深度學(xué)習(xí)視域下的生物教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來”為例

盛京京 周先葉

（華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510631）

深度學(xué)習(xí)的概念最初由美國(guó)學(xué)者Ference Marion和Roger Salio提出的，相比淺層學(xué)習(xí)，他們認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是理解的、更高級(jí)的學(xué)習(xí)。隨著近年核心素養(yǎng)的提出，深度學(xué)習(xí)又引起了教育界各學(xué)科研究者的高度重視。對(duì)于深度學(xué)習(xí)的研究已成為研究者在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下尋求一種有效的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)理念的途徑之一。在生物學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，融合深度學(xué)習(xí)的理念也是值得考慮的問題。

1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與原理

學(xué)習(xí)科學(xué)視域下的深度學(xué)習(xí)就是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者能對(duì)重要概念知識(shí)批判性的理解，并在此基礎(chǔ)上將知識(shí)遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學(xué)習(xí)過程。在這一過程中學(xué)習(xí)者不斷形成應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。

深度學(xué)習(xí)是一種主動(dòng)的、批判的學(xué)習(xí)方式，深度學(xué)習(xí)的基本原理主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①關(guān)注已有的前概念。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)前頭腦中是帶著自己關(guān)于科學(xué)世界的認(rèn)識(shí)。②關(guān)注知識(shí)的整合。大量的事實(shí)性知識(shí)是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，同時(shí)要在事實(shí)性知識(shí)基礎(chǔ)上提煉框架，能夠幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)知識(shí)間的遷移和整合，方便知識(shí)的提取和運(yùn)用。③關(guān)注元認(rèn)知。元認(rèn)知是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，是對(duì)自己認(rèn)知過程以及調(diào)節(jié)過程的能力的再認(rèn)知。元認(rèn)知的教學(xué)方法可以幫助學(xué)生來自己監(jiān)控和反思學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的過程來批判性的學(xué)習(xí)。

2 深度學(xué)習(xí)的一般過程

依據(jù)對(duì)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及其原理的理解，為了在教學(xué)中貫徹實(shí)施深度學(xué)習(xí)的理念，筆者構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)的一般過程，如圖1所示。

圖1 深度學(xué)習(xí)的一般教學(xué)流程

3 教學(xué)流程

3.1 前概念分析

通過問卷調(diào)查，可以探測(cè)出學(xué)生普遍存在的前概念包括：①達(dá)爾文提出的“優(yōu)勝劣汰，適者生存”是最早的生物進(jìn)化觀點(diǎn)；②生物的適應(yīng)性是生物進(jìn)化的結(jié)果；③生物為了適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生某種性狀；④細(xì)胞具有多樣性和統(tǒng)一性。

意圖：深度學(xué)習(xí)關(guān)注前概念，學(xué)生在走進(jìn)教室前，就已經(jīng)有了關(guān)于生命科學(xué)的大量認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這些概念可能來自生活經(jīng)驗(yàn)，或者來自前一階段的學(xué)習(xí)。如果，教師對(duì)學(xué)生的前概念不加以考慮，可能學(xué)生能夠應(yīng)試地進(jìn)行背記，但是無法真正地理解。所以對(duì)于學(xué)生前概念的探測(cè)和了解是教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。

3.2 確定教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)前概念分析和教材分析，可以制定如下的教學(xué)目標(biāo)：

①了解拉馬克的進(jìn)化理論和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說（重點(diǎn)）。

②在活動(dòng)探究中，認(rèn)同“生物都有共同祖先，生物的多樣性和適應(yīng)性是生物進(jìn)化的結(jié)果”這一重要的生命觀念（重點(diǎn)）。

③在批判性反思中轉(zhuǎn)變“生物為了適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生改變”的進(jìn)化觀點(diǎn)，并能辯證地評(píng)價(jià)拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn)，形成科學(xué)思維（難點(diǎn)）。

3.3 喚醒前概念，聯(lián)系新知識(shí)。

課堂開始，教師展示多種細(xì)胞以及細(xì)胞的共同結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生回憶多樣的細(xì)胞具有統(tǒng)一性，從而過渡到生物具有多樣性與統(tǒng)一性，并通過枯葉蝶的情境，讓學(xué)生探討枯葉蝶適應(yīng)環(huán)境的機(jī)制。此時(shí)，大多數(shù)學(xué)生會(huì)喚醒前概念：蝴蝶為了適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生枯葉這一外觀性狀。

教師抓住該契機(jī)，引出與學(xué)生觀點(diǎn)類似的拉馬克進(jìn)化理論，展示拉馬克當(dāng)時(shí)發(fā)表的文章并設(shè)置活動(dòng)：學(xué)生自主合作，用拉馬克的觀點(diǎn)解釋長(zhǎng)頸鹿脖子的進(jìn)化過程，進(jìn)而體會(huì)拉馬克的“用進(jìn)廢退，獲得性遺傳”的主要觀點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過前概念分析，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生頭腦中已經(jīng)有了一部分關(guān)于生物進(jìn)化的認(rèn)知。有的是不完善的，可以作為新概念學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)點(diǎn)。有的是錯(cuò)誤的，與新概念相拮抗，是需要教師引導(dǎo)轉(zhuǎn)變的教學(xué)難點(diǎn)。該部分的設(shè)計(jì)就是要充分利用學(xué)生頭腦中已有的前概念作為生長(zhǎng)點(diǎn)，以學(xué)生的錯(cuò)誤概念作為課程的切入點(diǎn)，幫助學(xué)生對(duì)新知識(shí)在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行同化或者順應(yīng)，這也是促使深度學(xué)習(xí)發(fā)生的前提條件。

3.4 批判性的建構(gòu)新知識(shí)

觸及學(xué)習(xí)內(nèi)容本質(zhì)、追求知識(shí)的深層理解是深度學(xué)習(xí)的核心。因此學(xué)會(huì)批判性的建構(gòu)新知識(shí)也是深度學(xué)習(xí)的主體目標(biāo)，在課堂實(shí)施時(shí)，教師應(yīng)該充分引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、質(zhì)疑、交流、討論，形成自我對(duì)知識(shí)的理解，建構(gòu)新知序列，可采取如下的教學(xué)策略。

3.4.1 設(shè)置問題，引起反思

教師繼續(xù)提問：①后天獲得的性狀都能夠遺傳給后代嗎？②生物可以為了適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生改變嗎？

教師利用問題引導(dǎo)學(xué)生批判性地理解拉馬克的進(jìn)化理論：雖然其否定了神創(chuàng)論，但是仍然存在不足，并且意識(shí)到之前的“生物是為了適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生特定性狀”這一觀點(diǎn)的錯(cuò)誤所在。3.4.2 創(chuàng)設(shè)情境，積極體驗(yàn)

學(xué)生明確錯(cuò)誤觀點(diǎn)后，繼續(xù)思考長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化機(jī)制。部分學(xué)生可以回答出達(dá)爾文自然選擇說的主要觀點(diǎn)是優(yōu)勝劣汰、適者生存。教師適時(shí)提出問題：用達(dá)爾文的自然選擇說觀點(diǎn)能否來解釋加拉帕戈斯島上地多樣性的形成？學(xué)生自學(xué)達(dá)爾文的自然選擇說模型，并合作討論得出合理的解釋。

3.4.3 建立模型，構(gòu)建知識(shí)框架

在學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)探究了解達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的內(nèi)容后，教師可引導(dǎo)學(xué)生凝練語(yǔ)言，抽提出如圖2所示的概念框架，以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步完善關(guān)于進(jìn)化動(dòng)力、內(nèi)因、結(jié)果等知識(shí)。

3.4.4 持續(xù)評(píng)價(jià)，及時(shí)反饋

學(xué)生深度理解知識(shí)的體現(xiàn)之一是能夠辯證地評(píng)價(jià)知識(shí)。因此，讓學(xué)生對(duì)達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)也是必不可少的環(huán)節(jié)。在評(píng)價(jià)時(shí)，學(xué)生往往很難對(duì)達(dá)爾文的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。教師可以有意引導(dǎo)學(xué)生思考達(dá)爾文如何解釋遺傳與變異、研究進(jìn)化時(shí)的基本單位等問題，來幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到達(dá)爾文也存在一些局限。并將作為現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的切入點(diǎn)，幫助學(xué)生樹立生物進(jìn)化理論也隨著科技的發(fā)展一直在進(jìn)化的理念，使其形成辯證性思維。

設(shè)計(jì)意圖：批判性的建構(gòu)知識(shí)是深度學(xué)習(xí)的主體部分。創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境進(jìn)行合作探究是課堂上讓學(xué)生通過互動(dòng)使學(xué)習(xí)得以發(fā)生的有效學(xué)習(xí)過程，也是深度學(xué)習(xí)的必然選擇。該教學(xué)設(shè)計(jì)中，設(shè)置加拉帕戈斯鳥上地雀的情境，試圖幫助學(xué)生認(rèn)同“生物的多樣性和適應(yīng)性是生物進(jìn)化的結(jié)果”這一進(jìn)化觀點(diǎn)。同時(shí)，學(xué)生可以在合作交流中將自學(xué)的知識(shí)外化，并且利用元認(rèn)知手段反思性地分析自己知識(shí)狀態(tài)，整理自己的觀點(diǎn)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠勇于批判和質(zhì)疑也是課堂的重要部分。因此，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)各種條件激勵(lì)學(xué)生合理質(zhì)疑，鼓勵(lì)其做出評(píng)價(jià)，如營(yíng)造輕松的氛圍、設(shè)置問題支架引導(dǎo)學(xué)生反思等。

3.5 遷移運(yùn)用，問題解決

新課內(nèi)容結(jié)束后，教師提供抗生素濫用產(chǎn)生危害的新聞（病人咳嗽兩周，期間多次自己服用抗生素，導(dǎo)致肺成絮狀），并提問：①為什么多次服用抗生素，反倒使病情加重？②該病人體內(nèi)細(xì)菌的抗藥性為什么越來越強(qiáng)？這樣可使學(xué)生在真實(shí)問題中，將知識(shí)鞏固遷移。

設(shè)計(jì)意圖：深度學(xué)習(xí)重視學(xué)習(xí)的遷移運(yùn)用和問題解決，在這一過程中，學(xué)生將得到經(jīng)驗(yàn)擴(kuò)展、提升，將已經(jīng)內(nèi)化的了的知識(shí)外顯化、操作化。讓學(xué)生能夠在新情境、新素材中運(yùn)用課堂上學(xué)習(xí)的相同原理和內(nèi)容，做到“舉一反三”，并創(chuàng)造性地解決問題，這也是倡導(dǎo)深度學(xué)習(xí)的最終追求。

4 總結(jié)

倡導(dǎo)課堂上深度學(xué)習(xí)，需要教師能在教學(xué)理念到教學(xué)行為上都有所改變，能夠關(guān)注學(xué)生的已有認(rèn)知，教給學(xué)生生物學(xué)科中的核心知識(shí)，提供給學(xué)生解決問題的機(jī)會(huì)，進(jìn)而在這樣的學(xué)習(xí)過程中促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展。這對(duì)教師也是一個(gè)新的挑戰(zhàn)，也是需要今后努力的方向。