指向深度學(xué)習(xí)的情境化單元活動設(shè)計(jì)

羅嘉嘉

摘? ?要：基于深度學(xué)習(xí)的原理，結(jié)合單元設(shè)計(jì)的原則，以“組成細(xì)胞的分子”這一單元為例，闡述了以情境為主導(dǎo)的單元活動設(shè)計(jì)和評價方式，旨在促進(jìn)學(xué)生知識建構(gòu)和遷移運(yùn)用的能力發(fā)展。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；單元學(xué)習(xí)活動；情境化；設(shè)計(jì)

深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平要求注重批判理解，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容整合，促進(jìn)知識建構(gòu)，著重遷移運(yùn)用^{[ 1 ]}。深度學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵路徑，而探索單元學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)方法是達(dá)成深度學(xué)習(xí)的重要方式^{[ 2 ]}。深度學(xué)習(xí)背景下，遵循怎樣的原則實(shí)現(xiàn)單元學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)呢？如何設(shè)計(jì)實(shí)施單元活動？以“分子與細(xì)胞”模塊中的“組成細(xì)胞的分子”這單元教學(xué)為例展開論述。

1? 單元學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)原則

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課標(biāo)》）確立了教學(xué)的目標(biāo)和方向。進(jìn)行教材分析有助于優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化，它是進(jìn)行教學(xué)活動設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。進(jìn)行學(xué)情分析能夠讓教師在教學(xué)過程有的放矢，實(shí)現(xiàn)因材施教，能提高教學(xué)的有效性，利于教師更好地把握教學(xué)過程。因此深度學(xué)習(xí)下的單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)要基于國家課程標(biāo)準(zhǔn)，基于教材，基于學(xué)情。

1.1? 課標(biāo)要求

《課標(biāo)》中有關(guān)“組成細(xì)胞的分子”的內(nèi)容要求描述是：通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能闡明“細(xì)胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等，其中蛋白質(zhì)和核酸是兩類最重要的生物大分子”^{[ 3 ]}。依據(jù)課標(biāo)建議，確定單元教學(xué)目標(biāo)（表1）。

1.2? 教材分析

“組成細(xì)胞的分子”這一單元屬于人教版《分子與細(xì)胞》的第二章內(nèi)容，在第一章節(jié)介紹了細(xì)胞學(xué)說建立和發(fā)展過程以及細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性，有助于學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，后一章節(jié)將在第二章細(xì)胞的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對細(xì)胞膜、細(xì)胞器和細(xì)胞核分別學(xué)習(xí)，因此第二章作為必修一第一個核心概念下的單元之一，起到了承上啟下的作用。第二章以細(xì)胞的構(gòu)成元素、化合物為統(tǒng)領(lǐng)，分別闡述了六種化合物，按照“解”結(jié)構(gòu)，“析”功能，“探”意義，“系”社會四塊內(nèi)容展開，由淺入深，構(gòu)建概念體系，理解生物大分子以碳鏈為骨架，螺旋上升形式利于學(xué)生建構(gòu)思維體系，初步形成生命的物質(zhì)觀，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)觀，為后續(xù)建立生命的“系統(tǒng)觀”埋下伏筆。

1.3? 學(xué)情分析

“組成細(xì)胞的分子”這一單元是初升高學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個生物學(xué)大單元，學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)中，已積累了一些與細(xì)胞相關(guān)的知識，例如細(xì)胞的生活需要水和無機(jī)鹽；在化學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，對元素和化合物的知識也有一定認(rèn)知。除此之外，與生活密切相關(guān)的生物學(xué)知識也為本單元的學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ)。如糖類、脂肪類食物的適量攝入，以及添加必需氨基酸，為何吃熟的雞蛋比生的雞蛋容易消化、施肥過量會出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象、用鹽腌制過的黃瓜變松軟等。在技能上，高一新生具有一定科學(xué)思維。在完成單元學(xué)習(xí)后，學(xué)生的歸納與概括能力及創(chuàng)造性思維都得到發(fā)展。

2? 以情境化為主導(dǎo)的單元活動設(shè)計(jì)

基于以上課標(biāo)、教材和學(xué)情分析，指向深度學(xué)習(xí)的單元活動設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)大概念引領(lǐng)，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化，根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階將教學(xué)活動情境化，使教學(xué)活動具挑戰(zhàn)性，以此推進(jìn)學(xué)生的高階思維發(fā)展^{[ 4 ]}。 將各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動鑲嵌于情境之中，實(shí)現(xiàn)單元活動設(shè)計(jì)的優(yōu)化，利于學(xué)生對知識的內(nèi)化和遷移，從而促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的形成。

2.1? 圖表情境主導(dǎo)，促進(jìn)知識整合

人教版高中生物學(xué)新教材圖表資料全面更新，合理利用圖表資料作為情境，讓枯燥的知識變得有趣，進(jìn)而吸引學(xué)生主動透過圖表資料，挖掘知識內(nèi)涵，整合知識點(diǎn)。

例如，學(xué)生通過比較“部分元素含量表（地殼和細(xì)胞，玉米和人體細(xì)胞）”，歸納出無機(jī)環(huán)境和生物界，植物細(xì)胞和動物細(xì)胞中的元素種類及含量特點(diǎn)。再如展示馬拉松運(yùn)動員運(yùn)動喝飲料的圖片，結(jié)合教材中運(yùn)動員飲料和普通飲料成分表，讓學(xué)生思考：①表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？②為何運(yùn)動員喝的飲料中要添加無機(jī)鹽？③無機(jī)鹽在細(xì)胞中起到什么作用？教師引導(dǎo)學(xué)生分析葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡圖，基于以上分析事實(shí)概括無機(jī)鹽的存在形式和主要作用。也可展示學(xué)生日常膳食中的幾種主要食物圖，提問學(xué)生：①你覺得哪些食物糖類含量高？②哪些食物脂肪含量高？教師組織學(xué)生以小組為單位分析一份減肥食譜，辨析這樣設(shè)計(jì)是否具有科學(xué)性。接著結(jié)合教材中鴨子喂食的是玉米、谷類，卻長出一身肥肉這一插圖情境，讓學(xué)生思考原因，并結(jié)合全民減肥的宣言，組織學(xué)生討論脂肪真的有害無益嗎？在不斷思辨過程，引導(dǎo)學(xué)生歸納出糖類和脂質(zhì)的種類和作用，并推及生活、指導(dǎo)生活，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成健康好習(xí)慣。

圖表的優(yōu)勢是一目了然，告別冗長的文字?jǐn)⑹觯菀孜龑W(xué)生的注意力，教師應(yīng)充分利用圖表情境，引導(dǎo)學(xué)生分析和探究，歸納出相關(guān)知識，這能極大地培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力和理解能力，實(shí)現(xiàn)知識整合，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

2.2? 探究實(shí)驗(yàn)情境，促進(jìn)知識遷移

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)課程安排中必不可少的環(huán)節(jié)之一，它能幫助學(xué)生加深對規(guī)律的理解并形成正確的概念，也能培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和探索分析的能力。以探究性實(shí)驗(yàn)為情境，促進(jìn)學(xué)生學(xué)以致用。

例如教師提供曬干的種子和用酒精燈高溫加熱后的種子，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究：①哪類種子在適宜條件下能夠萌發(fā)？②種子不能萌發(fā)的原因是什么？通過實(shí)驗(yàn)，說明理由。由此讓學(xué)生理解水在細(xì)胞中的不同存在形式并歸納自由水和結(jié)合水的作用和相互關(guān)系。在學(xué)生掌握了水的相關(guān)知識后，可以在種子這一情境下引導(dǎo)學(xué)生思考“種子細(xì)胞中除了水的存在，還有哪些物質(zhì)呢？”并讓學(xué)生嘗試制作：①種子的臨時裝片，以碘液進(jìn)行染色，顯微觀察種子細(xì)胞中的淀粉；②花生子葉臨時裝片，以蘇丹Ⅲ染色，顯微觀察細(xì)胞中的脂肪。通過顯微鏡觀察細(xì)胞中的分子，讓學(xué)生對組成細(xì)胞的分子有直觀的感受。再如教師展示一根手術(shù)縫合線，這種縫合線一段時間后會被人體組織吸收。讓學(xué)生思考：①為何這種手術(shù)縫合線能被人體組織吸收？②你能鑒定這種縫合線是什么化合物嗎？③這種縫合線在被吸收的過程會發(fā)生怎樣的化學(xué)變化？由此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)鑒定的相關(guān)內(nèi)容。此后教師再展示用蛋白酶處理兩周后的手術(shù)縫合線的形態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生聚焦蛋白質(zhì)的合成和分解。

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是通向真理的必經(jīng)之路，以實(shí)驗(yàn)探究為情境，讓學(xué)生將直觀的感受內(nèi)化為知識點(diǎn)，由此發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力、分析和創(chuàng)造能力，使深度學(xué)習(xí)落到實(shí)處。

2.3? 建模活動情境化，促進(jìn)知識建構(gòu)

模型構(gòu)建是知識由抽象到具體的橋梁，在構(gòu)建模型的過程中能及時突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，以情境化為前提建模，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，利于與知識點(diǎn)形成共鳴。

例如教師引導(dǎo)學(xué)生用球棍模型構(gòu)建氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式的物理模型，接著通過脫水縮合，以小組的模式構(gòu)建肽鏈模型，最后嘗試盤曲折疊構(gòu)建蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，在不同小組比較交流的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生歸納出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。再如教師提供軟磁鐵模型（磷酸、脫氧核糖、A、G、C、T四種堿基模型），引導(dǎo)學(xué)生嘗試構(gòu)建脫氧核苷酸模型，以小組為單位，創(chuàng)設(shè)脫氧核苷酸合成脫氧核苷酸鏈（即DNA單鏈）的情境。通過比較不同小組合成的DNA單鏈，讓學(xué)生關(guān)注脫氧核苷酸排列順序的多樣性，以此獲得DNA信息容量大的感悟。接下來，讓各小組將建構(gòu)的DNA單鏈拼接，創(chuàng)設(shè)DNA雙鏈合成的情境，從而引導(dǎo)學(xué)生思考 DNA 雙鏈形成的方式，關(guān)注堿基互補(bǔ)配對原理，最終歸納DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。模型是對知識簡化的概括性描述，沒有情境的模型構(gòu)建很可能導(dǎo)致知識的僵化，而情境為前提的建模活動，能活化知識，讓學(xué)生直觀體驗(yàn)知識產(chǎn)生和運(yùn)用的場景，以此實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

單元設(shè)計(jì)以情境為主導(dǎo)，合理安排各項(xiàng)活動，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)等方式有效實(shí)現(xiàn)知識整合、建構(gòu)與遷移應(yīng)用，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。教師設(shè)計(jì)單元活動既要有“麻雀雖小五臟俱全”的細(xì)節(jié)把握，又要有“會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小”的提綱挈領(lǐng)。學(xué)生通過層層遞進(jìn)的活動設(shè)計(jì)，走向高階思維，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

3? 結(jié)語

深度學(xué)習(xí)和單元教學(xué)是新課程改革賦予的教學(xué)理念，目標(biāo)是人的全面發(fā)展。本文從設(shè)計(jì)單元活動的依據(jù)、主要的情境化策略兩個方面，論述了如何實(shí)現(xiàn)單元深度學(xué)習(xí)。在單元的學(xué)習(xí)過程中，設(shè)計(jì)安排有效的單元活動，讓學(xué)生保有持續(xù)濃厚的學(xué)習(xí)興趣和熱情，是實(shí)現(xiàn)深度教學(xué)的最佳動力；以學(xué)生為主體，領(lǐng)銜核心概念，將前知識和新知識進(jìn)行有效的情境化深加工，構(gòu)建連貫系統(tǒng)的知識體系，是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)要求。

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福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題：單元教學(xué)促進(jìn)高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究（FJJKZX21-679）研究成果