基于本土情境和模型構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)

葉慧　朱曉燕

關(guān)鍵詞：本土情境；模型構(gòu)建；深度學(xué)習(xí)；高階思維

文章編號(hào)：1003-7586（2024）01-0080-03 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）的基本理念“教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是主動(dòng)參與的過(guò)程，讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，通過(guò)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)或完成工程學(xué)任務(wù)，加深對(duì)生物學(xué)概念的理解，提升應(yīng)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，進(jìn)而能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法，探討或解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)提倡建立知識(shí)間聯(lián)系，引導(dǎo)真實(shí)情境下的主動(dòng)探究，在知識(shí)建構(gòu)過(guò)程中發(fā)展學(xué)生高階思維。課程標(biāo)準(zhǔn)的這一理念與深度學(xué)習(xí)理論不謀而合。深度學(xué)習(xí)是落實(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑，本文基于課程標(biāo)準(zhǔn)并參考深度學(xué)習(xí)實(shí)踐理論，以人教版高中生物學(xué)教材選擇性必修2第3章第1節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”的教學(xué)為例，嘗試創(chuàng)設(shè)本土情境，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題來(lái)促進(jìn)概念理解，培養(yǎng)分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等高階思維。

1基于課標(biāo)和學(xué)情，確定教學(xué)思路和教學(xué)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)指出，學(xué)生需能夠“闡明生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者等生物因素以及陽(yáng)光、空氣、水等非生物因素組成，各組分緊密聯(lián)系使生態(tài)系統(tǒng)成為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體”和“討論某一生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和消費(fèi)者通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)聯(lián)系在一起形成復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)”。在知識(shí)方面，學(xué)生通過(guò)初中階段和人教版高中生物學(xué)教材選擇性必修2前兩章知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)概念及類型也有了一定的了解，但對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)大多停留在對(duì)各組分名稱、作用的簡(jiǎn)單識(shí)記水平，沒(méi)有建立起各組分間的聯(lián)系，形成整體。在能力方面，學(xué)生已經(jīng)具備相對(duì)較強(qiáng)的探究、分析和解決問(wèn)題的能力，具有一定的生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。基于課標(biāo)要求和學(xué)情，本節(jié)課程教學(xué)以分析武夷山燕子窠生態(tài)茶園中生物與生物、生物與非生物環(huán)境的關(guān)系為主線，通過(guò)創(chuàng)設(shè)一系列真實(shí)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生自主思考和主動(dòng)參與討論，通過(guò)新的學(xué)習(xí)活動(dòng)修正、完善原有概念，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維能力。學(xué)習(xí)本章節(jié)，學(xué)生應(yīng)能夠通過(guò)分析武夷山燕子窠生態(tài)茶園中生物與生物、生物與非生物環(huán)境的關(guān)系，建立生態(tài)系統(tǒng)的概念。通過(guò)對(duì)幾個(gè)典型生態(tài)系統(tǒng)的組成成分進(jìn)行分析、比較、歸類，概括各組成成分的作用及相互關(guān)系，建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)高階思維能力。

2以特色的本土生活情境貫穿，設(shè)置驅(qū)動(dòng)問(wèn)題組織教學(xué)，指向?qū)W科核心素養(yǎng)

教師利用學(xué)生熟悉的生活來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，筆者結(jié)合福建省南平市當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)生產(chǎn)和生活實(shí)際，利用武夷山燕子窠生態(tài)茶園創(chuàng)設(shè)情境，利用情境素材設(shè)置驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在分析、討論、歸納等過(guò)程中促進(jìn)對(duì)概念的深度理解，并在解決問(wèn)題時(shí)提升科學(xué)思維。

2.1創(chuàng)設(shè)熟悉的情境，導(dǎo)入新課

武夷巖茶是閩北的特產(chǎn)之一，2021年習(xí)近平總書(shū)記考察燕子窠生態(tài)茶園，隨著媒體的報(bào)道，燕子窠知名度提高，生態(tài)茶園成為大眾關(guān)注的熱點(diǎn)。結(jié)合這一特色，教師以武夷山燕子窠生態(tài)茶園為例，播放武夷山燕子窠生態(tài)茶園視頻，并提供武夷山燕子窠生態(tài)茶園的文字材料。從學(xué)生熟悉的本土情境入手，容易引發(fā)情感共鳴，喚醒學(xué)生的主體意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)性和價(jià)值性相統(tǒng)一，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.2問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，初步建構(gòu)概念

基于生態(tài)茶園情境，教師組織學(xué)生探討以下問(wèn)題：①武夷山燕子窠生態(tài)茶園里有哪些生物？②生態(tài)茶園中生物之間存在什么關(guān)系？③哪些生態(tài)因素保證了武夷巖茶的高品質(zhì)？④燕子窠生態(tài)茶園是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，你認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)具備哪些特征？我們可以如何給生態(tài)系統(tǒng)一個(gè)較為準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍罱缍ǎ繂?wèn)題層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，從生物種類一種間關(guān)系一生物與環(huán)境的關(guān)系一生態(tài)系統(tǒng)的概念，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決問(wèn)題，從而建構(gòu)概念。從學(xué)生熟悉的情境人手，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，回顧“種間關(guān)系”，認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的聯(lián)系，分析生物與非生物環(huán)境之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)分析與綜合，歸納概括形成生態(tài)系統(tǒng)概念，培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力。

接著，教師針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)提出問(wèn)題：⑤生物的生存離不開(kāi)能量，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者是如何獲得物質(zhì)和能量的？學(xué)生依據(jù)初中階段所學(xué)知識(shí)和閱讀教材中內(nèi)容，思考總結(jié)生物獲取物質(zhì)和能量的來(lái)源。⑥按照不同種類生物的營(yíng)養(yǎng)方式，以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的作用，如何將燕子窠生態(tài)茶園生態(tài)系統(tǒng)中的生物進(jìn)行歸類？引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)的角度，進(jìn)行生態(tài)組分歸類。這樣可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)的成分分類是按生物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能或作用分類，而不是按物種分類。學(xué)生通過(guò)分析與歸納，將生態(tài)茶園的生物歸類，如表1所示。⑦分析燕子窠生態(tài)茶園生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和消費(fèi)者的食物關(guān)系，你能畫(huà)出多少條食物鏈？與小組內(nèi)同學(xué)畫(huà)出的食物鏈進(jìn)行比較分析，共同完善該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)。學(xué)生獨(dú)立思考，畫(huà)出食物鏈和食物網(wǎng)，經(jīng)過(guò)小組內(nèi)交流，完善食物網(wǎng)，每個(gè)小組展示食物網(wǎng)，全班同學(xué)經(jīng)過(guò)對(duì)比分析討論，補(bǔ)充完善食物網(wǎng)，如圖1所示。教師結(jié)合這個(gè)食物網(wǎng)，引導(dǎo)學(xué)生歸納營(yíng)養(yǎng)級(jí)的概念。⑧仔細(xì)觀察該食物網(wǎng)，舉例說(shuō)明生物的營(yíng)養(yǎng)級(jí)是固定的嗎？為什么一個(gè)物種可能占據(jù)一個(gè)或多個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？學(xué)生通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)蛙和蛇在不同食物鏈中，分別占據(jù)不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，這取決于從什么渠道獲取能量。通過(guò)以上問(wèn)題串的分析，初步落實(shí)分析生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和歸納生態(tài)系統(tǒng)的組分這一教學(xué)重點(diǎn)。

2.3比較歸納，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

在分析燕子窠生態(tài)茶園生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生比較分析荒漠生態(tài)系統(tǒng)和池塘生態(tài)系統(tǒng)，歸納兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及各組分之間的關(guān)系，畫(huà)出食物鏈與食物網(wǎng)，進(jìn)一步理解生態(tài)系統(tǒng)中生物之間及生物與非生物之間的關(guān)系，總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。接著，引導(dǎo)學(xué)生比較分析3個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，參照一般系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。

以情境問(wèn)題作為主線進(jìn)行生物學(xué)教學(xué)時(shí)，不僅將其作為線索將教學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)，還可作為概念結(jié)構(gòu)化的內(nèi)在線索，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建相應(yīng)的概念體系。在總結(jié)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生回顧生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、組成成分與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系、生態(tài)系統(tǒng)各組分之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而形成生態(tài)系統(tǒng)的概念，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，闡明生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，突破本章節(jié)的重難點(diǎn)。完善本章節(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)，建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)建模能力，體會(huì)科學(xué)知識(shí)是不斷發(fā)展和修正的。

2.4設(shè)計(jì)分層作業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)促進(jìn)總結(jié)提升

教師通過(guò)設(shè)置不同的課后作業(yè)，包括基礎(chǔ)性作業(yè)、實(shí)踐性作業(yè)和拓展性作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生完成個(gè)性化的作業(yè)，進(jìn)一步提升高階思維能力?；A(chǔ)性作業(yè)，如，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相關(guān)概念辨析與檢測(cè)；實(shí)踐性作業(yè)，如，設(shè)計(jì)制作一個(gè)生態(tài)瓶（缸），觀察其穩(wěn)定性，該活動(dòng)不僅是對(duì)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，還可服務(wù)于全章的教學(xué)；拓展性作業(yè)，如，最新人工生態(tài)系統(tǒng)資料的查找與分析等。學(xué)生通過(guò)完成作業(yè)對(duì)自我學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)概念的鞏固和內(nèi)化，并且在概念遷移和應(yīng)用的過(guò)程中獲得相關(guān)能力的發(fā)展。例如：完成基礎(chǔ)性作業(yè)，學(xué)生檢測(cè)自己是否掌握生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及各成分之間的聯(lián)系，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容；與基礎(chǔ)性作業(yè)相比，實(shí)踐性作業(yè)和拓展性作業(yè)更加注重對(duì)學(xué)生能力發(fā)展的作用。完成實(shí)踐性作業(yè)，學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力和實(shí)踐能力。完成拓展性作業(yè)，學(xué)生應(yīng)用課堂上習(xí)得的概念和技能解決新情境中的問(wèn)題，從而發(fā)展分析、綜合、探究等能力和相關(guān)的社會(huì)責(zé)任。

課程設(shè)計(jì)以落實(shí)高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為核心，運(yùn)用問(wèn)題情境和模型構(gòu)建等方式展開(kāi)教學(xué)。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，以問(wèn)題為引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生分析討論，在解決問(wèn)題的過(guò)程中構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建模型過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考并解決問(wèn)題，加深了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的理解。整節(jié)課學(xué)生主動(dòng)參與，由簡(jiǎn)到難，層層遞進(jìn)，學(xué)生逐步完成深度學(xué)習(xí)，發(fā)展分析、綜合、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新等高階思維能力。