基于“深度教學”的高中生物學教學資源建設的實踐研究

張 進

(江蘇省鄭集高級中學城區校區 221116)

由于教材的編寫受到篇幅的限制，以精要為前提，所以必須補充和拓展高中生物學教學資源，使展現在學生面前的知識是一幅相對完整、生動活潑、動態流淌的美麗畫卷。本文結合實例闡述了基于“深度教學”的高中生物學教學資源的性質和構建思路。

1 深度教學的概念

深度學習是指對信息予以深度加工，深刻理解和掌握復雜概念的內在含義，建構起個人情景化的知識體系，以知識遷移推進現實任務完成的學習活動。深度教學是相對于傳統的、僅側重于教材基本知識和基本問題的記憶性、機械性教學而言的，它是指以促進學生深度學習、深度體驗為基點，強調知識轉化和個人意義的建立的教學活動。

2 基于“深度教學”的高中生物學教學資源

這種教學資源是以促進學生深度學習為指導思想，以高中生物學教材知識為基礎，依據認知主義、建構主義、行為主義等學習理論結合學科特點，從拓展知識廣度、激活知識建構和強化思維訓練三個方面構建的能走進學生情感和思維的深處、觸及學科的本質與知識內核、促進學生自主發現和真正理解的教學設計、教學案、課件等。

3 構建基于“深度教學”的高中生物學優質教學資源的思路

3.1 構建以拓展知識廣度為基礎的優質教學資源 生命是自然界最精細、最復雜與最神秘的結構體，人們對于生命的探索已經不局限于生物學科范疇，而是不可避免地與其他學科有聯系和交叉，因此基于“深度教學”的高中生物學教學設計不能停留在表層，應加大對知識廣度的深入研究。例如，對還原糖、蛋白質、淀粉和DNA等物質進行鑒定的實驗原理在教材中只有寥寥數語，需要教師利用物理、化學學科知識對實驗原理深入挖掘，揭示反應發生的本質，構建以拓展知識廣度為基礎的教學資源。

例如，高中生物學教材必修1“可溶性還原糖鑒定實驗”，教材中表層教學資源： 某些化學試劑能夠使生物學組織中的有關有機化合物產生特定的顏色反應。糖類中的還原糖(如葡萄糖、果糖等)與斐林試劑發生作用生成磚紅色沉淀。若教學僅限于此，學生只看到了實驗的開始和結束，不利于學生對該反應的發生過程、鑒定依據的化學原理的深入理解和把握。以拓展知識廣度為基礎的教學資源： 教師引導學生深入探討產生鑒定結果的原因，即： 0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL CuSO4的溶液等量混合，生成Na2SO4和Cu(OH)2，可溶性還原糖中的醛基(—CHO)在水浴加熱的條件下，將斐林試劑中的Cu(OH)2還原成Cu2O，因此所有具有醛基的物質均能與斐林試劑發生上述反應。

除了鑒定類實驗與化學學科的聯系之外，DNA雙螺旋結構模型與物理及化學、種群數量變化模型與數學、遺傳病咨詢防治與社會學、生態系統的功能與地理學及化學等都有密切的聯系，這種聯系正是拓展知識廣度教學資源的基礎。通過構建以拓展知識廣度為基礎的生物學教學資源，使學科教學呈現整體化和立體感，讓學生不是分學科孤立地學習，推動學生的深度學習。

3.2 構建以激活知識為目標的優質教學資源 很多知識成果在創立的過程中都有著曲折的故事、艱辛的歷程，但教材上很難把所有知識誕生時的歡欣鼓舞過程呈現出來。這時，教師需要以合適的方式和手段激活知識，讓知識以鮮活的形象進入學生的學習過程，其中的途徑之一是利用學科歷史追溯知識源頭，重現知識來龍去脈。

例如，“植物生長素的發現”資源的構建，教材中表層教學資源： 1880年達爾文的實驗、1910年鮑森·詹森的實驗、1914年拜耳的實驗、1928年溫特的實驗。依據教材，學生只能看到實驗的結果和結論，無法找出實驗之間的內在邏輯線索，不利于對知識的深度學習。如果僅利用教材中表層的知識進行教學，將會讓教學失去一次對未來“科學家”培養的絕佳機會，使學生學習的知識變成“半生不熟”的夾生飯，扼殺學生的探究欲望。以激活知識為目標的優質教學資源： 正是達爾文對植物向光性這一常人熟視無睹現象的敏銳洞察結合科學嚴謹的實驗和思考才逐步開啟了人們對生長素這一物質的探索。通過對達爾文探究過程的補充和完善(表1)，分析每組實驗之間清晰、明確遞進式關系，幫助學生充分理解和深度把握科學探究的基本思路和實驗設計理念，實現深度學習。正是達爾文的兩個實驗猜想，分別啟發了鮑森·詹森、拜耳的實驗研究，通過巧妙設計，得到更加令人信服的實驗結論。之后溫特在此基礎上假設尖端產生的是一種化學物質并設計實驗驗證了推測。

表1 達爾文的實驗

教師通過對生長素發現史的整理和補充，找出各個科學家以及每個科學家的多個實驗之間的內在邏輯線索，真正帶領學生進入“植物生長素的發現”的探究歷程，充分展示科學家創造性的思維方式和嚴謹的科學方法，激發學生學習興趣、培養科學探究能力、提升生物學核心素養。生命科學理論體系的建立像其他自然科學一樣離不開科學家的艱苦卓絕的探索，這些探索過程在高中生物學教材中出現多處，如： 細胞學說的建立、光合作用的探索歷程、遺傳基本定律的發現、生物的進化知識等。因此基于“深度教學”的教學設計不能停留在表層，應加大對知識激活方法的深入探討，構建以激活知識為目標的深度資源。

3.3 構建以思維能力發展為導向的優質教學資源 生物學學科知識有著明顯的科學特征和嚴密的邏輯結構，高中生物學深度教學的一個目標就是如何借助學科內容做自己的“思維體操”。嘗試為學生的“思維體操”提供操作材料，創設教學情境，靜待頭腦風暴的來臨。

例如，“細胞增殖的專題復習”，表層教學資源： 有絲分裂和減數分裂的過程(圖像)、特征(曲線)，以及與細胞分化、衰老、凋亡、癌變知識，與受精作用、遺傳的基本規律之間的聯系等。這些知識初看相互割裂、沒有章法，其實這些知識專題之間有著千絲萬縷的聯系和清晰的知識線索。以促進思維能力發展為目標的優質教學資源： 以動物生活史為核心，串聯起有絲分裂、減數分裂、細胞分化、衰老、凋亡、癌變的相關知識，特別將有絲分裂、減數分裂的知識細化分析，以曲線的形式展示出來，幫助學生理解有絲分裂、減數分裂的過程中染色體、DNA、染色單體、同源染色體和染色體組的行為、數量變化等重難點知識，構建本知識專題的知識線索體系圖和曲線知識體系圖(圖1、圖2)。

圖1 細胞增殖、分化專題知識線索

圖2 細胞增殖曲線知識體系圖

這種教學資源的構建是在充分挖掘有絲分裂、減數分裂、遺傳的基本規律和進化等知識的內在邏輯線索的基礎上，通過生物的生活史串聯、并聯知識模塊而形成的，除此以外，教師還可帶領學生構建以光合作用和細胞呼吸為核心，滲入生態系統的結構(生態系統的成分、食物鏈和食物網)、功能(物質循環、能量流動、信息傳遞)、生態工程建設等為核心的細胞代謝專題教學資源；以酵母菌的結構、代謝、應用為核心，滲入探索酵母菌的呼吸方式、酵母菌的種群數量變化、酵母細胞的固定化等的酵母菌專題教學資源。

基于“深度教學”的高中生物學優質教學資源的開發與應用研究可以成為教師專業成長的重要推動力，促進教師教育認識水平的提升，為教師的成長指明方向。

(基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃課題“基于深度教學的高中生物優質教學資源的開發與應用研究”，No.B-b/2016/02/05)