基于生物核心素養(yǎng)的“深度學(xué)習(xí)”教學(xué)實(shí)踐

章婷婷

摘 要：深度學(xué)習(xí)所帶來的學(xué)習(xí)方式的變革是落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的中心環(huán)節(jié)。筆者以浙科版高中生物選修1復(fù)習(xí)課為例進(jìn)行課堂實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)：引導(dǎo)學(xué)生“整理知識形成思維導(dǎo)圖、自主命題形成問題意識、聯(lián)系實(shí)際創(chuàng)設(shè)變式情境”，可分別從廣度、深度和關(guān)聯(lián)度推進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，從而發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 思維導(dǎo)圖;問題意識;問題情境;學(xué)科核心素養(yǎng);深度學(xué)習(xí)

所謂“深度學(xué)習(xí)”（Deep Learning），是指學(xué)生批判性地學(xué)習(xí)新知識、關(guān)聯(lián)整合到原有的知識結(jié)構(gòu)中，并遷移到新情境中解決實(shí)際問題，強(qiáng)調(diào)有廣度、深度和關(guān)聯(lián)度的深層次學(xué)習(xí)，最終達(dá)到發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。[1]

高中生物浙科版選修課1教材按內(nèi)容分為四個(gè)版塊，共13個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中7個(gè)實(shí)驗(yàn)是浙江生物選考考試的范疇。學(xué)生復(fù)習(xí)選修1過程中發(fā)現(xiàn)，選修1涉及的知識、方法和技能要求比較多、細(xì)和散，因此多采用表層記憶和機(jī)械式訓(xùn)練的學(xué)習(xí)方式，但當(dāng)知識方法技能在新情境中出現(xiàn)時(shí)，學(xué)生不一定能順利遷移運(yùn)用前概念來思考和解決問題，并阻礙了新概念的學(xué)習(xí)。

基于發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，筆者從學(xué)生復(fù)習(xí)選修1遇到的困難出發(fā)，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀教材、建構(gòu)思維導(dǎo)圖的方式，深度關(guān)聯(lián)整合知識;通過分析選考真題、類比自主命題的方式，培養(yǎng)問題意識和思維深度;通過聯(lián)系實(shí)際、創(chuàng)設(shè)情境，強(qiáng)化知識遷移，提高解決問題的能力和形成社會責(zé)任。

1.利用思維導(dǎo)圖培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)能力的廣度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是建立在新舊知識融合并形成知識網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的廣度學(xué)習(xí)。思維導(dǎo)圖作為一種新的學(xué)習(xí)工具，主要功能在于讓學(xué)生把所學(xué)看似零散且錯亂的知識進(jìn)行二次加工，在此過程中將相關(guān)章節(jié)和教材的雜亂知識歸類并分層次梳理，從而形成脈絡(luò)清晰、圖象化知識網(wǎng)絡(luò)體系。[2]

在選修1的復(fù)習(xí)過程中，學(xué)生面對大量碎片化的知識產(chǎn)生畏難情緒，無從下手開始復(fù)習(xí)，只能“胡子眉毛一把抓”，但死記硬背導(dǎo)致遺忘率高。因此，開展選修1復(fù)習(xí)課時(shí)，筆者嘗試引導(dǎo)學(xué)生自己細(xì)讀教材，運(yùn)用思維導(dǎo)圖把零散抽象的知識簡化成規(guī)律性強(qiáng)、容易記憶的知識體系。具體操作方法是：課前，要求學(xué)生對照教材和筆記，以手寫方式或者運(yùn)用網(wǎng)上X-mind軟件，從知識、方法技能、流程和注意事項(xiàng)等角度出發(fā)，構(gòu)建每個(gè)實(shí)驗(yàn)的思維導(dǎo)圖。

活動以小組的形式開展，首先每個(gè)學(xué)生閱讀教材并建構(gòu)個(gè)人的思維導(dǎo)圖，然后小組成員間交換想法和互相評價(jià)補(bǔ)充，并整合成一張本組的思維導(dǎo)圖。上選修1復(fù)習(xí)課時(shí)，筆者展示各小組長整合的思維導(dǎo)圖，由全體同學(xué)共同參與評價(jià)，并匯總繼續(xù)完善的建議，再由生物課代表根據(jù)同學(xué)們的建議繼續(xù)修正思維導(dǎo)圖，最后的版本打印好，供全班同學(xué)作為復(fù)習(xí)提綱之用。下面例舉了課代表記錄的“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”個(gè)人、小組和全班的思維導(dǎo)圖，個(gè)人的思維導(dǎo)圖主要是原理和重點(diǎn)章節(jié)的謄抄，小組的思維導(dǎo)圖不再是知識的堆積，強(qiáng)調(diào)概念之間的邏輯關(guān)系，并按教材的編排有序呈遞出來，班級的思維導(dǎo)圖在小組思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了很多教材上的細(xì)節(jié)，符合選修1的命題特征，可見，學(xué)生的知識再加工和整合能力在建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系過程中不斷提升。

2.利用自主命題培養(yǎng)學(xué)生問題意識的深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是以培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提高學(xué)生的科學(xué)思維能力為目標(biāo)的深度學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中意識到問題的存在，經(jīng)常問“為什么”、“是什么”、“怎么辦”，能激起學(xué)習(xí)中的思維火花和創(chuàng)造力。

選修1的知識和技能的考查都來自教材、高于教材，引導(dǎo)學(xué)生在讀教材中發(fā)現(xiàn)問題對于學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性至關(guān)重要。經(jīng)過長期的解題訓(xùn)練，學(xué)生對題目中反復(fù)出現(xiàn)的知識點(diǎn)的解題意識和解題能力相對比較強(qiáng)，而學(xué)生在閱讀教材和新問題情境下的問題意識和提出問題的能力相對較弱，不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展。因此，在選修1復(fù)習(xí)課堂上，筆者重在引導(dǎo)學(xué)生回歸教材、總結(jié)命題規(guī)律、嘗試仿制命題和互相評價(jià)修改，從而促進(jìn)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題和深度思考，并在此過程中提升學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。筆者以《植物組織培養(yǎng)》復(fù)習(xí)課為例，談?wù)剬x修1復(fù)習(xí)課的教學(xué)過程和課堂組織的想法，以期拋磚引玉。

2.1做真題，找出處

學(xué)生課前完成2018年4月生物選考第32題。課上，教師匯總學(xué)生的答案，并把出現(xiàn)頻率高和典型的回答展示出來，學(xué)生對照題目翻開教材，依據(jù)原文，互相探討評價(jià)同學(xué)的答案是否得分及其理由。例題中問到，“高壓蒸汽滅菌的滅菌時(shí)間應(yīng)從 時(shí)開始計(jì)時(shí)。”教材原文兩處出現(xiàn)相關(guān)知識點(diǎn)：“121℃下滅菌15min”和 “高壓鍋滅菌時(shí)，有壓力時(shí)開始計(jì)時(shí)”， 學(xué)生比較兩處文字的不同條件和不同說法，討論歸納出最佳的答案應(yīng)是“設(shè)定的溫度或壓力值”而不僅僅是有“溫度或壓力”，促進(jìn)學(xué)生帶著批判和整合的觀點(diǎn)去讀教材。

2.2 析真題，探規(guī)律

做好真題并評價(jià)完后，教師和學(xué)生一起從命題出處、命題形式和命題內(nèi)容來探索選考命題的規(guī)律。從命題出處來說，三個(gè)小題來自教材的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，相互獨(dú)立且具有綜合性;從命題形式來說，大部分是填空題，中間有個(gè)選擇題;從命題內(nèi)容來說，考查的知識和技術(shù)進(jìn)行了新情境的遷移應(yīng)用。例如，“抽濾”在教材中是用于玻璃砂漏斗用后的抽濾去酸，而選考真題是用于培養(yǎng)基的過濾滅菌，部分學(xué)生往往因?yàn)殚喿x教材時(shí)沒有理解“抽濾”的原理和用途，所以考試時(shí)不能聯(lián)想到相應(yīng)的概念和操作，可見真題的命制旨在引導(dǎo)學(xué)生帶著問題意識去細(xì)讀教材。

2.3 讀教材，仿命題

分析選考真題可知，真題以教材為依托，進(jìn)行知識、技能和能力的考查。學(xué)生模仿命題的首要步驟是帶著問題意識去讀教材，學(xué)生可獨(dú)立思考，也可合作學(xué)習(xí)、討論交流，變單調(diào)的苦學(xué)為豐富的樂學(xué)，變已往的被動接受轉(zhuǎn)為主動出擊。例如，某同學(xué)以菊花的組織培養(yǎng)為命題情境，分別從取材、培養(yǎng)條件、植物生長調(diào)劑的比例和步驟四個(gè)知識點(diǎn)出發(fā)命制了四個(gè)小題。從命題難度來說，都是容易題，但自主命制過程促進(jìn)學(xué)生以命題人的角度來思考教材內(nèi)容的編排方式的合理性和設(shè)問的層次性。

2.4 改設(shè)問，求深度

教師匯總所有學(xué)生的命題，把同類主題和內(nèi)容接近的問題放一起，由學(xué)生評價(jià)并補(bǔ)充，加大考查的深度。例如，筆者就外植體的相關(guān)問題，歸納學(xué)生提出的問題如下：（1）外植體一般是選擇什么實(shí)驗(yàn)材料？哪種成功率高？（2）外植體取莖段時(shí)，被切成幾段，哪一部分更容易成功？（3）莖的形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端怎么區(qū)分？接種方向有沒有要求？緊接著，教師引導(dǎo)學(xué)生再讀教材，繼續(xù)深挖教材背后的問題，如（1）在本節(jié)內(nèi)容中外植體發(fā)育成植株有沒有經(jīng)過愈傷組織植株階段？（2）教材中取莖段時(shí)一般都要帶一片葉子，為什么？學(xué)生在經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提問、再發(fā)現(xiàn)、再提問的過程中，促進(jìn)自身的深度思考，提高了科學(xué)思維能力。

圍繞發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為主的深度學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題意識閱讀教材、自主命題中組織設(shè)問和互相評價(jià)中再修改，無疑加深了學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的理解，相對于單純記憶和練題來說，效果更有持久性，這種效果在后面的幾次選考模擬考試中都得到了印證，筆者所教兩個(gè)班關(guān)于“植物組織培養(yǎng)”的知識點(diǎn)考查中，得分率比全年級4個(gè)同類班明顯高一些。

3.利用創(chuàng)設(shè)變式情境發(fā)展學(xué)生知識遷移能力的關(guān)聯(lián)度學(xué)習(xí)

“深度學(xué)習(xí)”是培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際和知識遷移能力的關(guān)聯(lián)度學(xué)習(xí)。課后給學(xué)生布置拓展作業(yè)，從教材上的相關(guān)知識和技能的關(guān)鍵詞出發(fā)，查閱網(wǎng)絡(luò)知識、經(jīng)典高考題、教材課后習(xí)題和小資料、科技期刊論文和大學(xué)教材等資料，創(chuàng)設(shè)變式問題情境，引導(dǎo)學(xué)生以“發(fā)現(xiàn)者和命題者”的角度去鏈接情境、知識和設(shè)問之間的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生用不同視野和發(fā)散思維來遷移和運(yùn)用知識，提升科學(xué)思維能力，形成社會責(zé)任。

選修1涉及的儀器和設(shè)備要求比較高，如槍、高壓蒸汽滅菌鍋和超凈臺等，因此大多數(shù)高中實(shí)驗(yàn)室并不能開設(shè)選修1的實(shí)驗(yàn)課，所以創(chuàng)設(shè)變式情境，有利于幫助學(xué)生自查是否真正理解實(shí)驗(yàn)知識、方法和技能的原理和正確使用。具體操作是：首先，教師給每個(gè)小組布置教材中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為深度學(xué)習(xí)任務(wù)，從外延和內(nèi)涵來解釋概念，從圖片和視頻來了解儀器的使用，從目的和原理來學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法的適用范疇，接著，引導(dǎo)學(xué)生尋找運(yùn)用相同類似概念、儀器、原理或者實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)，修改并創(chuàng)設(shè)變式情境，多角度和多層次進(jìn)行題目的命制。例如，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)光電比色法不僅可定量測亞硝酸鹽含量，也同樣適用于其他物質(zhì)，利用這一特性，學(xué)生創(chuàng)設(shè)了“光電比色法測光合色素含量”的變式情境，從原理、比色杯厚度、改變OD值等角度進(jìn)行命題和自我考查。

4.總結(jié)

綜上所述，指向核心素養(yǎng)的選修1復(fù)習(xí)課中，教師要拋棄以記憶為主的淺層學(xué)習(xí)模式和以習(xí)題強(qiáng)化為主的機(jī)械應(yīng)試模式，促進(jìn)以學(xué)生為主體的“深度學(xué)習(xí)”，可采用的策略有：利用思維導(dǎo)圖、自主命題、創(chuàng)設(shè)變式情境來促進(jìn)廣度、深度和關(guān)聯(lián)度學(xué)習(xí)，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。那么，如何評價(jià)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”的成果呢？除了傳統(tǒng)的紙筆測試外，筆者在下一階段的教學(xué)實(shí)踐研究中，嘗試制定量化評價(jià)指標(biāo)，以表現(xiàn)性評價(jià)等過程評價(jià)方式來促進(jìn)課堂上學(xué)生深度學(xué)習(xí)的真實(shí)發(fā)生和有效開展。

[本文對應(yīng)的課堂教學(xué)被評為浙江省“一師一優(yōu)課”。]

參考文獻(xiàn)

[1]柏楊，翟元國.為學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”而設(shè)計(jì)[J].物理教師，2014，（8）：29-31.

[2]成際寶，高翔.利用思維導(dǎo)圖提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的探索——以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2017（05）：41-45.