基于深度學習的初中生物學教學中學生思維品質的培養策略

【摘要】深度學習強調學生主動學習，綜合理論知識、實踐經驗、科學技能探索客觀現象的深層原理，達到“通達”的學習狀態。基于深度學習開展初中生物學教學，可提高學生的認知水平，發展其綜合思維。文章概述深度學習的概念和價值，結合實際案例，從情境創設、任務驅動、整合教學、實踐應用等方面提出培養學生思維品質的策略，以期為教師提高初中生物學教學質量提供參考。

【關鍵詞】深度學習；初中生物學；思維品質

思維品質是指思維能力的特點及其表現。在初中生物學教學中，教師應注重學生分析思維、邏輯思維、探究思維、應用思維、創新思維等思維能力的培養，還應增強學生思維的獨立性、深刻性、綜合性與實踐性，提升學生的思維品質。常規的“注入式”教學手段難以培養學生良好的思維品質。為此，在初中生物學教學中開展深度學習勢在必行。教師有必要采取情境渲染、任務驅動、跨學科教學、實踐教學等教學手段，通過創新教學形式、豐富教學內容、賦予學生更多學習機會，引導學生在獨立思考、實踐操作、跨學科學習等過程中提升思維品質，實現生物學學科育人的教學目標。

一、深度學習概述

（一）深度學習的概念

深度學習指向能力提升與思維發展，重視對學生思維品質的培養［1］。美國國家研究委員會指出，深度學習是一種發展可遷移的知識、技能的學習過程，需要學生在親身經歷的過程中應用已掌握的知識、經驗、技能探索新問題，并在此過程中類化經驗，建構意義。由此可見，深度學習與常規的“注入式學習”有本質區別，具有深度加工知識、深度參與課堂學習活動的特征。

（二）深度學習對學生思維品質培養的價值

深度學習重視學生學習的主體性，主張學生主動汲取學科知識，參與討論、實驗、探究等活動，感悟學科原理。在初中生物學教學中開展深度學習，對學生思維品質的培養具有以下幾方面價值。

一是有助于深刻性思維品質培養。深刻性思維品質是一種由表及里、逐漸深入探析事物本質與內在聯系的思維品質，對認識事物的客觀規律、分析事物的本質特征有著重要作用［2］。開展深度學習可解決傳統初中生物學教學“淺層學習”問題，為學生提供更多文本瀏覽、現象觀察與分析、規律發現與討論等學習機會，使學生能夠在學習的過程中發現生物學現象的規律與本質特征，逐漸增強學生思維的深刻性。

二是有助于獨創性思維品質培養。獨創性思維品質是一種創造性解決問題的思維品質。開展深度學習能夠使學生經歷生物學知識形成的全過程，加深其對具體知識的認識與理解，豐富學生的知識與操作經驗，對學生提出新穎的觀點、增強思維的獨創性有著積極意義。

三是有助于實踐性思維品質培養。實踐性思維品質是一種通過實踐探究得到問題答案的思維品質，具體體現為運用比較、分類、演繹、建模等思維方法進行實驗探究，根據實驗現象、實驗數據得出具體結論，并歸納概念［3］。開展深度學習能夠使學生獨立思考，提出有價值的生物學問題，并圍繞問題設計實驗方案，進行實驗操作，記錄實驗數據，從而豐富學生實踐操作的經驗，進一步培養其實踐性思維品質。

四是有助于綜合性思維品質培養。綜合性思維品質是一種綜合運用跨學科知識、技能解決問題的思維品質。開展深度學習有利于學生綜合應用生物學及其他學科的知識、技能解決問題，使學生在綜合性學習過程中認識到生物學與其他學科的本質關聯，逐漸提升綜合性思維品質。

二、基于深度學習的初中生物學教學中學生思維品質培養策略

（一）情境創設，引領“非認知學習”

“非認知學習”可作為一種深度學習的學習方式，引領學生從認識、記憶知識等淺層學習狀態向思考、遷移、應用知識等深度學習狀態過渡，提高學生的分析、抽象思維。在初中生物學教學中，教師可根據學生的情感需求，挖掘現實生活中常見的生物學現象，并以此為教學素材創設情境，營造生活化、趣味性的教學氛圍，引領學生感知生活和生物學的內在關聯，感悟學習意義，奠定深度學習基礎。

以魯科版生物學七年級上冊“食物中的營養物質”一課的教學為例。此課圍繞營養物質的類別及其對人體的作用、幾種供能物質、探究食物中營養成分的實驗等內容展開。教師可基于現實生活中的飲食現象創設情境，引導學生建構現實生活與生物科學的深度關聯，使其能基于基本現象、科學數據進行獨立思考與判斷，在此過程中得出結論，制訂探究計劃，處理數據與分析探究結果。教師可以創設情境，利用多媒體展示超市貨架圖片，提出問題：“開心生鮮超市里有米、面、糧、油各品類糧食，菠菜、芹菜、茼蒿、雞蛋、咸鴨蛋、豬肉、牛肉、羊肉、牛奶等。如果現在要你去超市購物，你會選擇哪些食物？為什么？”

教師將生活中常見的現象作為情境素材，將生物學與飲食生活有效關聯，引導學生聯系生活中常吃的食品，思索食材搭配背后蘊藏的科學原理。為進一步渲染科學氣氛，引導學生獨立思考、自主探究，教師可要求學生結合魯科版教材“常見的食物成分表”分析不同食物中含有的營養物質。

這樣，教師利用生活場景創設教學情境，渲染生活化教學氛圍，引導學生獨立思考分析教材中的資料、查閱附表等，訓練其閱讀思維與分析思維。學生在自主查表、填表的過程中能明確不同食物所含有的主要營養物質，理解人為什么吃這些食品，認識到人與生物圈的統一性，形成透過現象理解本質的抽象思維。同時，情境渲染時師生、學生之間少不了交流互動，學生在交流的過程中能夠有邏輯地說出早餐、中餐、晚餐所吃食物中的營養物質及其對人體的作用等，養成深度思考習慣，提升分析、表達思維。

（二）任務驅動，引領“進階式學習”

認知發展理論認為學習過程可大致分為圖式、同化、順應、平衡四個階段，具有進階特征。深度學習以認知發展理論為基礎，提倡學生在挑戰復雜問題的過程中發展高階思維，形成適應社會、滿足終身學習需要的關鍵能力。教師要以認知發展理論為基礎，為學生布置簡單的任務，激活其認知、分析思維，使其盡早進入深度學習狀態，再逐步提高任務難度，驅動學生從不同角度進行類比推理、邏輯分析、抽象建模，由此發展學生的高階思維。

以魯科版生物學七年級下冊“人體對外界環境的感知”一課的教學為例。為使學生在學習中掌握眼球結構及各主要部分功能、瞳孔大小變化情況，并學會利用相關知識解釋近視的成因、探究近視的預防方法，達到深度學習狀態，教師可布置一系列任務，驅動學生由低階思維向高階思維發展。

任務1：觀察同桌的眼睛，說一說你看到了什么。

設計意圖：基于身邊現象布置簡單任務，使學生在完成簡單任務的過程中形成高學習效能感，產生深度探索相關知識的興趣。同時，此任務可驅動學生基于生活經驗展開聯想，使學生在觀察眼睛的過程中形成淺層認識，為其后續的深度學習奠定基礎。

任務2：以小組為單位合作拆分并分析眼球結構模型，討論其結構及各部分功能。

設計意圖：通過布置任務驅動學生參與到模型拆分工作當中，使其在經歷拆分模型、辨認模型、分析各部分功能的過程中明確眼球結構及各部分功能，形成深度認知。

任務3：觀看凸透鏡成像規律動畫，以此為依據，合作完成凸透鏡成像實驗。

設計意圖：設計此實驗任務能夠引導學生進行類比推理，使其把眼球結構和凸透鏡成像實驗中的各部分部件進行類比，深刻體會人眼的作用。

任務4：觀察教材圖片“貓的瞳孔大小的變化”，討論兩張圖片的區別是什么，延伸思考人的瞳孔大小是否可以調節。

設計意圖：讓學生在對比圖片的過程中發現亮處、暗處貓的瞳孔的變化情況，通過延伸探究了解瞳孔大小與光線的關系及其調節的相關原理。

任務5：運用所學知識說明近視成因，并給出預防（或矯正）近視的方案。

設計意圖：驅動學生整體回顧課程所學知識，使其綜合理論知識、實驗原理解釋現實中的生物學現象，解決現實問題，使學生由被動記憶學習過渡到主動解決問題的深度學習，發展其遷移、應用思維。

（三）整合教學，引領“跨學科學習”

深度學習以引導學生多角度、多維度、系統性、綜合性學習為主旨，提倡學生突破教材限制進行開放性學習，掌握解決復雜問題的關鍵方法。基于深度學習的初中生物學教學應聚焦學生的整體發展，根據“跨學科”育人理念分析不同學科與生物學的內在關系，整理不同類的教學資源，并將其有機融入課程教學中，由此提高課程教學深度和廣度，為學生證據思維、比較思維、分類思維、演繹思維等思維發展提供資源支持。

以魯科版生物學八年級上冊“動物在自然界中的作用”一課的教學為例。為使學生在學習過程中從生物圈的高度認識動物行為對環境的影響，培養學生邏輯推理、演繹分析等思維品質，教師可將初中化學、地理課程教學內容作為拓展資源，提升課程廣度。教師可提供關于二氧化碳的材料，并提出綜合性問題：“二氧化碳是怎樣生成的？怎樣做能有效減少二氧化碳？”

教師呈現化學、地理學科內容，引導學生建立生物學、化學、地理等學科的關聯，使學生形成“跨學科”意識。在此基礎上，教師指導學生回歸生物學教材，分析生態系統的物質循環情況，使學生在綜合分析的過程中建構系統的跨學科知識體系，培養學生的綜合思維。

（四）實踐應用，引領“遷移式學習”

教師可組織實踐應用活動，為學生提供更多遷移、應用生物學原理解決現實問題的機會，引領學生開展“遷移式學習”，促進其遷移、應用、建模等科學思維的發展。

以魯科版生物學八年級下冊“遺傳的物質基礎”一課的教學為例。教師可分別應用項目教學、問題教學等策略，引導學生開展深度學習，發展學生的綜合思維。

【項目教學】借助傘藻實驗探究生物的遺傳物質。

1.收集資料：傘藻是一種大型的海生單細胞綠藻。頂部到根部約為6～9厘米。細胞核在基部的假根內。成熟時頂部長出一個傘狀的子實體，子實體因種類不同而異。

2.提出假設：（1）傘藻的遺傳物質在傘帽上；（2）傘藻的遺傳物質在假根處。

3.設計方案：（1）把傘藻切成兩部分，一部分有核，一部分無核，觀察其生長情況。（2）將地中海傘藻的傘柄嫁接到裂緣傘藻的基部。將裂緣傘藻的傘柄嫁接到地中海傘藻的基部。（3）切除地中海傘藻的傘帽，并去掉基部的細胞核，然后將裂緣傘藻的細胞核移植過去；切除裂緣傘藻的傘帽，并去掉基部的細胞核，然后將地中海傘藻的細胞核移植過去。

4.落實方案。

觀察現象并記錄：（1）傘藻切成兩部分，無核部分退化，有核部分再長出相同的新傘帽。（2）地中海傘藻的傘柄嫁接到裂緣傘藻的基部，嫁接體再生出裂緣傘藻的菊花形傘帽；將裂緣傘藻的傘柄嫁接到地中海傘藻的基部，嫁接體再生出地中海傘藻的圓形傘帽。（3）裂緣傘藻細胞核移植入地中海傘藻基部后，長出菊花形傘帽；地中海傘藻細胞核移植入裂緣傘藻基部后，長出圓形傘帽。

分析：（1）傘藻傘帽的形狀由基部（有核）決定，它含有或產生再生出傘帽的遺傳信息；（2）傘藻細胞核能控制傘帽的形狀；（3）傘藻細胞中只有細胞核才能控制傘帽的形狀。

教師通過引入項目驅動學生科學分析、實踐操作，在訓練其科學思維的同時，使其達成共識：細胞核是遺傳的控制中心。教師先組織項目教學，再利用綜合問題組織練習教學，為學生提供更多自主遷移、實踐應用的機會，引導學生由淺層識記向靈活應用過渡，達成深度學習目的，促進學生思維品質的提高。

結語

綜上所述，深度學習是主張學生在情境體驗、對話探究過程中利用已掌握知識、經驗、技能解決問題并探索新的科學原理的教學模式，具有類化經驗、重塑認知的教學功能。在基于深度學習的初中生物學教學中，教師要以學生的認知發展規律為基礎，根據課程育人需要創設情境、布置任務、整合資源，為學生的綜合發展提供學習平臺。同時，教師還要在課程教學中與學生互動交流，及時給予其教學點撥，使其跨越學習障礙，扎實掌握生物學原理與關鍵技能，培養其科學推理、抽象分析等良好思維品質。

【參考文獻】

［1］張鵬.基于深度學習的初中生物教學有效性策略探究［J］.數理化解題研究，2022（26）：137-139.

［2］孫毅.基于深度學習思想 做好生物概念指導［J］.新教育，2022（26）：54-56.

［3］鄭喜芳.初中生物“模型和建模”引導深度學習［J］.亞太教育，2022（15）：119-121.

作者簡介：盧秀鋒（1975—），男，山東省東營市東營區史口鎮中心學校。