基于大概念的高中生物學深度學習策略研究

謝倩

關鍵詞：大概念；深度學習；核心素養(yǎng)；生物學教學；策略

文章編號：1003-7586（2024）01-0078-02 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1基于大概念的高中生物學深度學習可行性論證

“大概念”一詞在新一輪課程改革中發(fā)揮重要引領作用，其聚焦課程內容、變革教學模式，通過一系列生物學事實和資料提煉出次位概念，幾個次位概念向上收縮進一步得到重要概念，若干重要概念的深化匯聚成核心概念，即大概念。這種由發(fā)散到收斂的知識結構模型，使學生的學習從以機械傾聽、背誦和重復練習為主的復制型學習，轉變?yōu)橐詫嵺`、理解和遷移為典型特征的深度學習。

深度學習是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。在這個過程中，學生掌握學科核心知識、深度理解學習任務、自主完成意義建構，最終促進學科大概念的生成。

生物學科中的大概念直指學科本質，是實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)發(fā)展的有效途徑，凸顯育人價值；而深度學習理論指向科學思維的發(fā)展和解決實際問題的目標，能有效促進核心素養(yǎng)的落地。前者從下至上歸納概括，后者由淺入深層層遞進，這種模式上的同一性為其融合提供了可行性，在教學中二者的融合應用是實現(xiàn)育人目標的關鍵舉措。

2基于大概念的高中生物學深度學習策略

深度學習是落實教改理念的重大探索實踐，也是促進學生主動參與意義建構的思維工具。聚焦大概念，指向深度學習的高中生物學教學策略可以從以下幾個方面人手。

2.1創(chuàng)設情境素材的鏈接策略

生物學是一門基于事實和依據(jù)的理科學科，是古往今來前人思維與實踐的成果結晶。因此，生物學概念形成的實際落地有賴于對事實資料的建構與情境素材的提供。基于此，生物教學中在選擇情境時可采用鏈接策略。

例如，在學習人教版“種群的數(shù)量特征”一節(jié)內容時，教材以學生不甚熟悉的東北豹引入，顯然這對學生引發(fā)的認知共鳴是較小的。此時，教師可以鏈接學生普遍關注的熱點新聞“云南地區(qū)亞洲象北上遷徙”一事進行情境背景創(chuàng)設，圍繞情境主題設計學習任務：①如何估算北遷過程中的亞洲象種群密度？如何提高估算的準確性？②亞洲象種群有哪些數(shù)量特征？③根據(jù)數(shù)量特征能否預測亞洲象種群的未來發(fā)展趨勢？貼合實際的情境素材的運用，使學生的認知共鳴愈強烈，并逐步形成“生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分相互影響，共同實現(xiàn)系統(tǒng)的物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞”這一大概念。

情境素材越是真實、具體，所產(chǎn)生的深度學習效果就越突出，大概念的建立過程就越自然，因此情境鏈接的有效性至關重要。除了時事熱點，情境的創(chuàng)設還可以鏈接學生日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、政治經(jīng)濟、科技發(fā)展前沿等容易引起學生共鳴的一切素材。

2.2主題驅動的單元學習策略

設計單元學習活動是指向大概念、落實深度學習的重要路徑。基于大概念的深度學習提倡單元學習，通常以主題為中心。主題驅動下的單元學習一般會依據(jù)課程標準，圍繞學科某一核心內容組織起來，具有體現(xiàn)學科知識發(fā)展、學科思想與方法深化或認識世界的方式豐富等特點，能夠激發(fā)學生深度參與學習活動、促進學生學科核心素養(yǎng)發(fā)展。

在高三一輪復習中，以“紅細胞的傳奇一生”為主題的單元學習活動在深度學習的開展中展示了應用價值。聚焦于紅細胞的生命歷程，從分裂增殖到定向分化，從自然衰老到走向死亡，從基因突變到細胞癌變，經(jīng)歷以此為主線的探究后，學生能夠理解“細胞會經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程”和“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的概念。結合紅細胞的結構特點，梳理相關內容，如其呼吸方式與壽命、如何制備動物細胞膜、缺鐵性貧血的原因等，幫助學生進一步形成結構與功能相適應的觀念，發(fā)展生物學核心素養(yǎng)。

如何設計單元學習活動，這是對“如何達成大概念視域下的深度學習”的回應。單元學習活動設計時，要考慮以下問題：首先要確立單元學習的主題，主題要有代表性、整體性和實踐性；其次要精心設計組織教學內容，使之成為彼此關聯(lián)的、邏輯自洽的結構化知識；最后是單元設計、課堂實施、教學評價要保持一致性，以促進課堂“教-學-評”的改進。

2.3課堂教學的深度互動策略

教學互動是深化基礎教育課程與教學改革重點關注的問題，對推動學習方式轉變、發(fā)展學生核心素養(yǎng)有著重要的作用。課堂教學的互動不僅僅限于師生之間，也可覆蓋到生生之間、學生與學習任務之間等。以項目式學習、翻轉課堂為載體的教學模式，可以為課堂的深度互動開展提供支持。

以“傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用”一節(jié)為例，從項目實踐人手，教師設計三個項目主題一酸奶、果酒、果醋的制作。學生分成6組，每個主題下兩組學生，兩組之間互相競爭。首先，學生通過查閱資料、小組討論與合作制訂項目方案，并以翻轉課堂的形式進行方案匯報。其次，教師與其他小組進行提問與評價，修正方案、完善項目流程。項目的實施由各個小組在課下按照時間節(jié)點自行完成，教師全程監(jiān)督并提供必要指導。再次，通過翻轉課堂匯報項目成果與反思，師生進行點評或提出疑問，實現(xiàn)共同學習。最后，教師提出關鍵問題：如何制作品質穩(wěn)定的發(fā)酵產(chǎn)品，可以從哪些方面進行控制？當把少量制作轉為大規(guī)模生產(chǎn)時，需要解決哪些問題？從而實現(xiàn)“發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品”這一大概念的建構。

基于項目的課堂教學，學生親歷知識而非復制知識，在深度互動中讓知識融入自我的體驗，則知識的學習不再是一種復制的過程，而是一段生動的經(jīng)歷。師生交互、生生交互、學生與學習任務的交互貫穿全程，從而實現(xiàn)課堂深度互動，促進學生核心素養(yǎng)的達成。

2.4教學實踐的持續(xù)評價策略

大概念是凝練學科本質的深植于學生內心的觀念，其固有的穩(wěn)定性、持久性和科學性為教學實踐后開展持續(xù)性評價提供了可行的依據(jù)。要判斷深度學習是否發(fā)生，不能以單一的考試測驗來評價。而學生在學習行為長久發(fā)生之后，依然能夠自如地運用核心概念來分析與解決實際問題，這恰恰是深度學習發(fā)生的體現(xiàn)。通過持續(xù)性評價獲得反饋來檢驗深度學習是否發(fā)生并進行教學改進的“以評促學”策略，在教學中值得應用。

例如：經(jīng)過高一年級的深度學習，學生從物質與能量視角探索光合作用與呼吸作用的過程，闡明細胞生命活動過程中貫穿著物質與能量的變化，并獲得“細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質”這一大概念，發(fā)展生命觀念與科學思維。在高二年級學習“生態(tài)系統(tǒng)的功能”時持續(xù)進行評價，檢驗學生能否進一步以營養(yǎng)級為研究對象，使用圖示的方式表征和說明生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)、能量流動的過程，總結規(guī)律，并對相關的生態(tài)學應用做出合理的分析和判斷。若學生難以達成上述目標，則高一階段的深度學習教學方式有待調整，繼續(xù)改進。

這種“評價反饋改進”的策略有助于推動深度學習的迭代發(fā)展，也是助力教學的良性循環(huán)機制。協(xié)調好過程評價與結果評價、內部評價與外部評價、素養(yǎng)與分數(shù)等問題將有利于持續(xù)發(fā)揮評價的導向與激勵作用。

新課程改革背景下，教師可多角度、多層次探究適合的教學策略，推動大概念引領的高中生物課堂深度學習的發(fā)生，切實提升發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)，實現(xiàn)立德樹人的根本目標。