深度學習視域下生物支架式教學的研究

【摘要】在進行深度學習時，學習者可以充分發揮主觀能動性學習知識，這有利于學習者形成批判性思維和創造性思維。為了讓學生進入深度學習狀態，高中生物學教師可以嘗試開展支架式教學，通過科學的學習支架引導學生逐層深入地學習生物學知識。文章分析了在高中生物學課堂上，基于學生發展特點、根據學生知識結構、聚焦學生核心素養開展支架式教學的策略。

【關鍵詞】深度學習；支架式教學；高中生物學

要讓學生在學習高中生物學知識時進入深度學習狀態，教師需要讓學生主動地參與學習，積極地構建知識體系，批判性地思考、分析，遷移運用所學知識。為了達到這一目標，高中生物學教師可以嘗試開展支架式教學，通過給學生提供合適的學習支架，引導學生內化生物學知識，逐步構建科學的知識體系，實現自我提升和全面發展。

一、基于學生發展特點開展支架式教學

開展支架式教學的核心在于將教學內容拆解后，根據教學內容的特點給學生提供不同的學習支架，讓學生具備清晰的學習思路。因此，教師應充分考慮學生的認知發展特點，依據學生的最近發展區、遵循遞進原則、根據學生的提升目標提供學習支架，引導學生進行深度學習。

（一）依據最近發展區提供學習支架

最近發展區理論認為，學生的發展水平包含實際發展水平和潛在發展水平，這兩個水平之間的區域則為最近發展區。為了引導學生進行深度學習，在設計學習支架時，教師應分析學生的實際發展水平，找到學生的潛在發展水平，分析學生在發展過程中可能遇到的問題，據此調整支架，以有效引導學生沿著支架發展。分析實驗現象的難度相對較小，這也是處于大多數學生最近發展區的內容之一，教師可以在引導學生分析實驗現象時開展支架式教學，先借助難度較低的學習內容幫助學生迅速建立對相關知識的初步認知，再逐步引導學生進行深度學習［1］。

比如在教授人教版高中生物學必修1第5章第4節“光合作用與能量轉化”時，教師可以依據學生的最近發展區提供學習支架，讓學生通過分析經典實驗進入深度學習狀態。在講解基本知識后，教師可以帶領學生分析一些經典實驗，包括范·海爾蒙特實驗、普里斯特利實驗、薩克斯經典實驗，讓學生了解這些經典實驗的實驗過程和實驗現象，明確光合作用的反應物（二氧化碳和水）和生成物（有機物），并通過對反應前后物質變化的分析初步認識光合作用的功能。接下來，教師可以帶領學生分析恩吉爾曼水棉實驗，讓學生弄明白植物發生光合作用的地方（綠色葉片）。

由此可見，教師可以在開展教學時，先引導學生通過分析難度較低的實驗理解理論知識。此后，教師可以帶領學生分析難度更高的實驗，讓學生對理論知識進行進一步思考。由此，學生會逐步掌握生物學知識。

（二）遵循遞進原則提供學習支架

為了引導學生進行深度學習，教師提供學習支架時應遵循遞進原則，讓學生逐層深入地學習生物學知識、掌握有效學習的方法。這就要求教師在提供學習支架前深入分析教學內容，確保自己給學生提供的學習支架具有關聯性和遞進性，以有效引導學生由淺入深地思考、探索，讓學生自然而然地進入深度學習狀態。

比如在講解人教版高中生物學必修1第4章第2節“主動運輸與胞吞、胞吐”時，教師就應當通過學習支架引導學生由淺入深地學習相關知識。首先，教師可以引導學生回顧細胞膜的構成和結構特征，讓學生了解細胞進行主動運輸與胞吞、胞吐的基礎。其次，教師可以提出“物質的跨膜運輸方式有幾種”“人紅細胞中K+的跨膜運輸是順濃度梯度還是逆濃度梯度的呢”等問題，引導學生回顧與被動運輸相關的知識，并對跨膜運輸方式產生更加立體的理解。最后，教師可以提出“細胞如何實現逆濃度梯度的跨膜運輸呢”“能量以及糖蛋白在不同跨膜運輸中起到什么作用呢”等問題引導學生深入思考細胞中主動運輸與胞吞、胞吐的實例，讓學生對比不同跨膜運輸方式，從而了解不同跨膜運輸方式對能量以及載體蛋白的需求，由淺入深地建構知識體系。

由此可見，教師可以通過層層遞進的問題支架，引導學生循序漸進地學習知識，讓學生扎實掌握相關生物學知識，構建科學的知識體系。

（三）根據提升目標提供學習支架

為了讓學生的深度學習充分發揮作用，教師還應該根據學生的提升目標提供學習支架，并在學生學習的后期逐漸淡化學習支架對學生思維的影響，避免學生對學習支架形成依賴，促使學生實現自我提升。

比如在講解人教版高中生物學必修2第4章第1節“基因指導蛋白質的合成”時，教師就可以通過教學活動讓學生先實現知識學習目標，再實現能力發展目標。首先，教師可以創設情境引入新知，并具體講解知識讓學生逐步形成知識體系，再引導學生進行對比分析，讓學生明確基因對蛋白質合成的影響。其次，教師可以鼓勵學生組成學習小組，分別扮演DNA、mRNA、tRNA、rRNA，演繹蛋白質的合成過程。在這個演繹活動中，學生需要遷移運用所學知識，而且需要和同學溝通、合作，他們的能力會得到有效鍛煉。最后，教師需要帶領學生總結課堂教學內容，以深化學生的認知，鞏固教學成果。

由此可見，教師在提供學習支架時，可以先指導學生學習知識，再指導學生進行遷移運用，幫助學生在課堂上扎實掌握知識、逐步發展能力，從而實現提升目標。

二、根據學生知識結構開展支架式教學

開展支架式教學時，教師需要給學生提供直觀、立體的學習支架。因此，教師在設計學習支架時就要考慮清楚如何引導學生將新知識與已有的知識建立聯系。為達到這樣的目標，教師可以設計多種類型的學習支架，滿足不同學生的學習需求。

（一）提供體驗支架，解決生活問題

生物學科包含大量與學生實際生活息息相關的知識內容，為了引導學生結合生活經驗學習知識，教師可以提出生活問題，給學生提供體驗支架，引導學生由此進行深度學習。

比如在講解人教版高中生物學選擇性必修1第4章第3節“免疫失調”時，教師可以引導學生利用所學的生物學知識分析季節性頻發的扁桃體炎、病毒或者細菌感染導致的病癥。為了加強學習支架的真實性，教師可以給出某患者的血常規檢查結果和抗原檢測結果，然后引導學生分析該檢測結果中患者中性粒細胞和淋巴細胞的變化比例，由此判斷該疾病是細菌還是病毒感染導致的。在學生確定該疾病是病毒感染導致的以后，教師可以繼續引導學生分析抗原檢測結果，讓學生明確該患者感染的病毒的類型。至此，學生會掌握運用所學內容分析自己體內正在發生的免疫戰爭的方法，從而切實體會到自己體內各類細胞的作用。

由此可見，教師可以聯系學生的實際生活提供學習支架，以強化學生的應用意識和應用能力，促使學生深入分析生物學現象，從而扎實掌握生物學知識。

（二）提供對話支架，引導厘清邏輯

教師還可以通過提供對話支架引導學生厘清生物學知識的邏輯關系，構建科學且完整的知識體系［2］。

比如在講解人教版高中生物學選擇性必修1第5章第1節“植物生長素”時，教師可以借助對話引導學生分析科學家們通過實驗了解生長素作用的過程。在課堂上，教師可以先講解達爾文實驗，然后向學生提問：“分析達爾文實驗中的對照組后，你們得出了什么結論呢？”在教師的引導下，學生會發現，單側光照和胚芽鞘的尖端是胚芽鞘出現向光性彎曲的必要條件。接下來，教師可以講解鮑森·詹森、拜爾、溫特的實驗，并提出問題：“這些科學家做實驗時控制了什么變量呢？”在分析這一問題時，學生會逐步理解科學家們弄明白生長素是一種胚芽鞘尖端分泌的化學物質的推論過程。

由此可見，教師可以通過對話引導學生將生物學知識與自然現象聯系起來，讓學生有效參與課堂教學，并逐步厘清生物學知識之間的關系。

（三）提供模型支架，建構科學體系

在帶領學生學習一些較為復雜的生物學知識時，教師還可以給學生提供模型支架，讓學生直觀地了解復雜自然現象發生的結構基礎，從而順利掌握相關知識。

比如在講解人教版高中生物學必修1第3章第2節“細胞器之間的分工合作”時，教師就可以給學生提供模型支架，幫助學生順利記住相關知識。首先，教師可以引導學生梳理植物細胞中的細胞器，并帶領學生比較植物細胞和動物細胞中的細胞器。其次，教師可以拿出自己制作好的動物細胞模型，然后帶領學生據此分析動物細胞中細胞器之間的分工與合作。最后，教師可以拿出動手制作細胞模型的材料，鼓勵學生自己動手，用橡皮泥、紙和膠帶制作“細胞器”，然后將這些“細胞器”放入用塑料殼和紙盒制作的“細胞壁”和“細胞膜”中，由此得到實物模型。

由此可見，教師可以將實物模型作為引導學生進行深度學習的支架，讓學生基于模型分析動物細胞中細胞器的分工與合作，并鼓勵學生自己動手制作模型，讓學生對細胞的結構和細胞器的功能有更深刻的理解。

三、聚焦學生核心素養開展支架式教學

培養學生的核心素養是學科教育的重要目標。在開展支架式教學時，教師也需要從培養學生核心素養的目標出發，找準使用學習支架的發力點。

（一）鼓勵學生進行科學探究

在高中生物學教學中，教師應該指導學生進行科學探究，讓學生逐步掌握科學探究的基本思路和方法，從而有效發展學生的科學探究能力。

比如在講解人教版高中生物學選擇性必修2第1章第1節“種群的數量特征”后，為了讓學生切實理解種群密度等概念、掌握統計種群密度的方法，教師可以鼓勵學生進行課外實驗探究，并以此為引導學生進行深度學習的支撐點。在講解基本概念后，教師可以要求學生組成學習小組，利用課余時間統計學校附近公園的草地內蒲公英的種群密度。在學生進行這一課外探究時，教師需要提醒學生遵循隨機取樣原則，在確定樣方后采用五點取樣法或者等距取樣法取樣、計數并做好記錄。在學生得到實驗數據后，教師則應該引導學生在小組內合作分析數據，確保學生得出科學的實驗結論。

由此可見，為了讓學生扎實掌握生物學知識、發展科學探究能力，教師可以指導學生完成課外實驗，讓學生在完成實驗的過程中應用所學生物學知識，并逐步掌握科學探究的基本思路和方法。

（二）培養學生責任意識

教師提供的支架不僅可以成為學生學習知識、形成知識體系的基礎，同時也可以成為學生遷移運用、發展能力的基點。在教授與學生實際生活聯系十分緊密的知識時，教師可以給學生提供與實際問題相關的支架，以推動學生進行探究，讓學生遷移應用生物學知識，同時逐步形成責任意識。

比如在講解人教版高中生物學選擇性必修2第4章第2節“生物多樣性及其保護”時，教師可以結合教材內容以及實際生活情況提出問題，指導學生在分析問題的過程中遷移應用所學知識，作出理性判斷和解釋。教師可以要求學生討論生態系統穩定的意義，然后從正反兩個方面分別論述生態系統變化對自然環境產生的影響。在學生討論的過程中，教師可以適時引入實際生活中的案例，比如東北虎棲息地被破壞導致東北虎的生存愈發艱難等反面案例，以及國家生態工程建設等正面案例。由此，學生會逐步明晰生態系統穩定對生物多樣性的重要性，并形成生態意識，愿意參與環境保護類實踐活動。

由此可見，教師可以根據教學內容與實際生活的關聯設計學習支架，指導學生探究實際生活問題、社會問題，讓學生發現自己的生活與生物學知識的聯系。

結語

綜上所述，為了引導學生進行深度學習、促進學生形成學科核心素養，高中生物學教師可以嘗試開展支架式教學，基于學生發展特點、根據學生知識結構、聚焦學生核心素養設計學習支架，指導學生通過學科學習逐步形成正確的價值觀、必備品格和關鍵能力，幫助學生為繼續學習和走向社會打下堅實的基礎。

【參考文獻】

［1］商燕.有效結合生活，激活高中生物教學［J］.中學生物教學，2016（4）：37.

［2］彭鳳蘭.新高考背景下高中生物教學中核心素養的滲透［J］.高考，2022（31）：12-14.

作者簡介：徐生光（1983—），男，安徽省泗縣第三中學。