高中生物教學中促深度學習策略研究

吳姝雯

【摘? 要】探究生物教學中促進深度學習的教學策略研究，幫助學生學會鑒別、選擇教材或試題文本給出的相關信息，提高信息篩檢、提煉并整合有效信息用于解決問題的能力。因此，教師在高中生物課堂教學中，應圍繞高階目標、真實情境、有效活動、多元評價等核心要素來組織教與學的過程，有利于實現深度學習。

【關鍵詞】深度學習；模型建立；系統分析；能力轉化

2022年最新修訂的高中生物課程標準要求：生物教學中應著重培養學生對知識的深度理解，把握知識間的內在聯系，并內化形成獨立的技能方法用于解決實際問題。這不僅是對“培養核心素養”的實踐層面回應，也是高中學段生物教學實施、評價、考核的目標指向。本文從高考考試大綱標定的“增加對學生閱讀理解水平和語言表述能力考察”的要求出發，結合高中學生認知發展特點，整理論述課堂教學中促進學生深度學習，將信息構架為知識、把知識轉化成能力、將能力輸出成問題解決方案的系統化教學培養方法，幫助學生建立認知模型，學會系統分析，從解決應試問題到理解社會生活中的問題，從而真正達到深度學習、高效學習。

一、高中學生的認知特點分析

第一，高中學生的知覺能力和觀察水平提高，目的性強且更加持久。比如觀察脫氧核苷酸和核糖核苷酸結構區別，多數學生能快速發現其五碳糖二號碳上關聯基團的差別，并對碳元素編號原則產生疑問和聯想，足見其快速精準。

第二，高中學生在學習中更多采取有意識地記憶，多數學生能根據學習目標制定較長遠的任務規劃，并自覺監督分步完成，會主動進行自我檢測和復習確保記憶效果；學習過程中機械記憶減少，更傾向于使用理解記憶和抽象記憶的方法達到融會貫通，使記憶內容保持得更加持久。比如學生會自覺將數據材料制成圖表，找規律記憶；也會將長篇文本制成概念導圖，提綱挈領，確保記憶的速度和效果；將相似概念對比分析，列舉相同點和不同點，嘗試總結普適性規律，形成記憶模塊，減少純機械記憶帶來的負擔。

第三，高中生理論型抽象思維發展占據明顯優勢，形式運算特征明顯。善于擺脫具體事物限制而用抽象概念進行邏輯建構，如學習人體內環境和穩態模塊的知識時，不需將所涉及的循環系統、呼吸系統、消化系統、泌尿系統所有器官和功能一一列圖明細講解，只說明它們之間的相互作用關系就可以理解其內在生理機制。

第四，高中生元認知監控能力已趨完善，能主動對思維過程進行自查和糾正，對假設也善于演繹推理，因而在解決復雜問題過程中表現出一定的策略性和預見性，并通過自我反省來確保準確和高效。如探究SGLT-2抑制劑是否有減肥功效的課題中，學生從“SGLT-2能抑制腎小管重吸收葡萄糖”這一既得結論出發，先驗主義地得出“SGLT-2能促進排糖減肥”的結論。但很快就意識到該結論的成立需要以下幾個條件來加以框定：健康人群和糖尿病人的藥代動力學機制完全相同；SGLT-2功能受抑制不會對其他生理活動產生干擾；心因性藥物反應不干擾實驗結果。在現有實驗條件下，這些因素是無法精確控制而規避系統誤差的，所以上述結論并不一定成立。學生往往能自覺意識到這些問題，并嘗試用語言對小組合作成員準確表達出來，以方便交流改進。這是典型的元認知對思維過程的監控體現。

第五，高中生的能力結構發展差異顯著。比如在攝取知識時有的學生偏重于視覺型，有的是聽覺型，有的喜歡邊做一些動作邊學，屬于典型的運動型。在理解記憶時，有的學生習慣將知識轉譯成畫面，有的喜歡用概念語言，有的喜歡將知識歸納成圖表、函數等數學模型。不同能力結構的學生在學習方式、工具選擇和思維系統的架構方式上存在明顯差異，是教師們選擇適當教育教學方法的重要基點。

二、高中生物教學中促進深度學習的實踐策略

（一）明確教學目標

1.創設情境，引導學生學習目標的自發生成

深度學習是培養學生基本知識儲備的重點有效途徑之一，而高中階段的生物教師應該把重點放在引導學生深入學習的角度上面。生物學作為高中的重要科目之一，要求教師在教學過程中不僅要培養學生的知識掌握能力，更重要的是要培養他們對基礎知識應用技能的使用。此外，隨著新課程改革的繼續推進，在高效優質教育的教學理念下，培養學生學習生物學科的基礎知識已成為現代教學的重要內容。教育改革之中要求學生培養關鍵知識技能儲備，同時更加注重學生的終身發展和核心素養。新課標要求高中生物學習要培養學生的生命觀、科學觀，培養實驗精神，養成社會責任感。課堂教學要針對相關培養目標發力。有效創設教學情境，增加學生代入感，產生深刻體驗，是啟發學生內在動力，使之自覺生成學習目標的關鍵。如講授構成細胞的有機化合物時，單純以“糖類物質包括哪些”“脂肪就是脂質嗎”這類與學生實際生活經驗缺乏直接聯系的問題導入，不容易吸引學生注意力，難以調動其學習興趣，學習效果也就不明顯。如果能從學生生活中遇到的實際問題出發設計問題，用問題串引出相關知識，就能幫助學生理解的同時，把零碎知識點串聯成系統模塊，方便學生進行意義記憶。比如，“包裝上標明0糖0卡的飲料真的不會給人體帶來能量嗎？”這個問題就幫助學生把“哪些物質屬于糖”“糖是否都能為人體供能”“糖在人體消化吸收過程中會發生什么轉變”這一系列知識高度整合，達到加深理解的效果，從而提高課堂教學和學習的效率。再比如，“有氧運動中為什么要進行到一定程度才能達到燃脂的效果”“有機物的消耗順序是怎樣的”這些問題的設計和當下青少年關注的熱點問題緊密結合，使得學生非常容易帶入情境，激發起好奇心和學習熱情。而這些問題整合的知識范圍也比較廣泛，涉及到有機物在人體內代謝的過程，有機物的轉化規律，運動與氧化分解有機物這一生命過程的聯系等。由此可見，好的學習目標是學生出于自我成長、自我完善的內在需求而主動生成的目標，在這樣的目標指引下學習的知識，才能和學生已有經驗發生交互，經反復檢驗、確認的深加工過程，方才內化成自身知識系統的一部分，成為學生深化舊有經驗，理解并吸納新知識的基石。這正是深度學習的意義之所在。

2.目標升級帶動活動升級，導向思維升級

學生自我實現的內在需求必然伴隨著學習目標的不斷升級，知識格局的拓展也必然會帶來質量更高的思維體驗。這就要求教師對設定的目標及時進行調整，去精準匹配學生思維的迭代升級，拓寬其能力邊界，不斷強化正反饋，增加學生的自我效能體驗，使學生身心獲得真正意義上的成長。

在研究高糖高脂飲食飼喂孕期母鼠對子代鼠飲食習性影響的實驗中，初級目標是通過設計對照實驗驗證孕期母鼠高糖高脂飲食會增加子代偏嗜高糖高脂食物的概率。這一目標較易達成，但是學生很快會深入到生化機制層面聯想出新的問題：既然對糖和脂的偏嗜欲與老鼠體內瘦素作用相關，那引起子代鼠嗜糖嗜脂的真正原因是其體內瘦素含量不足還是細胞膜表面瘦素受體不足？這就需要進一步設計實驗探究。其間，還需要充分考慮所選脂肪組織是否因位置特殊而影響結果數據的有效性，如何避免內源激素的干擾，實驗結果能否為其他哺乳動物的相關研究提供參考借鑒等問題。

這個實驗課題的研究，就體現了學生學習目標的漸進升級：從表觀現象到內在機理，從直觀具象到微觀抽象，這符合高中學生的認知特點。在以學生為中心的大方向指導下，教學目標的生成式演化也需要不斷調整適配。

（二）直觀呈現，抽象整合

教學中使用的材料、模型甚至言語盡可能直觀，降低學生端信息輸入成本。這一點，現代多媒體教具的應用可以提供不少助力。信息材料經由學生個體消化整理后，一定要有目標導向的主動輸出過程，才能讓學生對所攝取的信息進行深加工，促進新知識與學生舊有知識系統的深度融合，從而實現知識到能力的遷移。因此，輸出內容的形式就非常重要，需要教師在課堂教學管理中做出明確要求：需是概念化、系統化的輸出形式，具有普適性的參考和解釋價值，并能與物理模型、數學模型等其他內容形式相互轉化。

好的輸出是經由廣泛發散、精準求證、深度整合的思維產物，其質量直接受到加工過程中主體思維品質的影響。越抽象、越高維度的輸出形式對學生思維過程的要求就越高。因此，要求學生對攝取的材料信息進行整合加工輸出概念體系，有助于幫助學生搭建思考框架，鍛煉思維品質，拓寬認知格局。

這一點，在梳理降糖藥發展史的課題研究中可見一斑。授課過程中，教師會以圖文和視頻材料介紹胰島素類、他汀類、艾塞那肽類和列凈類藥物的作用機制和一般性治療效果。得益于形象生動的視頻材料，學生并不難理解。但從理解到靈活運用于實際問題解決，還存在相當的距離。這時如能在教學過程中設計一個以概念圖表現各類藥物作用機理并列表對比各自優缺點和適用范圍的環節，就能讓學生從快而急促的信息輸入狀態慢下來，將新信息和原有知識體系進行整合深化。輸出過程不僅強化記憶，材料形式的轉譯還能進一步綜合鍛煉學生的能力，使他們內在認知模型更加優化。同理，還能再給一些相關任務升級一下：針對幾種藥物的優缺點，探討它們各自適用于哪類病人，說出你的觀點并設計實驗驗證，設計出實驗結果統計圖表。分析整理，學以致用，從而達到觸類旁通的效果，這是更高維度的輸出。

（三）鼓勵創新，綜合實踐

“紙上得來終覺淺”，生物學科的學習尤其是生物技術與實踐模塊更離不開動手實踐促進其知識技能和人格心理的全面發展的探索。因時因地制宜開展發酵工程實驗，結合鄉土資源進行生態工程設計，聯合高校資源進行基因工程、細胞工程乃至胚胎工程方面的探索，都不失為很好的嘗試。這些活動能創造機會給學生以大量直觀體驗，而對一個學科的深度理解和熱愛，正是經由這些直觀經驗感受才能形成。這是塑造一個學生的生命觀、科學觀，培養其專業化學科素養，形成高度社會責任感所必不可少的積累。給成長以真實體驗，還生命以親歷過程，寓教育于感受，成思維于實操，這是非常質樸卻有效的育人方法。

實踐帶來積累，厚積就有機會創新。創新離不開實踐，實踐給創新帶來落地應用的場景。二者相互依存，演化發展。而高中生正是意氣蓬勃的年齡，在實踐中合作，在創造中求索，正是他們完成自我認同和群體認同的必經之路。因此，鼓勵他們實踐創新，培養躬身務實的品質，也是我們改進教學，促進深度學習發展的重要抓手。

【參考文獻】

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