隨著教育改革工作的全面推進與深入實施,培育學生生物核心素養已成為當前生物教師教育工作的重中之重。當前,部分教師深受傳統教育理念影響,過分關注學生成績,仍沿用傳統的“反復講解知識”“題海戰術”等教學方法,強調機械記憶而非培養學生能力,這不利于學生理解和掌握知識。為了破解這一難題,高中生物教師應積極轉變觀念,重視核心素養的培養,引導學生進入深度學習狀態,進而提高學生的生物思維能力和解決問題能力。
一、深度學習的內涵
深度學習是教育領域的一個前沿理念,也是新課程改革的重要方向。在高中生物課堂,教師應秉持深度學習的原則設計教學方案,組織教學活動,有效激發學生的思維活力,幫助學生掌握科學的生物學習方法。
深度學習起源于人工神經網絡理論,原指機器通過模擬人類大腦處理信息的方式,提高數據處理與信息理解的精準度和智能性。在教育領域,深度學習則側重于通過促進學生對知識的深入理解,幫助他們構建復雜的概念體系并發展高階思維能力。基于深度學習的教育理念,高中生物教師應致力于提高學生基于既有知識探索新知識的能力,除了讓學生記憶生物事實和概念,還應通過討論、實驗、案例分析等多樣化的教學活動,引導學生深入探究生物學的奧秘及其在現實生活中的應用。教師還應設計富有挑戰性和激勵性的學習任務,以激發學生主動探索的欲望,提高學生的探究能力、批判性思維能力和解決問題的能力,培養其終身學習的習慣。
二、高中生物教學中存在的問題
(一)教學目標表面化,缺乏基于核心素養的深度挖掘
合理設定教學目標是確保課堂教學有效性、提高教學質量的關鍵。然而,部分高中生物教師未能充分認識到科學設定教學目標的重要性,他們所設定的教學目標往往與核心素養的培養要求相脫節,缺乏對課程標準和教材的深入剖析,導致目標設定過于表面化,難以有效引導學生進行深度學習。這種表面化的教學目標使學生缺乏明確的學習導向,學習質量難以保障。此外,由于缺乏詳細、具體的教學目標,教師在教學過程中容易陷入盲目和經驗主義的誤區,要么一味追求教學進度而忽視了教學質量,要么僅關注考試內容而忽視了對教材內容的拓展與延伸,從而影響了整體教學效果。
(二)概念講解淺顯化,缺少基于生物知識的深度討論
深度學習理念強調教師應當在教學中通過問題引導和啟發式教學,引導學生由淺入深地理解概念及其背后的原理。然而,部分教師在講解概念時,內容較為淺顯,語言較為生硬,沒有設置問題鏈,沒有運用啟發式教學,致使學生難以深入理解概念,無法掌握其內在規律。這種淺嘗輒止的教學方式使學生難以體會概念與概念之間的聯系及概念與實際生活的關聯,學生對概念的認識僅停留在表面。此外,由于缺少與同伴之間的深度討論,學生對知識的理解可能出現片面化現象,難以形成系統的知識體系。
(三)師生互動單一化,缺乏基于課堂內容的深度交流
由于高中階段的學生面臨高考的壓力,高中生物教學存在時間緊、任務重的難題,部分生物教師為趕進度而將大部分時間用于知識鞏固和復習上,在課堂教學中忽略了與學生之間的深度交流和互動,課堂中往往呈現出教師單向講解知識、學生被動記錄的局面,師生互動僅停留在表面層次。這種缺乏深度交流的課堂環境使得教師難以準確掌握學生的學習狀況和對知識的理解程度,學生無法及時將學習中的疑惑反饋給教師。這種低效的互動模式不僅影響了教師對學情的掌握和教學反思的開展,還可能導致學生在學習中積累的問題越來越多,最終影響其建立學習自信心和激發學習興趣。
三、基于核心素養的高中生物深度學習策略
(一)明確基于核心素養的教學目標,預設學生學習成果
為落實核心素養教學,促使學生進入深度學習狀態,教師要在教學中明確以核心素養為導向,并結合課程標準要求及教材內容,細化教學目標,為教學工作指明方向,為學生檢驗自身的學習成果提供參考。課程標準要求高中生物教師在傳授生物知識和技能的同時,注重學生學習習慣的養成和終身發展,培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究能力和社會責任感。教師在設定教學目標時,應緊扣課程標準要求,兼顧知識的講解與學生內在學習動力的激發,通過調動學生學習的積極性,以目標升級帶動學習升級,促進學生全面發展。
以人教版高中生物學必修一第三章第三節“細胞核的結構和功能”為例,課程標準對這一節的要求為:使學生理解遺傳信息主要儲存在細胞核中,并了解細胞內各結構的獨立功能(物質運輸、合成與分解、能量轉換和信息傳遞等)。學生已學過遺傳信息、細胞膜、細胞器等知識,這為學生理解細胞核是遺傳信息庫奠定了良好的基礎。教師可以基于課程標準和學生學情,緊密結合核心素養的培養要求,設定以下教學目標:在生命觀念方面,通過具體的案例學習細胞核和遺傳信息,引導學生思考生命的連續性和生物多樣性的基礎是什么,引導學生尊重生命并理解生命科學學科的社會價值;在科學思維方面,通過復習遺傳信息、細胞膜、細胞器等相關知識,及比較細胞核與其他細胞器在遺傳與能量轉換過程中的相互作用,培養學生的批判性思維能力和推理能力;在科學探究方面,通過設計并實施細胞核觀察實驗,讓學生親自操作顯微鏡、制備標本和觀察細胞核,提高學生的實驗操作能力和科學探究能力;在社會責任方面,通過組織學生參與社區科普活動,向社區成員介紹細胞核的功能和遺傳學的基本概念,提高學生的知識應用能力和溝通能力,培養學生的社會責任感。通過設定上述教學目標,教師不僅為學生指引了學習方向,還促進了學生新舊知識的融合,幫助學生有效構建了知識體系,從而達成深度學習的目標。
(二)結合生活實際情境,培養學生生命觀念
生活情境教學法是促進學生深度學習的重要途徑,教師在高中生物教學實踐中,應將生物學知識與生活現象相結合,引導學生從生活中發現生命的奧秘,培養其生命觀念。人教版高中生物學教材中不乏與生命觀念相關的內容,但這些內容往往較為抽象,不利于學生理解,因此,教師要巧妙構建知識與生活的橋梁,運用生活實例加深學生對生物知識的理解,并通過創設生活化的情境,引導學生探究生物現象背后的規律。
以人教版高中生物學必修二第二章第二節“基因在染色體上”為例,該課的生命觀念教學目標為理解基因和染色體的關系,構建細胞減數分裂的結構與功能觀。基于該教學目標,教師在授課時可以將農業種植相關知識帶到課堂,與學生討論農業領域通過選擇特定的基因特性(如抗旱、抗病毒等)來培育更適合特定環境的作物的實例,加深學生對基因和染色體的關系及其在作物遺傳改良中的應用的理解。在實際教學中,教師可以向學生展示具體的農作物遺傳改良案例,如抗蟲玉米、耐鹽水稻的開發等,讓學生直觀感受基因工程在現實生活中的應用。教師要引導學生思考與討論遺傳改良對社會和環境的潛在影響,激發學生對生命科學倫理問題的深入思考,使學生形成全面而深刻的生命觀念。
(三)組織小組合作活動,培養學生科學思維
在小組合作學習活動中,學生之間互相討論與交流,有助于加深學生對生物知識和概念的理解。在小組合作教學模式中,教師應充分發揮學生的主體作用,鼓勵學生通過合作與交流自行探索知識,理解其背后的原理,從而養成科學思維。同時,教師應做好教學輔助工作,指導學生小組順利完成學習任務。
以人教版高中生物學必修一第五章中“酶的特性”為例,該課的教學重點是幫助學生構建關于酶的特性的知識體系,并探究影響酶活性的相關條件。教師可以在教學前為學生下發微課視頻,引導學生通過觀看Fe3+和過氧化氫酶催化過氧化氫分解速度的比較實驗,了解酶具有高效性。同時,教師向學生提出問題:“除了高效性,酶還具有哪些特性?”“你如何證明酶的這些特性?”學生要認真思考這兩個問題,并在課堂上與學習小組成員進行交流。隨后,各小組要整合小組中每個成員的答案,共同完成實驗設計、執行、分析并討論結果。這不僅有利于學生加深對酶特性的理解,還能有效提高其科學思維能力。
(四)開展生物實驗教學,培養科學探究能力
生物學原理與概念的發現離不開實踐活動。為了有效提高學生的科學探究能力,教師在教學中應采用實驗教學法,通過引導學生發現問題、提出問題、提出假設、動手實驗、驗證猜想,幫助學生充分理解生物概念。
例如,在教授人教版高中生物學必修一第二章第五節“核酸是遺傳信息的攜帶者”時,教師可以組織學生進行“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗。通過這個實驗,學生將驗證DNA和RNA在細胞中的分布位置。首先,教師可以將學生分成幾個實驗小組,分別進行口腔上皮細胞和洋蔥表皮細胞的觀察實驗。其中,進行口腔上皮細胞觀察實驗的學生要使用醫用棉簽輕輕刮取口腔內側的上皮細胞,并將細胞轉移到預先準備的滑片上,而進行洋蔥表皮細胞實驗的學生要從洋蔥上取一小片薄膜般的表皮層,平鋪在另一個干凈的滑片上。各小組都要記錄DNA和RNA的分布情況。其次,各小組要對樣本進行染色,將染色后的滑片放在顯微鏡下觀察,記錄觀察結果,包括DNA和RNA在細胞中的相對位置、數量比例和顏色差異等。最后,學生要通過小組討論,分析實驗記錄,整合完整的小組實驗報告,總結DNA和RNA在不同細胞類型中的功能和分布的生物學意義。這樣的實驗教學活動不僅加深了學生對核酸功能和細胞遺傳信息傳遞機制的理解,促進了學生的深度學習,還提高了學生的團隊合作能力、自主探究能力和問題解決能力,提升了學生的核心素養。
(五)結合生活實例,培養學生社會責任感
生物學科與人類社會息息相關,在高中生物課堂,教師可以挖掘生活中與生物有關的內容,并將這些內容融入課堂,通過與學生共同探究生物問題,提升學生對生物重要性的認識,培養學生的社會責任感。此外,教師應引導學生關注社會熱點,學會用生物視角審視社會問題。
以人教版高中生物學必修二第五章第三節“人類遺傳病”為例,這一節主要介紹了遺傳病的類型、檢測和預防。在教學中,教師可以將與遺傳病有關的案例分享給學生,加深學生對遺傳病的理解和認識。比如,教師可以選擇“皇家血友病”這一案例,講解其作為典型遺傳病的特點,如凝血機制障礙、X染色體上的致病基因等。教師可以講解血友病在歐洲皇室中長期流行的情況:在歐洲皇室,很多皇家子孫未到成年時,便因意外磕碰而夭折,發病者均為男性。教師結合生活實例講解知識,能有效激發學生的學習興趣。為了促進學生自主探究,教師可以提出“皇家血友病的發病原因是什么”“為什么在歐洲皇室頻頻出現血友病患者”“皇家血友病的發病特點是什么,為何說它‘重男輕女’”“皇家血友病有什么好的救治和預防的方法”等問題,引導學生在課后利用網絡自行搜集相關資料,解答教師提出的問題。在此基礎上,教師通過皇家血友病的遺傳案例,引出婚前產檢、遺傳病基因檢驗等的重要性,引導學生積極科普和糾正身邊人的錯誤觀念,增強學生的社會責任感。通過這樣的教學方式,學生不僅能有效理解遺傳病的科學原理,還能認識到生物科學知識在現實生活中的應用及其對社會的影響,從而加深對生物學的認知。
結語
高中生物具有一定的難度和深度,需要教師在教學中落實核心素養的培養要求。而深度學習作為一種有利于提升核心素養教學成效的教學方法,需要教師在教學中重視深度學習理念的應用,拓展高中生物教學的深度和廣度,從而有效培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究能力和社會責任感,為學生未來的學習和發展打下堅實的基礎。
(作者單位:廣西田林縣高級中學)