指向深度學習的情境化單元活動設計

羅嘉嘉

摘? ?要：基于深度學習的原理，結合單元設計的原則，以“組成細胞的分子”這一單元為例，闡述了以情境為主導的單元活動設計和評價方式，旨在促進學生知識建構和遷移運用的能力發展。

關鍵詞：深度學習；單元學習活動；情境化；設計

深度學習的認知水平要求注重批判理解，強調內容整合，促進知識建構，著重遷移運用^{[ 1 ]}。深度學習是發展學生核心素養的關鍵路徑，而探索單元學習的設計方法是達成深度學習的重要方式^{[ 2 ]}。深度學習背景下，遵循怎樣的原則實現單元學習活動的設計呢？如何設計實施單元活動？以“分子與細胞”模塊中的“組成細胞的分子”這單元教學為例展開論述。

1? 單元學習活動的設計原則

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課標》）確立了教學的目標和方向。進行教材分析有助于優化教學目標和教學過程，實現教學最優化，它是進行教學活動設計的基礎和關鍵。進行學情分析能夠讓教師在教學過程有的放矢，實現因材施教，能提高教學的有效性，利于教師更好地把握教學過程。因此深度學習下的單元學習活動設計要基于國家課程標準，基于教材，基于學情。

1.1? 課標要求

《課標》中有關“組成細胞的分子”的內容要求描述是：通過本單元的學習，學生能闡明“細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸等，其中蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”^{[ 3 ]}。依據課標建議，確定單元教學目標（表1）。

1.2? 教材分析

“組成細胞的分子”這一單元屬于人教版《分子與細胞》的第二章內容，在第一章節介紹了細胞學說建立和發展過程以及細胞的多樣性和統一性，有助于學生科學思維的發展，后一章節將在第二章細胞的物質結構基礎上，對細胞膜、細胞器和細胞核分別學習，因此第二章作為必修一第一個核心概念下的單元之一，起到了承上啟下的作用。第二章以細胞的構成元素、化合物為統領，分別闡述了六種化合物，按照“解”結構，“析”功能，“探”意義，“系”社會四塊內容展開，由淺入深，構建概念體系，理解生物大分子以碳鏈為骨架，螺旋上升形式利于學生建構思維體系，初步形成生命的物質觀，結構與功能相適應觀，為后續建立生命的“系統觀”埋下伏筆。

1.3? 學情分析

“組成細胞的分子”這一單元是初升高學生學習的第一個生物學大單元，學生在初中階段學習中，已積累了一些與細胞相關的知識，例如細胞的生活需要水和無機鹽；在化學課程的學習中，對元素和化合物的知識也有一定認知。除此之外，與生活密切相關的生物學知識也為本單元的學習奠定了一定的基礎。如糖類、脂肪類食物的適量攝入，以及添加必需氨基酸，為何吃熟的雞蛋比生的雞蛋容易消化、施肥過量會出現“燒苗”現象、用鹽腌制過的黃瓜變松軟等。在技能上，高一新生具有一定科學思維。在完成單元學習后，學生的歸納與概括能力及創造性思維都得到發展。

2? 以情境化為主導的單元活動設計

基于以上課標、教材和學情分析，指向深度學習的單元活動設計，強調大概念引領，將教學內容進一步結構化，根據學習進階將教學活動情境化，使教學活動具挑戰性，以此推進學生的高階思維發展^{[ 4 ]}。 將各項學習活動鑲嵌于情境之中，實現單元活動設計的優化，利于學生對知識的內化和遷移，從而促進學生深度學習的形成。

2.1? 圖表情境主導，促進知識整合

人教版高中生物學新教材圖表資料全面更新，合理利用圖表資料作為情境，讓枯燥的知識變得有趣，進而吸引學生主動透過圖表資料，挖掘知識內涵，整合知識點。

例如，學生通過比較“部分元素含量表（地殼和細胞，玉米和人體細胞）”，歸納出無機環境和生物界，植物細胞和動物細胞中的元素種類及含量特點。再如展示馬拉松運動員運動喝飲料的圖片，結合教材中運動員飲料和普通飲料成分表，讓學生思考：①表中哪些成分屬于無機鹽？②為何運動員喝的飲料中要添加無機鹽？③無機鹽在細胞中起到什么作用？教師引導學生分析葉綠素分子和血紅素分子局部結構簡圖，基于以上分析事實概括無機鹽的存在形式和主要作用。也可展示學生日常膳食中的幾種主要食物圖，提問學生：①你覺得哪些食物糖類含量高？②哪些食物脂肪含量高？教師組織學生以小組為單位分析一份減肥食譜，辨析這樣設計是否具有科學性。接著結合教材中鴨子喂食的是玉米、谷類，卻長出一身肥肉這一插圖情境，讓學生思考原因，并結合全民減肥的宣言，組織學生討論脂肪真的有害無益嗎？在不斷思辨過程，引導學生歸納出糖類和脂質的種類和作用，并推及生活、指導生活，鼓勵學生養成健康好習慣。

圖表的優勢是一目了然，告別冗長的文字敘述，更容易吸引學生的注意力，教師應充分利用圖表情境，引導學生分析和探究，歸納出相關知識，這能極大地培養學生獲取信息的能力和理解能力，實現知識整合，從而達到深度學習的目的。

2.2? 探究實驗情境，促進知識遷移

實驗教學是生物學課程安排中必不可少的環節之一，它能幫助學生加深對規律的理解并形成正確的概念，也能培養學生用實驗驗證和探索分析的能力。以探究性實驗為情境，促進學生學以致用。

例如教師提供曬干的種子和用酒精燈高溫加熱后的種子，引導學生設計實驗探究：①哪類種子在適宜條件下能夠萌發？②種子不能萌發的原因是什么？通過實驗，說明理由。由此讓學生理解水在細胞中的不同存在形式并歸納自由水和結合水的作用和相互關系。在學生掌握了水的相關知識后，可以在種子這一情境下引導學生思考“種子細胞中除了水的存在，還有哪些物質呢？”并讓學生嘗試制作：①種子的臨時裝片，以碘液進行染色，顯微觀察種子細胞中的淀粉；②花生子葉臨時裝片，以蘇丹Ⅲ染色，顯微觀察細胞中的脂肪。通過顯微鏡觀察細胞中的分子，讓學生對組成細胞的分子有直觀的感受。再如教師展示一根手術縫合線，這種縫合線一段時間后會被人體組織吸收。讓學生思考：①為何這種手術縫合線能被人體組織吸收？②你能鑒定這種縫合線是什么化合物嗎？③這種縫合線在被吸收的過程會發生怎樣的化學變化？由此引導學生學習蛋白質鑒定的相關內容。此后教師再展示用蛋白酶處理兩周后的手術縫合線的形態，引導學生聚焦蛋白質的合成和分解。

生物學實驗是通向真理的必經之路，以實驗探究為情境，讓學生將直觀的感受內化為知識點，由此發展學生的科學思維能力、分析和創造能力，使深度學習落到實處。

2.3? 建模活動情境化，促進知識建構

模型構建是知識由抽象到具體的橋梁，在構建模型的過程中能及時突破學習難點，以情境化為前提建模，引導學生主動學習，利于與知識點形成共鳴。

例如教師引導學生用球棍模型構建氨基酸分子結構通式的物理模型，接著通過脫水縮合，以小組的模式構建肽鏈模型，最后嘗試盤曲折疊構建蛋白質空間結構，在不同小組比較交流的基礎上，引導學生歸納出蛋白質結構多樣性的原因。再如教師提供軟磁鐵模型（磷酸、脫氧核糖、A、G、C、T四種堿基模型），引導學生嘗試構建脫氧核苷酸模型，以小組為單位，創設脫氧核苷酸合成脫氧核苷酸鏈（即DNA單鏈）的情境。通過比較不同小組合成的DNA單鏈，讓學生關注脫氧核苷酸排列順序的多樣性，以此獲得DNA信息容量大的感悟。接下來，讓各小組將建構的DNA單鏈拼接，創設DNA雙鏈合成的情境，從而引導學生思考 DNA 雙鏈形成的方式，關注堿基互補配對原理，最終歸納DNA分子的結構特點。模型是對知識簡化的概括性描述，沒有情境的模型構建很可能導致知識的僵化，而情境為前提的建模活動，能活化知識，讓學生直觀體驗知識產生和運用的場景，以此實現深度學習。

單元設計以情境為主導，合理安排各項活動，學生通過自主學習、探究學習和合作學習等方式有效實現知識整合、建構與遷移應用，達到深度學習的目的。教師設計單元活動既要有“麻雀雖小五臟俱全”的細節把握，又要有“會當凌絕頂，一覽眾山小”的提綱挈領。學生通過層層遞進的活動設計，走向高階思維，達到深度學習的目的。

3? 結語

深度學習和單元教學是新課程改革賦予的教學理念，目標是人的全面發展。本文從設計單元活動的依據、主要的情境化策略兩個方面，論述了如何實現單元深度學習。在單元的學習過程中，設計安排有效的單元活動，讓學生保有持續濃厚的學習興趣和熱情，是實現深度教學的最佳動力；以學生為主體，領銜核心概念，將前知識和新知識進行有效的情境化深加工，構建連貫系統的知識體系，是實現深度學習的本質要求。

參考文獻：

［1］ 安富海.促進深度學習對課堂教學策略研究[J].課程·教材·教法，2014（11）：56-62.

［2］ 龔靈芳，陳欣.高中生物學深度學習策略的思考與實踐[J].福建基礎教育研究，2021（1）：128-130.

［3］ 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2020：12.

［4］ 劉月霞.指向“深度學習”的教學改進：讓學習真實發生[J].中小學管理，2021（5）：13-17.

福建省教育科學“十四五”規劃2021年度課題：單元教學促進高中生物學深度學習的實踐研究（FJJKZX21-679）研究成果