核心素養是目前教育領域高頻出現的詞語和熱議的話題,聚焦核心素養的發展,是全面落實立德樹人根本任務的重要舉措。核心素養視域下,比起結果導向,更應該關注學生的學習過程和學習方法,比起直接講授書本知識,更提倡學生通過自主、合作、探究的形式深入理解并遷移知識。高中生物教學的目的是幫助學生了解生命科學的基本原理和概念,而要想實現核心素養的提升,必須革新教育理念,引領深度學習。
一、深度學習概述
深度學習是培養學生學習能力的新型方式,針對性極強,已初步運用到現階段的課堂教學中。人工智能領域給出了關于深度學習的定義,所謂深度學習即機器學習,機器含多個隱藏的多層感知器,而人的大腦也含有多個結構,不同神經元有不同功能,獲取知識的過程中,各結構相互作用,共同為吸收和消化知識不停地進行思維活動。與傳統教學有著本質區別,深度學習要始終以學生為中心,調整教學設計思路,不斷改進和創新教學方法,使學生從簡單的、機械式的理解和記憶過渡到更復雜、深入、高級的認知方式,經歷分析、綜合、評價和創造等高階思維活動,最終提升感知力和學習能力。深度學習強調提高課堂教學的有效性,是指在教師的引領下,學生圍繞具有挑戰性的學習主題,全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。深度學習不同于傳統教學思路,教師在開展教學工作之前,必須對深度學習有一個清晰的認知,結合學生的實際情況,依托系統的、科學的、完整的教學方案助力學生深度學習,使學生主動進行自主學習與合作探究,內化知識、活學活用、融會貫通。
二、高中生物核心素養內涵
開展教學工作之前,教師應深入分析生物學科核心素養內涵,了解生物學科核心素養涵蓋的不同維度,真正理解核心素養的本質,準確把握高中生物教學設計思路,明確工作開展的大致方向,立足學生個體的全面發展構建高質量課堂。
(一)生命觀念
生物學科核心素養包含四個領域,其中生命觀念是生物學習的核心觀念和重要標志。所謂生命觀念,就是在尊重客觀事實依據、自然現象規律的基礎上認識生命的過程,生命觀念表現出來的是一種獨立的、客觀的態度,總體而言代表的是人們對所研究的生命的正確看法與客觀認識。高中生物學習涉及對生命現象及生命活動規律等的研究,研究對象是極其復雜、多樣的生物界,因此必須建立在生命觀念之上,學生必須深刻理解生命的本質及自然規律,樹立正確的生命觀念,秉持生命至上的原則進行生物學科研究。
(二)科學思維
科學思維是大腦認識事物的主要方式,從某種程度上而言,科學思維以辯證唯物主義思想為基礎,強調通過多樣化的思維活動掌握客觀事物本質屬性和內在規律。站在科學思維角度,學生在生物學習中必須始終尊重事實和證據,保持嚴謹和務實的學習態度,并善于運用科學的探究方法解決實際問題,以此提升自身的實踐能力和思維品質。科學思維是高中生物學習中不可或缺的重要素養,學生在高中生物學習中要經歷多樣化的思維活動,需要進行抽象、判斷、歸納、演繹,尊重客觀事實,帶著好奇心積極地探尋問題的答案,形成批判意識,結合實證對觀察到的現象進行評價,最終深化對知識的理解。
(三)科學探究
新課程標準指出要促進學生探究能力的提升,幫助學生在實踐中團結合作、勇于創新、建立探究精神、養成科學態度。實踐探究是高中生物課堂的主要學習方式,學生需要通過科學探究理解生物知識,掌握科學有效的學習方法,強化自身的生物基礎和學習能力。高中生物教學高度重視學生的經歷,強調學生的學習過程是主動參與的過程,因而教師要組織開展科學探究活動,培養學生的實踐能力與合作能力,并在此過程中幫助其塑造健康的人格,不斷完善自己。在高中生物教學中,教師應當將科學探究素養擺在重要位置,引導學生用科學的思維方式觀察、分析、內化和遷移知識。
(四)社會責任
高中生物學習與現實生活息息相關,高中生物課堂有必要融入生活化教育理念,加強與實際生活的聯系,使學生認識到生物知識在生活中的應用,并從現實生活的視角看待和分析問題,積極參與個人與社會事務的討論,結合已有經驗和自身學識解決各種各樣的現實問題,成為有擔當的社會主義建設者。新一輪課程改革背景下,傳統教學模式的弊端逐漸顯現,教師有必要深度挖掘課程育人價值,關注學生知識、技能、情感、態度及價值觀等層面的協同發展,增強學生的社會責任感,使其深刻體會到生物學習對社會發展的現實意義。
三、核心素養下高中生物深度學習策略
要想發展核心素養,就要實現“深度學習”,現階段的高中生物教學仍然存在重理論、輕實踐的問題,廣大教師應拓展教學思路,加深對深度學習重要性的認識,采取有效的教學策略提升課堂教學質量,豐富學生的學習體驗,在消化理論知識的基礎上引導學生不斷提升解決實際問題的基本能力。
(一)革新教育理念,以學生為主體
21世紀學校教育應以核心素養為目標導向,培養學生適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。在開展高中生物教學工作的時候,教師應及時改變傳統的教學觀念,始終以學生為中心,無論是在制訂教學方案時還是在實際教學中都要遵循生本理念,凸顯學生的課堂主體地位,使學生在生物課堂上充分調動學習的積極性和主動性,全身心投入生物學習中,最大限度地挖掘自身潛能。長期以來,教師扮演著傳授知識的角色,傳統教學觀念根深蒂固,教師灌輸書本知識,學生被動地學習。
以人教版生物必修一第一章第一節《細胞是生命活動的基本單位》為例,本課要求學生對植物細胞和動物細胞有一個全面認識,并能夠準確說出細胞各部分基本結構的功能。學生在初中階段已經學習過細胞方面的知識,為了進一步了解生命活動的基本單位,教師可以在課前導入環節帶領學生借助多媒體觀察植物和動物細胞,直觀展示本課研究對象,在觀察洋蔥表皮細胞和人口腔上皮細胞結構的時候,引導學生觀察和比較,踴躍發言,談一談二者的區別,還可以對比臨時裝片的制作有哪些不同,這樣既可以順利引出新知,又可以借助圖像和視頻吸引學生的注意力,提高其生物課堂參與度。
核心素養視域下,高中生物深度學習依賴學生的主動性,因此教師要采取有效措施激發學生的學習興趣,使其對生物學科產生強烈的探索欲望。比起直接傳授書本知識,教師不妨借助趣味性導入增強學生的學習動機,從而有計劃、有目的地深入了解高中生物知識的重難點,探索科學有效的學習方式??偠灾?,核心素養視域下,高中生物教師必須充分發揮學生的主體作用,樹立全新的教育理念,時刻以學生為中心,明確師生課堂角色定位,創設生動活潑、自由民主的開放式學習環境,以充分點燃學生學習生物的熱情,提升班級學生的主體參與度。
(二)創新教學方法,創設教學情境
深度學習在于學生主動建構知識的意義,將知識轉化為能力,并遷移到真實情境中解決實際問題,而傳統教學以教師講、學生聽為主,學生對知識的理解停留在表層,不具備獨立解決問題的能力,嚴重限制了學生的發展。核心素養對學生各方面能力提出了更高的要求,學生需要通過課堂學習掌握知識和實踐能力,因此教師要改進教學策略,借助科學的方法提高學生的課堂學習效率。
情境教學法具有形真、情切、意遠的特點,在教學實踐中得到了廣泛應用,高中生物教師在實際教學中可以借助情境教學法講解相關概念,使學生更好地理解生物知識,并通過教學情境引發學生獨立思考、自主探究,從而養成良好的學習習慣。構建自主探究型課堂是實現深度學習的最佳方式之一,通過喚醒學生主體意識引導學生自覺參與。開展教學工作之前,教師要全方位梳理教材內容,創設相應的教學情境,借助教學情境增強學生的問題意識。生活情境是情境教學的分支,生物學科與現實生活密切相關,教師可以聯系實際創設生活情境,這樣既可以使學生發現生物知識的作用,以生活化視角審視生物問題,又能參與各項社會事務,對各種與生物有關的事件進行探討,做出理性解釋和判斷。
以人教版生物必修一第3章第1節《細胞膜的結構和功能》為例,首先,教師提問設疑:“絕大多數植物細胞和動物細胞都含有細胞膜,細胞膜在生物體中十分重要,那么它究竟起到什么作用呢?”從而引發學生展開激烈討論,提出各種各樣的猜想。其次,為了讓學生進一步理解知識,教師借助動畫演示“胞吞胞吐”的過程,學生可以直觀看到細胞膜的變化過程,得出細胞膜具有流動性特征的結論。情境教學法的運用使原本枯燥乏味的生物知識變得更加生動立體,使學生代入思考問題的場景中,根據自身經驗體會學習內容,準確理解抽象的知識,構建完整的知識體系。核心素養視域下,高中生物教師應站在學生立場,在深入了解學生的學習習慣和學習特點的基礎上創設情境,引發學生好奇,同時建立高中生物學知識與現實生活情境之間的聯系,為日后的學習奠定堅實的基礎。
(三)注重實驗過程,培養動手能力
高中生物教師在開展教學活動的過程中要對如何優化教學設計有一個全面的認識,結合學生實際情況展開細致研究,合理規劃教學方案,完善教學體系。實驗是生物的重要內容,尤其在高中階段,實驗更是占據著重要地位,在教學過程中,教師應當高度重視生物實驗,加大實驗教學力度,從根本上發展學生的科學思維,提升其實踐探究能力。在以往的生物實驗課堂上,教師一般會直接借助教學視頻演示實驗過程,學生缺乏真正動手操作的機會,不能真正掌握實驗的規范操作步驟,思維發展也受到嚴重限制。為了改善這一現狀,教師要為學生創造自主設計和完成實驗的機會,讓學生準確了解生物實驗所需儀器、材料、設施以及具體操作方法。相對于舊教材而言,人教版(2019)高中生物教材中有關實驗的內容有所增加,教師在實際教學之前要明確實驗主題,以培養學生的實驗興趣為基礎,以發展學生的科學探究能力和科學思維為目的,設置實驗探究環節,提升生物教學的有效性。
以人教版生物必修二第2章第二節《建立減數分裂中染色體變化的模型教學設計》為例,減數分裂是高中生物學習的重點,在高考中占有較大比例,為了弄清減數分裂過程中染色體的復制過程,就要讓學生通過做實驗深化理解。學生可以用橡皮泥代替染色體,用不同顏色的橡皮泥模擬初級精母細胞和卵母細胞在減數分裂不同時期的變化規律,通過自主預習、小組討論初步認識染色體的復制,在實驗中動手操作,實驗結束后展示實驗結果,并闡述染色體的復制過程,從而在獲取知識和學習經驗的同時有效提升邏輯思維能力。
總之,生物是以實驗為基礎的學科,教師應充分認識到生物實驗的現實意義,提高對生物學實驗的重視程度,引導學生親自動手操作實驗,以調動學生的學習熱情,提升其依據科學實驗構建知識的能力。實驗現象和結果是學生發展科學思維的重要來源,實驗結束后,教師一定要鼓勵學生進行課堂討論,使其對相關概念形成更深刻的認知,促進其科學思維的形成。
(四)從現實角度出發,增強社會責任感
學習生物不僅要掌握生物知識,還要具備運用專業知識處理日常生活中實際問題的能力,核心素養涉及自主發展、文化基礎和社會參與等不同領域,其中社會參與是指責任擔當、實踐創新的培育。基于核心素養的高中生物深度學習,應著重培育學生的社會責任感,促使學生不斷得到完善和提升。生物教師平時要深度挖掘教材中的生活話題,以《探究抗生素對細菌的選擇作用》一課為例,在實際教學中,教師可以引導學生觀察細菌的生長狀況,了解青霉素、卡那霉素等抗生素對細菌的抑制作用,掌握一定濃度的抗生素能夠殺死細菌相關知識。同時,帶領學生了解生物技術對現實生活的影響,使其發現生物技術對社會發展的重要性,一方面增強學生的責任意識,另一方面引發學生深入反思。
四、結語
綜上所述,高中生物是培養學生核心素養的重要載體,新課改背景下,要想真正落實立德樹人根本任務,教師就要不斷優化教學設計,革新教育理念和教學方式,倡導自主探索與合作交流,鼓勵學生參與實踐,養成善于觀察、勇于質疑的能力,最終實現核心素養的有效提升。深度學習是推動課堂教學改革事業發展的必經之路,只有追隨課程改革的腳步,采取多元化的教學方法滿足學生的實際發展需求,才能確保學生獲得全面、可持續發展。
注:本文系云南省科育科學規劃項目“核心素養下高中生物深度學習策略研究”(項目編號:BFJC22043)。
(宋行軍)