深度學習在初中生物學實驗教學中的應用策略

摘 要：傳統的初中生物學實驗教學存在表面化問題，不利于發展學生的生物學學科核心素養。深度學習具有遷移應用、主動學習、深刻理解、自覺反思等特征，能夠助力學生積極參與生物實驗探究活動，掌握生物學知識，積累實驗經驗，發展生物學學科核心素養。鑒于此，在初中生物學實驗教學中，教師可依據深度學習特征，結合實驗內容，應用多樣策略，如創設情境、問題驅動等，使學生深度學習實驗知識，學有所獲，增強生物學實驗學習效果。文章將以北師大版初中生物學教材七年級（上冊）第三單元第五章第四節“蒸騰作用”的教學為例，詳細介紹深度學習在初中生物學實驗教學中的應用策略。

關鍵詞：初中生物學；實驗教學；深度學習；教學策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2023）08-0065-03

引? 言

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》要求教師以核心素養為宗旨，注重教學實踐化。具體而言，在生物學教學中，教師要組織實驗活動，引導學生親身體驗，深刻理解生物學概念，增強知識應用能力，學會用科學的觀點、知識、方法解決生活問題，由此變革學習方式，發展核心素養。由此可見，在初中生物學教學中，教師要高度重視實驗教學。在實驗教學中，教師要以學生為本，引導其主動學習，遷移應用，積極思維，深刻理解，自覺反思，發展核心素養。這一點與深度學習相契合。深度學習是學生主動學習的過程。在此過程中，學生會發揮自主性，運用批判性思維，遷移應用所學知識解決相關問題，由此建構良好認知，把握新舊知識聯系，完善知識體系，繼而在實際生活中應用所學，實現學以致用[1]。深度學習具有遷移應用、主動學習、深刻理解、自覺反思等特性。鑒于此，在初中生物學實驗教學中，教師應立足深度學習與實驗教學、核心素養培養之間的關系，采用適宜策略，引導學生深度學習。以“蒸騰作用”為例，教師可應用如下策略引導學生深度學習。

一、實驗情境，調動學生積極性

生物學學科與學生生活聯系密切。在體驗生活的過程中，學生建構了一些生物學認知，積累了經驗。面對熟悉的生物學現象，學生不僅會產生學習興趣，還可以遷移已有認知，積極探究，拓展學習深度[2]。所以，在生物學實驗教學中，教師應結合實驗內容與現實生活，創設實驗情境，調動學生積極性，助力其做好深度學習準備。

在“蒸騰作用”課堂上，教師可將種植區的兩盆植物擺放到課桌上，引導學生觀察。在學生觀察的過程中，教師可提出問題：“請大家觀察這兩盆植物，有怎樣的發現呢？”在問題的推動下，學生認真觀察、思考。此時，大部分學生有所發現：一盆植物長勢旺盛，一盆植物略微萎蔫。立足于此，教師繼續引導：“昨天早上老師就發現這盆植物（長勢萎蔫的植物）長勢不好。于是，老師為這盆植物施肥。不成想，施肥量過多，導致這盆植物愈加萎蔫。大家有沒有補救方法呢？”在體驗種植活動時，不少學生積累了經驗。于是，在教師的引導下，這些學生開動腦筋，回顧種植經驗，得出補救方法——澆水補救。教師趁機追問：“為什么通過澆水可以補救植物呢？能不能從生物學的角度作答？”在教師的追問下，一些學生遷移生物學認知，聯想到無機鹽的相關內容，并作答。教師要及時贊賞學生的良好表現，并利用交互式電子白板展現植物體結構的圖片，向學生提出系列問題，如“在為植物澆水的過程中，植物的哪一部分會吸收土壤中的水？”“進入植物體內的水是否都被吸收了？”“沒有被吸收的水分去了哪里？”隨著教師提出一個個問題，學生的探究興趣愈加濃厚。在解決問題時，學生主動遷移生物學認知，構建“土壤中的水分→根毛→根內導管→莖內導管→葉內導管”的知識網絡。與此同時，部分學生對“未被吸收的水分去了哪里”產生了興趣。教師可把握時機，引出本節課課題，和學生一起探究問題答案。

教師如此創設情境，不僅借助熟悉的生活現象調動了學生的學習積極性，還使學生自然而然地遷移生活和生物學認知，解決了一部分問題，由此增強認知。

二、實驗觀察，感知知識內涵

知識內涵是生物學學科的基礎內容，是學生進行深度學習的基礎[3]。在深度學習的過程中，學生要體驗適宜活動，感知知識內涵。觀察是生物學實驗教學的重要活動。在觀察的過程中，學生會從宏觀角度建構認知，進行微觀探究，拓展學習深度。對此，在生物學實驗課堂上，教師可以展示生物學實驗，引導學生觀察，初步感知知識內涵，做好深度學習準備。

在“蒸騰作用”這節課上，教師在引出課題后，可以向學生展示另外兩盆植物。其中一盆植物有葉子，且頂部套著一個塑料袋，另一盆植物沒有葉子，同樣套著一個塑料袋。在展示之際，教師向學生提出觀察任務：“請大家觀察這兩盆植物，向他人介紹自己的發現。”此任務具有開放性，很容易調動學生的積極性。學生在積極情感的作用下，細心觀察，認真對比，發現兩盆植物的差異之處，并毛遂自薦，介紹自己的發現。如有學生提道：“有葉子的植物所套的塑料袋中有很多小水珠。沒有葉子的植物所套的塑料袋中幾乎沒有小水珠。”教師對此進行肯定，并提出問題：“針對這一現象，

大家有什么想法或猜測呢？”此時，部分學生發散思維，大膽猜測，如“植物體內未被吸收的水分會從葉子這一器官散發出去”。實際上，學生的如此猜測正是對蒸騰作用的認知。立足學生的探究情況，教師可繼續提問：“倘若水以液態的形式散失到植物體外，此時，植物的葉子會出現什么現象？”在了解問題后，學生再次觀察，并認真思考。在此次觀察的過程中，大部分學生發現“葉子上沒有水珠，但塑料袋上有水珠”。立足此發現，學生主動推測，提出猜想。如有學生猜想：“植物體內未被吸收的水分是以水蒸氣的形式通過葉子散發到空氣中的。”學生的如此猜測證明其增強了對蒸騰作用的認知。教師要把握時機，以學生的猜測為基礎，

做出回應，尤其引出蒸騰作用及其概念，使學生增強認知。

如此做法使學生經歷了主動建構生物學概念的過程。在此過程中，學生受到教師的引導，發揮自主性，認真觀察，踴躍思考，積極歸納，一步步地感知、理解生物學概念，做好深入探究準備。同時，學生也因此鍛煉了實驗觀察能力、思維能力、歸納總結能力，提高了學習水平。

三、操作實驗，進行深入探究

操作實驗的過程是學生復制科學家探究和解決問題的過程[4]。在此過程中，學生會獲取實驗現象，并與之互動，深入探究，建構深刻認知。此外，初中生的實驗操作興趣濃厚。學生在操作生物學實驗的過程中會主動遷移實驗經驗，實現“做中學”。所以，在生物學實驗課堂上，教師應依據學生的課堂探究情況，組織實驗操作活動，引導學生深入探究，實現深度學習目標。

在“蒸騰作用”課堂上，植物葉片的氣孔是學生要掌握的內容。基于此，教師可先向學生提出問題：“在之前的探究過程中，我們了解了植物的葉片上有氣孔。那么，植物葉片上的氣孔是什么樣的？有什么樣的作用？”在提出問題后，教師給學生一分鐘的思考時間。在學生自主思考后，教師可以利用交互式電子白板播放微課。該微課動態展現了使用顯微鏡的方法、制作臨時裝片的要領。在學生觀看微課時，教師可提出如此任務：“請大家細心觀看微課，梳理顯微鏡的使用方法、制作臨時裝片的方法。”受任務的驅動，學生邊觀看邊思考，主動梳理方法和要領。在微課播放結束后，教師隨機選擇學生代表，鼓勵其描述梳理成果。在學生代表描述的過程中，教師和其他學生要認真傾聽，發現、提出問題，完善成果。在此過程中，大部分學生掌握了相關方法，渴望動手操作。教師可趁機為各組發放實驗材料，如顯微鏡、鑷子、菠菜葉、刀片等。與此同時，教師提出實驗任務：“請和小組成員通力合作，使用所發放的實驗材料制作臨時裝片，并用顯微鏡觀察臨時裝片，觀察葉片表面的內部結構，試著推斷水蒸氣進出的氣孔。”

在實驗任務的推動下，學生躍躍欲試。于是，教師給學生提供充足的實驗時間。在充足時間的保障下，學生遷移課堂認知，使用適宜的方法和要領，精心制作臨時裝片。之后，小組成員輪流操作顯微鏡，觀察裝片，發現葉片表皮的內部結構。立足此發現，大部分小組成員踴躍交流。在交流的過程中，他們從細胞的形狀、排列分布情況、排列的緊密程度等入手，推斷水蒸氣進出的孔洞。在推斷的過程中，不同成員給出不同的看法，催生出思維火花，繼續觀察、探究，由淺入深地認知植物葉片上的氣孔。

在學生合作操作實驗時，教師可走近每個小組錄制視頻。在規定的實驗時間結束后，教師可選擇優秀小組的實驗視頻，借助交互式電子白板向學生展示。在觀看視頻的過程中，學生再次經歷實驗過程，主動聯系本組實驗情況，完善認知。之后，教師鼓勵被選中小組派出代表，介紹實驗過程、實驗現象和實驗發現。在小組代表介紹的過程中，其他小組認真觀看、傾聽，發現問題，及時發問，進行集體探究。通過進行集體探究，大部分學生完善了認知。教師在集體探究后，總結實驗內容。

實踐證明，學生通過操作實驗，經歷了科學家的探究過程，“直觀”建構了生物學認知，扎實掌握所學內容，同時，順其自然地發展了科學探究能力和思維能力。

四、實驗反思，增強學習效果

（一）實驗回顧

回顧實驗是學生進行實驗反思的具體方式。在回顧實驗的過程中，學生會遷移課堂認知，發現問題，主動解決，增強認知。所以，在生物學實驗課堂上，教師應立足學生實驗探究情況，利用適宜的方式，組織實驗回顧活動，使學生進行實驗反思。

在學生動手操作實驗的過程中，教師進行錄像。在實驗操作活動結束后，教師可利用交互式電子白板展現錄像內容。在觀看錄像的過程中，學生遷移已有認知，發現問題。如有學生發現“細胞重疊不清楚”并對此自發提出問題：“這種情況是什么原因導致的？”在問題提出后，其他學生回顧本組實驗情況，同時遷移已有認知，聯想問題成因，如“撕取的菠菜葉表皮較厚，有‘厚厚的葉肉。”

實踐證明，學生通過如此回顧實驗，主動遷移了課堂認知，解決了實驗問題，豐富了實驗經驗，增強了實驗認知，提高了課堂學習質量。

（二）課堂練習

在課堂練習中，學生會遷移課堂認知，解決相關問題，由此進行自主反思，了解自身的實驗學習情況，繼而查漏補缺，增強實驗學習效果。因此，在生物學實驗課堂上，教師可依據學生學習情況，組織課堂練習活動。

在學生了解蒸騰作用后，教師可向學生呈現如此練習題：“一株玉米在整個生長過程中，總共需要消耗超過200kg的水。請問玉米體內的水分有哪些去路？在蒸騰作用下散失的水分對環境有怎樣的影響？”在呈現練習題后，教師要給學生兩分鐘的思考時間。在思考的過程中，學生主動回顧實驗過程，聯想相關知識點，梳理問題答案。在規定的時間結束后，學生毛遂自薦，給出問題答案。如有學生提道：“玉米體內的水分大都用于蒸騰作用。在蒸騰作用下玉米散失的水分使周圍濕度增大，溫度降低。”其他學生在傾聽的過程中，自主查漏補缺，完善認知。

由此可見，有效的課堂練習可以使學生在遷移應用所學知識的同時，彌補學習不足，增強認知，同時鍛煉問題解決能力，豐富生活經驗。

結? 語

綜上所述，應用深度學習于初中生物學實驗教學中，可以使學生發揮自主性，經歷系列活動，順其自然地實現主動學習，遷移應用，深刻理解，自覺反思，扎實掌握所學內容，發展多樣能力，提高生物學實驗學習質量。因此，在初中生物學實驗教學中，教師可以以深度學習的特征為依據，以實驗教學內容為基礎，采用適宜的策略，引導學生體驗多樣活動，使學生通過與實驗“互動”，實現深度學習，扎實掌握所學，發展核心素養，提高生物學學習質量。

[參考文獻]

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馬春花.例談初中生物教學促進學生深度學習的策略[J].新課程，2021（14）：142.

錢云飛.初中生物實驗教學中深度學習能力的培養：以《觀察葉片的結構》為例[J].新課程導學，2021（05）：67-68.

周遵玉.基于問題解決促進初中生物深度學習的實踐研究[D].昆明：云南師范大學，2020.

作者簡介：王明燏（1985.10-），女，貴州遵義人，

任教于貴州省遵義市第五十三中學，一級教師，本科學歷。