。教師應(yīng)該根據(jù)新課改標準，對概念進行劃分，如簡單概念、重要概念、總概念等。結(jié)合班級學情樹立概念教學目標。教學目標可以由淺入深分為三部分。一是對生物學教學概念有清晰的認知，能夠認識到概念學習的重要意義。二是掌握不同概念之間的關(guān)聯(lián)性，為構(gòu)建健全的生物知識體系打下基礎(chǔ)。三是為學生的深度學習提供良好的環(huán)境，以學生為主體進行教學設(shè)計，讓學生能夠主動學習相關(guān)生物學概念，并且能夠進行遷移運用。以“孟德爾的豌豆雜交實驗”為例，教師可以這樣進行教學設(shè)計：

深入分析課程標準，結(jié)合相關(guān)的“內(nèi)容要求”，確定該講中的重要概念。在“孟德爾的豌豆雜交實驗”這一講中，主要涉及了兩個主要概念。一是分離定律，二是自由組合定律。這兩個定律能夠涵蓋整講的遺傳學知識，教師以定律為基礎(chǔ)，進行實驗分析和教學，引導(dǎo)學生逐步理解遺傳學規(guī)律和遺傳的過程。在“學業(yè)要求”中，要求教師制訂知識性、技能性以及情感性目標。在本講中知識性目標在于促進學生深入理解分離定律和自由組合定律。技能性目標在于要提高學生的實踐能力，教師可以通過讓學生繪制雜交實驗圖等方式促進學生實踐能力的提高。情感性目標在于讓學生對豌豆雜交實驗展開交流討論，教師需要給學生提供討論的機會，讓學生能夠自由地表達自己的想法。

上述教學設(shè)計中從新課改標準入手，結(jié)合班級學情以“內(nèi)容和學業(yè)要求”為基礎(chǔ)進行教學設(shè)計。明確了課程中的重要概念，實現(xiàn)了三維教學目標，有助于課程標準中育人要求的落實。

第二，對課程標準中深度學習思想有正確認知。新課改標準中強調(diào)了學習過程的重要性，需要讓學生在課堂中進行主動學習，培養(yǎng)學生遷移運用生物概念的能力。這和深度學習思想是相同的，深度學習需要學生進行深入思考，發(fā)展高階思維，可以將相關(guān)概念應(yīng)用到實際中，解讀生物學規(guī)律或者相應(yīng)問題。所以，教師在進行生物重要概念教學時，應(yīng)該必須對深度學習有正確的認知，了解深度學習的深刻內(nèi)涵以及教學策略，讓深度學習能夠在概念教學中發(fā)揮重要作用。以“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”為例，教師可以這樣進行教學設(shè)計：

一是設(shè)計教學目標：1.描述與DNA是主要遺傳物質(zhì)相關(guān)的概念，解釋DNA在人體中的作用。2.演示教學實驗，讓學生對實驗數(shù)據(jù)進行分析。3.通過實驗數(shù)據(jù)，讓學生以小組為單位對DNA內(nèi)涵進行交流討論，建立相應(yīng)的知識體系。二是教學過程設(shè)計，教師應(yīng)該遵循深度學習中主動學習的要求，改變傳統(tǒng)的“灌輸式”教學形式，利用信息設(shè)備演示相關(guān)實驗，激發(fā)學生學習興趣，讓學生集中注意力觀察，鼓勵學生主動思考，從而深入理解DNA的概念。

上述教學設(shè)計中，從新課改標準中深度學習內(nèi)涵出發(fā)，注重了學生學習主動性的培養(yǎng)，滿足了深度學習的基本要求，讓學生進行深度學習的動機得到了有效激發(fā)，有利于學生自主學習能力的提升。

（二）豐富概念教學內(nèi)容，防止深度學習片面化

在高中生物教學中，會涉及各種各樣的概念，包括基礎(chǔ)概念、定律以及法則等，這些概念需要學生進行深入理解，并且能夠有效運用。在生物學概念中蘊藏的是生物學思想。教師在進行高中生物重要概念教學時，需要厘清生物知識點之間的關(guān)聯(lián)，同時還要加入核心素養(yǎng)的內(nèi)容，也就是說重要概念教學需要具有豐富的內(nèi)容，以此來促進深度學習的實現(xiàn)。教學內(nèi)容應(yīng)該和學生的發(fā)展相適應(yīng)。在深度學習中，需要讓學生的學習具有挑戰(zhàn)性。但是挑戰(zhàn)性不是說必須增加學習的難度，難度和深度并不相同。教師教學過程中如果將難度和深度混為一談，會在一定程度上打消學生學習的積極性，讓學生對生物概念學習產(chǎn)生厭煩感。因此，概念教學內(nèi)容的難易程度應(yīng)該和學生的發(fā)展相適應(yīng)。教師在教學中需要關(guān)注學生的實際水平和學習潛力，這二者之間的距離就是適合學生發(fā)展的距離，教師設(shè)計的教學內(nèi)容應(yīng)該處在這個范圍內(nèi)。同時該范圍內(nèi)也是最能夠促進學生深度學習的范圍。對高中學生而言，他們在學習能力上和實際水平上都存在著一定的差異。想要讓學生得到發(fā)展，教師必須對學生學情有充分的掌握，綜合適合學生發(fā)展的教學范圍，進行生物重要概念的教學。以“生物有共同祖先的證據(jù)”為例，教師可以設(shè)計如下教學內(nèi)容：

在初中生物中，學生就接觸過關(guān)于生物祖先的教學，同時從常識的角度來看，學生對生物祖先也有一定的認知。也就是說對高中學生而言，他們已經(jīng)具備了關(guān)于生物祖先的前概念。但是在高中里學習的生物共同祖先要更加復(fù)雜，涉及了更多的概念，比如：化石證據(jù)、胚胎證據(jù)等，學生對這方面的學習仍然存在困惑。所以，教師在設(shè)計教學內(nèi)容時，應(yīng)該以相關(guān)的證據(jù)概念為核心進行教學內(nèi)容的豐富。

上述教學設(shè)計中，結(jié)合教學內(nèi)容以及學生的實際水平，從概念角度入手，分析了學生已經(jīng)具備的前概念，然后合理地進行教學設(shè)計，可以讓教學與學生的發(fā)展更加適應(yīng)。

（三）深入開展重要概念學習，避免淺層化傾向

對深度學習而言，其不是教學中的某一個環(huán)節(jié)，而是貫穿于整個教學過程中，屬于全面具體的學習機制。因此，教師需要深入開展概念教學，注重深入學習的整體性。想要實現(xiàn)深度學習的整體性，應(yīng)該從誘發(fā)、維持以及促進三方面入手。對誘發(fā)而言，可以通過問題驅(qū)動;對維持而言，是對學生高階思維的訓練;對促進而言，指的是學生能夠通過相關(guān)概念的學習，解決生活中的生物學問題。這三方面是深度學習完整的過程，有助于學習效果的提升，教師在進行概念教學的過程中需要加以重視。

首先，是深度學習動機的誘發(fā)。教師可以構(gòu)建相關(guān)情境，以問題進行驅(qū)動。根據(jù)相關(guān)概念，進行問題的設(shè)計，激發(fā)學生探索的欲望，引導(dǎo)學生進行深度學習。以“基因突變和基因重組”為例，教師可以設(shè)計如下教學內(nèi)容：

在深度學習誘發(fā)上，需要教師進行相關(guān)情境的構(gòu)建。目前有很多利用基因重組進行植物的培育等，以此來提高植物性能。因此，教師可以借助信息設(shè)備播放一些太空南瓜種植培育的視頻，然后設(shè)計相關(guān)問題：在太空中種植的南瓜和普通南瓜有什么不同？太空南瓜是否發(fā)生了基因突變？

上述教學設(shè)計中，以通過構(gòu)建情境引起學生興趣，然后設(shè)計學生感興趣的問題，激發(fā)學生進行深度思考，有助于相關(guān)概念的深入學習。

其次，是深度學習的維持。教師應(yīng)該重視增強學生學習的體驗感，讓學生能夠?qū)ι飳W概念持續(xù)保持興趣，促進學生高階思維的發(fā)展。教師可以通過組織學生進行實驗對重要概念進行驗證等方式，促進學生積極思考，維持深度學習。

最后，是深度學習的促進。教師可以組織學生進行社會實踐或者根據(jù)相關(guān)概念撰寫小論文的形式，促進學生的深度學習。讓學生能夠遷移運用生物學概念，解決生活中的生物學問題。

（四）注重重要概念間的關(guān)聯(lián)性，加大深度學習的效果

在高中生物遺傳與進化的教學中，涉及大量的概念，這些概念間是具有一定關(guān)聯(lián)性的。因此，教師在教學的過程中，應(yīng)該重視生物概念網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，可以通過思維導(dǎo)圖的方式呈現(xiàn)，讓學生在學習生物重要概念時，能夠理解生物知識之間不是相互獨立的，而是息息相關(guān)的。利用思維導(dǎo)圖進行生物重要概念教學，可以促進學生循序漸進地進行學習，不斷地加大深度學習的效果。

比如：教師在進行“減數(shù)分裂和受精作用”教學時，就可以利用思維導(dǎo)圖將不同的概念聯(lián)系到一起。在這一講中涉及了“兩次減數(shù)分裂”以及“染色體”“四分體”等概念，減數(shù)分裂的過程就是染色體分裂的過程。教師可以將這些概念的關(guān)聯(lián)由淺入深地制成思維導(dǎo)圖，促進學生深度學習。

結(jié)束語

綜上所述，高中生物重要概念教學具有重要的意義，關(guān)系著學生的學習和發(fā)展。同時概念教學和深度學習有著緊密的聯(lián)系，教師在實際教學中應(yīng)該重視通過概念教學促進學生深度學習，不斷地提高學生的生物水平。

參考文獻

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本文系基于深度學習的高中生物重要概念教學實踐研究，課題編號：Fjjgzx20-070，福建省教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度教育教學改革專項課題。