基于深度學習的“問題—活動—評價”任務驅動教學在實驗教學中的應用

摘 要：本文以“腐乳的制作”為載體，統整教材內容，以“問題—活動—評價”為實驗教學的路徑，以發展與提升學生的科學素養為最終目標。本文通過創設情境，引導學生全身心投入；通過鋪展問題，促使學生深度思考；通過聚焦活動，引發學生深度體驗；通過科學評價，驅動學生深度學習。

關鍵詞：深度學習；問題—活動—評價；實驗教學

文章編號：1003-7586（2024）07-0048-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1 基于深度學習的“問題—活動—評價”任務驅動教學的背景和內涵

科學教育是營造科學氛圍、提升科學素養、培養創新型人才的重要基礎。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）指出，需要強化生物學與日常生活的聯系，重視科學、技術與社會的相互聯系，強調學生的學習是主動參與的過程，通過探究性活動或完成工程學任務，加深對生物學概念的理解。高中生物學實驗教學過程中，教師應該給學生提供充足的時間觀察現象、思考問題、開展科學探究活動、相互交流和評價。［1］教師可以通過“問題—活動—評價”任務驅動教學幫助學生認識科學本質，提高科學素養。

“深度學習”主張學生在教師的指導下，基于自身的認知和理解主動學習知識和解決問題，同時要求教師創設真實情境，精心設計教學內容以引導學生自主學習、深度學習，進而培養學生的學科核心素養。

基于此，筆者嘗試了基于深度學習的“問題-活動-評價”任務驅動型教學，采用真實情境貫穿整個課堂。其中，問題、活動、評價是支撐課堂教學的三個重要模塊。“問題”模塊主要闡述“做什么”，是實驗教學中學生對信息的初步梳理過程。“活動”模塊聚焦“怎么做”，是實驗教學中的核心環節，承載了解決問題的具身體驗，又將貫穿真實情境的生物學問題內化為生物學知識，是解決問題的過程。“評價”模塊驅動“怎樣做好”，促使學生實現對“問題”模塊的再思考以及對“活動”模塊的再論證，其回應了問題和活動的真實訴求，是最接近生物學學科本質、底層邏輯和智慧內核的學習方式。［2］

本文以人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修3·生物技術與工程》中“腐乳的制作”為例，探究任務驅動型教學在實驗教學中的應用。

2 基于深度學習的“問題—活動—評價”任務驅動教學法在實驗教學中的研究案例

2.1 教學目標

（1）分析腐乳發酵的歷史資料，構建和理解發酵的概念，培養科學思維。

（2）分析腐乳制作的實例，歸納傳統發酵技術的特點，認同腐乳是中國傳統飲食文化的重要組成部分，滲透社會責任。

（3）嘗試制作腐乳，能夠通過獨立思考和合作探究的方式獲取知識，培養科學探究能力，提高科學素養。

2.2 概念解構

本節課聚焦重要概念“3.2發酵工程為人類提供多樣的生物產品”，重要概念與大概念及其次位概念的關系如圖1所示。

2.3 評價目標

本節課基于學科核心素養的評價目標如表1所示。

2.4 教學流程

實驗教學強調科學知識與生產生活的聯系，教師應整合教材內容，將學生的已有知識與《課程標準》的概念相關聯，在教學過程中引導其逐漸構建概念，教學流程如圖2所示。

2.4.1 創設情境，導入新課

教師展示腐乳制作的視頻資料和臭豆腐的發展歷史資料。

教師提出問題：腐乳是怎樣制作的？

設計意圖：教師通過創設真實情境，弘揚中華文化，從而激發學生的學習興趣，培育愛國主義情懷，達成深度學習的第一大特征——以真實情境引導學生主動投入學習。

教師課前準備好鮮豆腐、餐廳提供的腐乳以及家庭自制的腐乳。

教師提出問題：腐乳和“腐敗”的豆腐有什么區別？豆腐“腐敗”過程中哪些營養物質發生了變化？

教師結合實踐活動繼續提出問題：①觀察腐乳和豆腐的顏色有何不同； ②豆腐和腐乳的氣味是否相同？是什么原因造成二者在氣味上的差異？③用筷子輕輕按壓，腐乳和豆腐硬度是否相同？④品嘗豆腐和腐乳，味道是否相同？⑤思考腐乳和豆腐哪種更容易被消化吸收，為什么。

設計意圖：科學探究的過程源于根據現象提出問題，教師在真實現象的基礎上通過問題串引發學生思考，了解腐乳在制作過程中部分營養物質發生的變化，以及參與豆腐發酵的多種微生物。圍繞問題進行假設的過程，不僅能夠培養學生的科學思維，還可以幫助學生構建發酵的概念，同時在品味腐乳的過程中感受本地飲食文化特色，達成深度學習第二大特征——通過解決真實問題將生活經驗與所學知識相互轉化。

2.4.2 腐乳的制作流程

學生分組討論問題并嘗試在豆腐上接種毛霉。

教師提出問題：腐乳表面都有一層致密的“皮”，這層“皮”是什么物質？是否可以食用？豆腐為什么會“發霉”？家庭制作的腐乳相較于作坊或者工業生產的腐乳為何在口味上有差異？

教師通過活動引導學生思考：①用溫水浸泡活化毛霉菌種的原理是什么？②豆腐塊的尺寸約為多少最適宜接種毛霉？③將切好的豆腐小塊在毛霉溶液中浸泡后取出的作用是什么？④豆腐小塊接種后將其擺放在粽葉上的目的是什么？⑤為何用保鮮膜覆蓋在豆腐小塊上？⑥評價實驗的操作流程是否科學，其他小組的操作是否規范，實驗設計是否合理。

為增強科學性，教師可以組織學生在實驗中設置對照組。例如，將接種菌種與不接種菌種的豆腐進行對照，分析發酵過程中毛霉菌種的作用；還可以將室溫發酵和保溫箱恒溫發酵進行比較，探索發酵的最適溫度；也可以將覆蓋保鮮膜和不覆蓋保鮮膜的豆腐進行對照，驗證含水量對豆腐發酵的影響。

設計意圖：教師提出與實際生活緊密相關的問題，有助于學生理解和掌握微生物發酵的過程，形成生物與環境相適應的生命觀念。

學生通過動手實踐并總結反思，達成深度學習第三大特征——通過實踐活動掌握知識的本質屬性與內在聯系。

教師提供不同菌種發酵時間及不同接種條件下生產的腐乳。

教師提出問題：“毛豆腐”上的白毛是什么？

“毛豆腐”坯應該怎樣裝入發酵瓶？發酵瓶內是否需要加入調味品？

教師播放視頻展示腐乳的制作過程，然后組織學生進行以下活動：①用針輕挑“毛豆腐”的白毛，觀察結構特征。②挑取少許白毛，制成臨時裝片并借助顯微鏡觀察微觀結構。③將白毛捋平并使其緊貼在“毛豆腐”的表面，并思考這一過程的作用。④將“捋毛”后的“毛豆腐”整齊疊放在發酵瓶內，并向上逐層加鹽，思考其目的：為什么從下層到上層的鹽量逐漸增加？⑤將熬制好的鹵湯倒入瓶內，思考鹵湯的主要成分及其加入的原因。

設計意圖：教師通過展示制作腐乳的過程，加深學生對所學知識更深層次的理解和轉化。結合生活經驗，教師通過情境提出問題，通過活動解決問題，逆向評價升華知識，在提升學生科學思維能力的同時，發展學生的科學素養，達成深度學習的第四大特征——通過評價反饋學習過程及學習結果。圖2 本節課教學流程

3 基于深度學習的“問題-活動-評價”任務驅動教學法的實踐效果和反思

教師應當創造性地開展科學教學，精心創設學習情境、組織實踐活動，并運用評價反思，讓學生在真實的生產生活情境中解決問題，從而達到內化學科知識的目的。

綜合本節課的實驗教學，生物學教師需要深度整合教材內容，真正開展實驗教學，才能幫助學生認識科學本質，提高科學素養。

參考文獻

［1］美國國家科學基金會.探究：小學科學教學的思想、觀點與策略［M］.羅星凱，李萍昌，吳嫻，等譯.北京：人民教育出版社，2003：13-14．

［2］朱俊，丁奕然.指向深度學習特征的中學生物學主線教學策略分析［J］.生物學教學，2018，43（12）：15-18．