高中生物學課堂深度學習的教學設計與實施

黃岡師范學院 徐文娜 夏啟中

為了成為合格的21世紀公民，學生不僅要牢固掌握學科知識，還要學會學習，具有良好的問題解決、高階思維、自主學習和實踐能力。因此，機械的、被動的、簡單記憶式的淺層學習已經無法滿足社會發展的需要。然而，傳統的課堂教學模式只重視知識傳授，忽視了培養學生知行結合的能力，使學生不能很好地將所學知識融會貫通，達到學以致用的目的，這與新課標培養學生學科核心素養的要求不相符。因此，為了適應時代發展要求，要將生物課堂教學方式進行深度學習的探索和實踐，對于生物學科核心素養建構意義重大。

一、深度學習的概念

深度學習是一種學習理念和學習方式，存在于人工智能和教育兩個不同領域。在人工智能領域，深度學習是機器學習的一種，而機器學習是實現人工智能的必經之路。深度學習概念最早源于人工神經網絡研究，含多個隱藏層的多層感知器就是一種深度學習結構。研究深度學習的動機在于建立模擬人腦進行分析學習的神經網絡，通過模仿人腦的機制來解釋數據。基于課堂教學對學生思維能力的啟迪，為了滿足課程改革對人才的要求，1976年美國學者馬頓（Marton）和薩爾約（Saljo）首次將深度學習概念引入教育教學領域。如今，新課標背景下，高中生物學科深度學習指的是在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。然而，生物課堂深度學習的發生依托有效的教學設計，而負責任且有意義的教學改進必須基于教學規律，這樣才能形成有助于學生未來發展的核心素養。

二、課堂深度學習的設計實施

（一）創設教學情境

1.創設情境的方法

深度學習的核心理念是內在思維和外在環境的相互促進，所以創造平等互助的體驗情境能夠更好地增進課堂學習氛圍，繼而彌補多方面帶來的課堂問題。創設情境的方法主要有以下幾種：一是從主體性、批判性的角度進行情境創設。主體探究是學習的全新方式，這種方式沖擊了被動式接受教育，可以從情感、意志、精神等多角度影響學生發展，凸顯學生作為教育教學主體的作用，從而實現個體獨立意識和批判精神。二是從問題出發創設情境。問題來源于教材文本，根據教材文本的問題創設的情境更貼合知識重點。比如在“DNA的復制”一章中，通過設疑“DNA作為大多數生物體內的遺傳物質，是怎樣復制的呢？”引發學生猜想和討論。通過讓學生分組就不同假說用模型演示DNA復制過程的實踐活動形式，帶動更多的學生參與其中，安排多種學習任務進行深層次的探索和學習，從而鍛煉學生思維，擺脫傳統講授式的課堂教育教學模式。因此，活動設計和問題本身相互依存，相互結合，從而實現在活動中完成深度學習的目的。三是從生活環境中進行情境創設。基于生活創設出來的情境更貼近自身，這樣有利于學生接受。學生可以根據自身經驗體會學習內容，做到完全融入其中，將抽象化的概念和知識生活化，不再顯得生澀難懂，實現學習空間、情感空間和生活空間的深度連接，促進學生個體心智、身體健康發展。比如在“通過激素的調節”一節中，通過列舉生活中人類通過攝取碘鹽預防“大脖子病”和實驗中小狗攝入過量碘鹽導致甲狀腺萎縮，引起學生好奇心，加深學生對甲狀腺激素分泌的調節過程的理解，同時又能建立高中生物學知識與現實生活情境之間的聯系，實現身心合一的深度學習。

2.情境創設的實踐歸因

核心素養下深度學習的情境創設，是為了引導學生全身心地投入高中生物課堂知識探索，所以創設情境不能脫離教育教學安排和教學設計初衷。教育教學的各個環節都可以進行情境的創設，比如可以以發問的形式進行情境創設。平等互助的情境有利于學生之間的分享，對于學生性格和價值觀的樹立也會產生潛移默化的影響。目前，教材知識點的碎片化、教材的多元化對于教師來說面臨著挑戰，教師要能認清時代形勢，緊跟黨的步伐，基于核心素養理念進行深度學習規劃，實現學生全面發展。

創設情境下深度學習的重點在于關注學生學習過程，要求學生主動建構知識的意義，將知識轉化為能力并遷移應用到真實情景中解決復雜問題，進而促進學習者元認知能力、問題解決能力、批判性思維、創造性思維等高階能力發展，即促進知識向核心素養轉化。為促成學生深度學習真正發生，需要不斷追求和發掘學習內容的教育價值，把教師理解的教學轉化為學生感興趣的教學活動，組織學生圍繞知識本質內容展開教育教學探究，并與新時代學生素質培養相結合。

（二）積極引導主動學習

生物學是一門實驗科學，基于這一學科本質開展教學是引導學生深度學習的必然要求。深度學習是在理解的條件下進行的學習，學生深度學習不是簡單把知識或人類認識的成果直接平移、傳遞灌輸給自己，而是應該在教師引導下完成。學生要融入其中，是學習的重要參與者，換言之就是教師在進行生物學教學時，應以學生為主體進行安排引導教育，使得學生自主發現知識，而不是被動接受知識。學生只有經歷學習的過程，才能夠理解學習的樂趣，才能夠進行深度學習，這樣培養出來的學生才能滿足社會和時代需求，才能擔當起未來社會的責任，做新時代的主人。因此，在教育教學中要給學生提供機會，引導學生學習，進而進行深度學習，完成自我開發。

1.從“講授”走向“體驗”

傳統的生物課堂以教師講授為主，學生多是被動的接受者。知識對于學生來說只是書本的疊加，學習這些教材就是他們的學習任務。這是一種錯誤的知識觀和學習觀，其結果會造成學生的淺表性學習、表演性學習和虛假性學習現象。

知識是人類歷史實踐的成果，教師要改變傳統的“教學即傳遞”的結果式教學方式，對教學內容及學生學習過程與方式進行精心設計，讓學生通過主動的、有目的地全身心投入活動，而非被動灌輸和盲目試誤。對人類已有知識成果及其過程進行學習和體驗，幫助學生承繼人類認識成果，從中感受與體驗知識發現過程的思辨和價值導向，引導學生從符號學習走向學科思想和意義系統的理解和掌握，最終導向生物學科素養。

2.從“牽引”走向“開放”

信息時代的到來使得生物教師不再是知識的絕對擁有者，學生也不再只是通過教師課堂教學來獲取新知識，教師和學生不再是傳統意義上的知識傳遞者和接受者。學生獲取知識的途徑多樣化，有利有弊，這需要教師進行正確引導和篩選，幫助學生提取正確信息。

深度學習不是一般學習者的自學，而是需要進行引導繼而產生自我認知的學習。在生物教學中，教師引導和幫助是學生進行深度學習不可或缺的因素之一，善于進行深度學習的學生在知覺、思維、情感等方面都是比較希望融入課堂教學氛圍中的。教師在教學中要善于啟發引導，讓學生主動探尋知識的本質，培養其學習能力，這樣課堂的學習氛圍會變得更加濃厚，學生能夠真正融入課堂，體會教學活動的真正樂趣，繼而使深度學習的方式和觀念影響自己的一生。除此之外，教師在教學中要讓學生先獨立思考，不要直接給出問題解決思路，不要輕易否定學生想法，要適時把個別學生提出的有價值的問題或想法呈現給其他學生，讓大家共同交流和探究，關注學習過程中的體驗活動，讓學生親歷和感悟，有效交流與表達，這樣深度學習的思想才能落地生根。

（三）重建課程與教學

1.建立新舊知識間的聯結

深度學習的“深”不是深奧難懂，不是把以后要學的知識提前學，而是把所學知識與學科內容的其他領域知識或真實的生活情景進行適當聯結，展示知識的本質與核心。通過教育教學文本聯系實際觀點進行指導教學，一方面把新的文本內容或知識點與學生已經熟悉的知識進行關系建立，實現知識點之間的貫穿，做到由點到面的突破，完成“化未知為已知”的目的；另一方面針對課程文本章節安排，將教材文本內容進行深度概括，抓住核心概念，在每一節課堂中提出關鍵概念和思想，讓學生去教材中查找，透過知識點找到屬于自我認知的理解。同時，教師全局把握帶領學生尋找各章節知識點的相同和不同之處，從而把具有邏輯聯系的零散知識恰當整合，突出知識的“魂”，領導實現核心素養落地的征途，深化深度學習。

2.多元化整合教學設計

深度學習的核心理念以主體性和批評性為主，而學習個體也應具備自主探究的能力和深度反思的思維。換言之，深度學習是一種主動的、探究式的、理解性的學習，學習者以高階思維的發展和實際問題的解決為目標，以整合的知識為內容，積極主動、批判性地學習新知識和思想，并將它們融入原有認知結構中，且能將已有的知識遷移到新情境中。由此可見，深度學習關注的是理解層面上學習的過程，要求學生主動建構知識意義，將知識轉化為能力，應用到實際生活中解決復雜問題，促進學習者元認知能力、問題解決能力、批判性思維、創造性思維等高階能力發展，即促進知識向核心素養轉化。學生深度學習的真正發生需要不斷追問和發掘學習內容的教育價值，把教師認知的生物學知識轉化為學生感興趣的生活活動，組織學生圍繞知識的本質內容展開探究活動，并與核心素養培養相結合。

深度學習教學設計多元化主要依托以下方面：一是以生活為基礎，引發學生對未知或已知事物的探索能力，進而發散思維，培養動手能力和是非判斷能力。二是以問題為導向，帶著問題去尋找答案，對事物的思考能夠加深學生對學習的興趣和對事物的理解力，實現自我認知，豐富課堂內容，同時也對今后的生產生活產生潛移默化的影響。三是以活動為手段，在課程設計中通過活動分組，使得學生積極融入其中，不僅增加了知識的趣味性，還能調動其主動性，使得學生由被動接受和復制轉變成主動探索和探究。四是以挑戰為升華，在理解層面上將深度學習進行多元化開發，對單一方面知識點進行模型化建設，用同樣的模型在不同學科之間進行嘗試和發現，進而形成自我學習、自我提升的學習技能和生存技能，從而形成網絡化思維，升華知識網絡的教學價值。

（四）反思與評價

傳統的生物課堂多為“頸部以上的學習”，以考試成績這一結果導向作為教學評價唯一方式，培養出的學生無法參與社會競爭，這和培養全面發展的人的要求是相悖的。因此，新課標背景下進行高中生物課堂教學成果評估時，可以從學生的理解、體驗和遷移三方面入手，由結果性評價轉向過程性評價，更加關注學生學習過程。“學然后知不足，教然后知困”，學生只有積極主動地全身心投入學習狀態才會發現自己的不足，才會有所發展和提升。教師要為學生提供互助合作的學習環境，針對不同學生的“最近發展區”，合理有效地設置富有挑戰性的問題，讓學生逐個攻克。根據學生的參與度以及對問題的解答能力，通過隨堂測驗、頭腦風暴、小組匯報、思維導圖展示、問卷調查等對學生學習過程進行全面評估，根據反饋信息及時調整教學方案，促進學生深度學習發生。深度學習的發生以高階思維的形成為基礎，以問題解決為前提，要求學生運用所學知識“舉一反三”，遷移應用到實際生產生活的問題情境中，從而達到學以致用的目的，實現人的全面發展。

生物教師只有轉變教育教學思想觀念，合理利用學習小組開展探究性學習，以學生為中心，有效組織教學，關注全體學生，及時合理地對學生進行評價，把課堂主動權交給學生，讓學生自主學習、自主管理、自主發展，才能優質高效地完成課堂教學任務，提高教學質量，發展學生生物學科核心素養，達到深度學習的目的。