走向深度學習的高中生物學課堂實踐路徑
——以“光合作用——光能的捕獲和轉化”教學設計為例

周 燕

（江蘇省新海高級中學 江蘇連云港 222000）

深度學習是相對于淺層學習的一種學習方式，體現了在真實情境中解決問題并進行高水平認知加工的過程。深度學習要求教師通過創設問題情境，引導學生進行生生或師生社會性交往，進而培育學生的學科核心素養。要實現課堂上的深度學習，課堂教學需要經歷“情境導向、問題引領、活動體驗、評價促進”等環節（圖1）。下面以“光合作用——光能的捕獲和轉化”教學為例，闡述促進學生深度學習的實踐路徑。

圖1 “深度學習”的教學實踐模型

1 情境導向真實化，促進深度理解

教師將學生置于真實而具體的實踐情境中，注重學生的親身實踐、親身體驗，既能激發學生的學習情緒，又能引導學生在情境中確立學習目標。高中生物學教學中的情境主要包括：生活、學習和實踐情境；科學實驗和探索情境；生命科學史情境。情境要貼合生活實際、富有科學性、啟發性，蘊含復雜性和關鍵信息，能夠成為學習學科知識和解決現實問題的載體。教師要以真實的情景或任務為中心，構建教學活動的場域，聚焦應對生活實踐與學習探索情境中的問題時所需要的知識與能力（表1）。情境的創設要從“三大能力群”出發，使學習內容與真實世界互相聯系。情境可以是一個事實、一組圖片、一組數據、一個實驗或者一段視頻等。

表1 從能力群出發設計情境活動

以“光合作用——光能的捕獲和轉化”為例，創設情境。

課前，教師聯系真實的社會生活熱點——東北多地拉閘限電及限時供電的情況，布置調查任務。學生分組討論，形成問題：限電對世界帶來的積極影響和對城鄉居民生活帶來的不便等有哪些？調查后，小組討論調查結果，形成新問題：是否存在其他的產電方式？教師播放充電盆栽的視頻，引導學生思考：科學家利用植物吸收的光能已經實現了為手機充電。為什么盆栽可以充電？光能是如何轉化為電能的呢？自然界中植物葉片的顏色多種多樣，你會選擇什么顏色的葉片呢？學習小組確定探究實驗：各種顏色的葉片中色素的含量和種類。

教師利用直觀視頻和一系列真實的問題情境，激發學生好奇心和求知欲，使學生明確學習的要求：植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在水和二氧化碳轉變為氧氣與糖的過程中轉換為化學能。

2 問題引領開放化，促進深度加工

問題是思維的核心，是打開知識大門的鑰匙。教師充分提煉問題，使課堂充滿探究的魅力。課堂要以問題為主線，以深度學習問題解決為目標，實現問題的開放化，注重問題解決的過程。恰如陶行知先生所說：“創造從問題開始，問題引導思考，思考引導問題的解決，才會有獨立思路的可能。”

2.1 問題引領，促進學習合作

深度學習的本質是非結構性知識與結構性知識建構的過程，也是信息加工的過程。教師利用問題引領，引導學生學習處理、提取、凝練關鍵信息，將學習內容歸納到相關的概念系統中，從而提升學生的思維層次，培養科學思維。

例如，以分離和提取色素中的問題為例。（1）關于制備濾紙條的問題：①濾紙的一端剪取兩個角的目的是什么？②為什么用鉛筆劃線，可以改用圓珠筆嗎？有其他的方法嗎？（2）關于畫濾液細線的問題：為什么濾液細線要干了以后再畫？為什么要重復畫2或3次？（3）關于分離色素的問題：①為什么層析液不能觸及濾液細線？②為什么燒杯要用培養皿蓋好？（4）關于實驗結果分析的問題：①觀察所選材料分離出幾種色素帶，它們的順序、顏色和寬窄如何？②所選植物的色素帶的異同是什么？③哪種色素擴散最快？材料中有紫色色素的移動嗎？請解釋原因。④請分析是否符合實驗預期。如果不符合，是什么原因？

各小組展示本組實驗后得到的濾紙條，合作分析結果不理想的原因。例如，①無水乙醇添加過多，色素顏色偏淺；②層析時間過短，葉綠素a和b沒有分離；③劃濾液細線用力不均勻，分離后的色素帶不平直，等等。這些問題使學生的認知不是停留在“了解、記憶”這些低階的思維層次，而是向“應用、分析、評價、創造”這些高階的思維層次提升。這是促進深度學習的重要環節。

2.2 問題引領，促進學習創新

深度學習終極追求的是學生高階思維、創新能力的發展。學生通過課本、“前概念”、生活經驗的學習，進階升級找到關聯點，對這些內容精細深度加工，創新性解決問題。本實驗在教材實驗步驟的基礎上，通過問題引領，學生查閱資料和合作實踐，從色素提取、分離、濾液細線畫法等方面進行了創新。學生分組探究各種方法，比較其效果（表2）。

表2 實驗分組探究方案

3 活動體驗綜合化，促進深度建構

有了問題引領，教師還需要精心設計有針對性的學習活動，促進學生參與學習活動，運用知識解決問題，增加學習體驗。這種親歷性的體驗能夠培養學生從切身感受出發領悟生活，并結合自身體驗建構知識。教師要圍繞活動，引導學生開展體驗學習，使學生主動建構思維框架，打通知識關聯，聚焦學科方法與思想。教師利用挑戰性學習任務或者活動，達到解決問題、形成概念、發展素養的目的（表3）。

表3 “光合作用——光能的捕獲和轉化”的活動體驗設計

4 評價應用素養化，促進深度反思

教師要注意圍繞學習目標的落實、學習方法的運用、合作學習的表現等，進行多元評價，通過課堂評價及時反饋，幫助學生自我調整、改進學習，促進學生深度學習的實現。評價應用要基于教材，高于教材，應用知識，探究未知，注重探究過程和知識創生。教學評價包括課堂教學評價、活動表現評價和學業質量評價3個方面。其評價目標與學習目標要一致，評價任務與學習任務要整合，過程評價和結果評價要并重。

教學評價是持續性學習評價，是對核心素養導向的活動體驗達成情況的測查，同時起到監測與調控學習過程、反饋與指導學習改進的作用。例如，在學生操作提取和分離葉綠體色素的過程中，教師可通過希沃授課助手對學生的實驗操作進行實時直播，及時發現學生實驗操作中的錯誤，并反饋修正，精講點撥。評價要強調“伴隨式”，包括課前、課中和課后。例如，學生在課前查閱資料，自由選擇紅葉石楠、菠菜、小黑菜、韭黃、紫葉李等實驗材料，確認無水乙醇、石油醚與四氯化碳的混合溶液（3∶2）、二氧化硅、碳酸鈣等實驗試劑。教師對學生的預實驗做出評價，確保課堂實驗的高效達成。

在深度學習的教學活動中，教師要自覺引導學生反思和評價自己的學習狀態和學習結果，幫助學生形成正確價值觀，發展生物學學科核心素養。例如，通過基因工程的方法創造出發光植物，解決拉閘限電的現實問題，這既是生物學知識的學習過程，也是學生承擔社會責任、給出自己的判斷和觀點的過程。教師要注重正確的價值導向，體現人文關懷。

生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學，通過情境導向、問題引領、活動體驗、評價促進，關聯知識的內在聯系，掌握知識的本質，能夠促進學生的深度學習，發展生物學學科核心素養，真正走向知識的創造和應用。