運用立體教學情境促進深度學習的若干建議
——以“生態系統的物質循環”為例

哈爾濱師范大學附屬中學 范世一 張慶嶺

傳統課堂常以教師為權威，教師講授知識，對教材內容進行陳述，以考試內容為重點進行強化與練習，課堂氛圍嚴肅認真而謹慎；在這樣的氣氛中，學生只是接受知識，對知識進行了符號形式的認知與記憶，對考試內容進行簡單的邏輯關系梳理，大部分學生未能對知識深入地理解，不能在較為復雜情況下運用知識分析解決問題，進行質疑與探究，激發創造性思維等。究其原因，是教師將課堂教學處理成單方向的信息傳遞過程的結果。課程是落實教育目的的直接載體，而課堂教學是課程的最主要依托。這需要教師的教授同學生的學習發生高頻次與深層次的互動，在高度融合的互動過程中，學生逐步達到知識的深入理解，能力的梯度提升，行為態度的逐漸轉變，甚至是價值觀的頓悟。

如何在課堂中促進學生的深度學習？教師需要通過科學巧妙設計課堂教學結構、合理選擇教學內容與形式、有效組織教學來實現。創設有效的教學情境可極大地輔助以上過程的順利進行。

一、“貫穿式”背景情境，激發思考由表及里

“貫穿式”教學情境要求將大教學情境貫穿于整個單元課程，情境需具備連貫性、順序性與梯度性。學生被賦予一定的角色與任務，按照情境模塊推進，在符合認知規律的前提下，按難度梯度通關，在潤物無聲的學習體驗中由表及里地實現素養提升。

例如，人教版高中生物學選擇性必修二第3章“生態系統及其穩定性”選用“共建生態文明”的主題情境，促進學生形成生態觀、物質與能量觀及信息觀與生命觀。在第3節“生態系統的物質循環”一課中，采用“生態文明之我行”與“生態文明之國家環保行動”兩個小模塊情境（見表1）。

表1 “生態系統物質循環”立體教學情境設計——共建生態文明

以生態文明為切入點，低碳生活打卡小調查，調查學生對掃碼共享單車、光盤行動、垃圾分類的參與程度等。通過與生活相關的情境為背景激發學生興趣與參與，并提出問題：為什么要控制碳排放量呢？節能減排對地球有什么意義？以人類行為對地球氣候的影響為主線，引發學生著眼于生活經驗與生態價值之間的相關性，引發由現象到本質的思考。

二、情境任務為驅動，拓展學習深度與廣度

（一）激發高階思維——挖掘學習深度

杜威認為，知識的學習需要經過還原與下沉、體驗與探究、反思與上浮的過程，這一學習過程恰似一個“U型”[1]。教學情境的設置有助于學生經歷這一復雜的過程，給學生提供學習體驗平臺與深度理解知識的契機，利于師生雙邊互動，實現高階思維的激發。

情境1：假如你是小科學家，請分析：溫室效應該何去何從？

學生需要通過教材圖示及引導提示構建碳循環模型。從衣食住行多角度剖析碳元素的來源，用箭頭與文字構建概念框架，從中分析溫室效應的原因，思考緩解溫室效應的有效措施。橫向比較物質循環與能量流動之間的關系，進而形成對生態系統功能的整體認知。

情境2：假如你是小科學家，如何探究土壤中微生物的分解作用？

土壤中存在多種微生物，它們在生態系統中的成分為分解者。落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？土壤微生物能分解淀粉嗎？引導學生嘗試提出問題、作出假設、設計實驗、預測實驗現象。課下再動手做一做，同學之間分享。

學生提煉材料中的核心知識，構建知識之間的聯系形成概念模型，體現了“U型”理論中的還原與下沉。在情境中提出探究問題，設計探究實驗，預測實驗現象，則是體驗與探究的過程，在思考探索中深化了認知，豐富了體驗。

（二）觀念與責任——拓展學習廣度

筆者針對“教師在課堂中會著重落實哪些具體的學生培養目標”展開不記名調查，回收有效問卷共計220份，統計結果如下圖。

圖1 問卷調查結果

88.64%的教師能夠培養學生形成科學思維的習慣，超過85%的教師能夠培養學生掌握科學探究的思路和方法，解決現實生活中的問題；樹立生命觀念，探索生命規律。貫徹堅持人與自然和諧相處，促進科技發展、社會進步目標的教師占75.45%，落實最弱的目標為培養學生具有實踐的意愿和社會責任感，占70%。原因之一是社會責任難以量化考核，而實踐需要額外的課時，課堂中的教學情境恰好是社會生活的預演平臺，可承載這一教學目標。

情境3：你如何看待人類活動對生態環境的影響？

學生需結合我國提出的“碳達峰，碳中和”目標，闡述人與自然和諧相處的必然性與緊迫性。培養青少年的觀念與責任不應該是教師灌輸的內容，是通過深度學習體會應運而生的一種感悟。疫情當前，生態文明之路任重道遠，要求我們將這樣的大生態觀、生命觀與系統觀融入課程與課堂教學中，從教學情境中折射出對社會熱點問題的理性思考，從而達到觀念與責任的提升。

三、構建立體教學情境，實現多元教學評價

艾根從知識論角度提出了深度學習的三個基本標準：知識學習的充分廣度、知識學習的充分深度和知識學習的關聯度[2]。受此啟發，筆者提出了促進深度學習的立體教學情境：根據知識節點的教學目標設計模塊，梯度情境內容的設計具有連續性，“貫穿式”情境設計為主線，這是X軸；虛擬情境與現實生活體驗無縫銜接，情境來源于生活，又延續至課后，具有廣延性，這是Y軸；教學情境需要考慮影響時間的持續性，稱之為Z軸，這種主線清晰、材料詳實、作用持久的情境系統稱為立體教學情境。

情境4：假如你是一名記者，如何向廣大農民朋友介紹并推廣生態農業？

學生結合物質循環的特點，分析生態農業的優點：將養殖業與種植業結合，廢棄物資源化，實現物質多級利用，以最小的投入獲得最大產出，達到較好的經濟效益和生態效益。

情境5：假如你是一名記者，報道民生熱點問題：漁業生產如何應對重金屬富集問題？

學生通過材料分析：重金屬及農藥在生物內體含量比環境中多，總結生物富集現象；重金屬及農藥沿著食物鏈積累，高營養級生物比低營養級生物體內含量多，此為生物放大作用。

對特定情境中角色的演繹，學生發生了深度思考，進行知識的遷移與應用，即“U型”深度學習中的反思與上浮過程。學生創造性地提出可利用某些生物能夠富集有害物質的特征，進行被污染環境的生物修復；需要開發新技術和新材料，有效地減少鉛等有害物質的使用和排放等等。

值得關注的是，學生能力的提升，素養的提高與價值觀的改變很難量化評價，立體教學情境恰好填補了這一空白。教師作為引導者與啟發者，參與對學生的過程性評價，可將情境中三個維度的達成情況及關聯程度作為教學評價的參考標準。例如：教學情境中學生的沉浸質量、對問題進行分析和探究的效果、低階思維向高階思維的轉換頻度、對不同現象進行理性辨析和質疑的深度、創造性地解決生活難題的經歷、對熱點問題及社會關注點的剖析能力、態度價值觀的轉變等。這既是學生自我評價與提升的過程，也是學生之間互評與學習的過程。