深度學習視域下的高三生物復習例談

潘海芳

摘 ? 要：以深度學習理念作為指導，圍繞巧設問題情境、善用模型構建、挖掘科學史三個方面，以具體事例闡述了在高三生物復習課堂實施深度學習的教學策略。

關鍵詞：高三生物復習;深度學習;問題情境;模型構建;科學史

1 ?深度學習的內涵

學習者在閱讀過程中獲取加工信息的方式不同，存在淺層和深度的區別，據此，美國學者馬頓和塞爾喬首次提出淺層學習和深度學習的概念[ 1 ]。國內學者何玲和黎加厚提出，深度學習是指在理解的基礎上，學習者能夠批判地學習新知識，并將其整合到原有的認知結構中，構建新的知識網絡，通過知識遷移解決新情境下的問題[ 2 ]。因此，深度學習追求的是高水平思維的能力，包括獲取信息能力、理解能力、綜合運用能力，這也正是新形勢下的高考對學生提出的能力要求。在高三生物復習中，教師只有引導學生學會深度學習，幫助學生整合基礎知識、深化學科思維、提升綜合能力、發展核心素養，才能真正實現學科育人的最終目的。下面以高三復習課堂中的教學片斷為例，淺談深度學習的實施和效果。

2 ?深度學習的實施策略

2.1 ?巧設問題情境，激發深度學習

現代認知心理學認為，思維的本質源于問題情境，沒有問題就無以思維。在一次高三生物二輪復習課上，教師已經引導學生復習了“生態系統”的相關知識，緊接著設置了一個問題情境：為了發展生態經濟，請你利用所學的生態相關知識，給種植果園的朋友提出一些有效且實用的措施并說明原理。學生調動剛復習過“生態學”知識，將自己置身于新情境下，用“農場主”的身份嘗試提出了許多令人稱贊的措施。

（1）為果園除草除蟲，調整能量流動關系，使能量持續高效流向對人類最有益的部分。

（2）在果園中施放濃度較高的性引誘劑，干擾害蟲的交尾，降低害蟲的出生率。

（3）利用模擬的動物信息（如能夠產生與蜜蜂跳圓圈舞和擺尾舞相同的頻率或聲音的電子儀器）吸引傳粉昆蟲，提高果樹的傳粉效率和結實率。

（4）利用音響設備發出的信號誘捕或驅趕某些有害動物，使其結群或遠離果園。

（5）果園養雞，雞可以吃害蟲，減少害蟲對果樹的破壞，同時獲得更多的產品，提高果園生態系統的穩定性。雞糞還可以為果樹提供有機肥，有利于果樹的生長等等。

接著教師趁熱打鐵：為了提高果園的產量和質量，請你利用其他生物學知識（除了生態學知識）提出一些有效且實用的措施。這一問題初步實現了不同章節之間的聯系。學生能夠聯系到可以通過合理灌溉、增施有機肥、合理密植、間作套種、輪作等措施來促進果樹的生長;利用植物生長調節劑調節果樹生長和發育進程;通過雜交育種、多倍體育種、基因工程育種等多途徑育種方式改良果樹品種，提高果實的品質和產量。一個問題情境，貫穿一堂課的始終，學生的知識儲備被充分調動起來，運用所學知識解決實際問題的能力得到充分的提升。在回答這類開放性的問題中，學生既有獨立思考的過程，又能聽到同伴的答案，彼此相互質疑，相互補充，在思維的火花碰撞中，學生的思維能力得到多方面的提升，對所學概念及知識有了更加深刻的理解，合作學習的能力也得到充分的發展。

2.2 ?善用模型構建，驅動深度學習

在課堂上，教師引導學生從下面的材料中提取信息，構建模型。

材料一：摘除大鼠的垂體，甲狀腺將萎縮，甲狀腺激素顯著減少;如果給該大鼠注射垂體的提取物，可以部分地恢復甲狀腺的大小。如果向動物靜脈注射下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素（TRH），可增加垂體分泌促甲狀腺激素（TSH）的量。進一步實驗發現，將實驗動物下丘腦中分泌TRH的區域損毀，或向該動物的垂體中注射微量的甲狀腺激素后，血液中的TSH水平會明顯降低。

材料二：運動員從聽到槍響到做出起跑的反應，完成一系列活動。但一位運動員突然出現臉部、手臂及腿部麻木等癥狀，隨后上下肢都不能運動。后經醫生檢查，發現他的脊髓、脊神經等正常，四肢也沒有任何損傷，但是腦部有血管阻塞，使得大腦某區出現了損傷。這類現象稱為腦卒中，腦卒中現象在我國老年人之中非常普遍。

材料三：人在乘坐過山車或者受到驚嚇等緊急情況下，腎上腺素的分泌會增多，人表現出警覺性提高、呼吸加快、心率加速、血壓升高等應激反應。有研究表明，人如果長期處于緊張、焦慮的狀態，免疫力也會下降。

如果材料一、二、三中涉及的生命活動都能用如圖1所示的模型概括，那么在每個材料中a/b/c/d/e分別代表什么？針對不同的情況，每個模型需要怎樣的修正？

圖1 ?生命活動的通用模型

材料一學生比較容易構建出下丘腦-垂體-甲狀腺的分級調節和反饋調節的模型。材料二學生能夠構建出位于大腦的高級中樞對位于脊髓的低級中樞的調控模型，同時由于提到了老年人腦卒中現象比較普遍，也能引導學生關注家里的老年人，養成健康的飲食習慣。材料三的模型構建能夠讓學生關注神經調節和體液調節的關系，體液調節可以看作神經調節的一個環節，而激素又會影響神經系統的功能。同時也讓學生關注到激素對免疫調節的影響，有利于他們形成健康的生活方式，保持良好的心態。學生通過對不同情境的思考加工、修正整合，構建符合自己認知的生物學模型。通過對模型構建和完善，學生對知識點之間的聯系更加清晰，對概念的理解更加深刻，生命觀念、理性思維和社會責任等多方面的核心素養得以發展。

2.3 ?挖掘科學史，深化深度學習

果蠅是摩爾根的好朋友，摩爾根和果蠅的故事成為科學史上的一段佳話。摩爾根的果蠅雜交實驗是科學史上非常經典的遺傳學實驗，紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交，F1全是紅眼果蠅。F1的雌雄果蠅隨機交配，F2果蠅中紅眼∶白眼=3∶1，但是白眼全是雄性。也正是這一特殊的現象，成為摩爾根發現伴性遺傳的突破口。摩爾根的測交實驗中，白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅的雜交實驗是最有說服力的，這個實驗最終證明了控制果蠅眼色的基因在X染色體上。2016年的全國I卷中遺傳題考查的兩個實驗恰恰就是摩爾根的F1果蠅雜交實驗和他最有說服力的果蠅測交實驗。摩爾根的這兩個雜交實驗，在遺傳題的解答中，具有非常廣泛的應用。但凡要探究基因位于常染色體上還是X染色體上，首先要考慮的就是摩爾根的這兩個雜交實驗。因此，教師在教學過程中，應當充分挖掘科學史的內容，引領學生體驗科學家的實驗探究過程，領悟科學家的科學思維和科學方法，從而發展自己的批判性思維和科學思維，提高自身知識遷移能力和解決實際問題的能力。

3 ?結束語

相對于“淺層學習”，深度學習更加注重的是學生高水平思維能力的培養，注重的是學生知識遷移和解決問題的能力。作為教師，希望自己的學生在學習了生物學知識后，不管今后是否從事與生物學相關的工作，都能夠用生物學的眼光去珍愛生命，關愛他人，做到與自然的和諧相處，能夠在新情境下運用生物學知識解決生產和生活實際中有關生物的問題。在高三生物的復習課堂，引導學生深度學習，既是實施高三復習高效課堂的有效策略，又是培養學生核心素養、促進學生終身發展的重要途徑。

參考文獻：

[1] 胡有紅，高勅.基于深度學習的高三生物學復習策略[J].中學生物學，2020， 36（2）：15-17.

[2] ?何玲，黎加厚.促進學生深度學習[J].計算機教與學·現代教學，2005 （5）： 29-30.