基于DELC深度學習環境的高考復習模式實踐研究

基金項目：廣州市教育科學規劃2022年度課題“基于深度學習的高中生物單元教學實踐研究”（項目編號：NO.202214083）。

作者簡介：黃紹玲（1986～），女，漢族，廣東普寧人，廣東實驗中學，研究方向：高中生物教學。

摘 要：在基因工程章節復習中，以“胰島素的改造”真實情境為例，以DELC深度學習環為指導，重點從“環節五獲取新知、環節六深度加工”的“知識流整合”“有效提問”“學生活動”等三條途徑，對深度學習模式進行實踐和分析，可有效促成學生知識體系構建和鞏固、提高學生決策力和解決力、提升生物核心素養。

關鍵詞：DELC；深度學習；核心素養；高考復習

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）42-0153-03

生物高考已進入全新的改革探索階段，高考試題在新課標指導下更加注重能力考查，在真實具體的情境中側重于考查學生對知識的理解和遷移能力。因此，在復習課中以DELC教學模式為指導從而實現深度學習，具有重要的研究意義。

一、DELC深度學習環路概述

“深度學習”（Deep Learning）是“在教師的引導下，學生圍繞挑戰性學習主題，而積極地、沉浸式地參與、收獲發展的學習過程”。艾瑞克·詹森等人為促進學生深度學習的發生，提出“深度學習環”，即DELC教學模式。

DELC（Deeper Learning Cycle）也稱深度學習環，包括七個環節——設計目標與標準、預測評估、營造積極活躍的學習環境、激活前知識、獲取新知、深度加工、學習評價。文章將上述七個環節分為課前（第1～2環節）、課中（第3～7環節）、課后（第7環節），如圖1所示。

二、指向核心素養的DELC模式復習課

（一）依托教材真實情境，注重知識關聯性

人教版選擇性必修三第四章第4節《蛋白質工程》旁欄“學科交叉”中提到：“蛋白質工程經常要借助……要用到基因的定點突變技術來進行堿基的替換”，學生一直好奇什么是“點突變eQhPf5fdyBqcpuz9+Pa2jOPTilfpfXzsnjVovD9RmyE=技術”？由于新授課容量大，教師一直未能對“定點突變”展開解釋。而教材第95頁提到的“胰島素的改造”案例中，確實有改良速效產品是通過“點突變”技術實現的相關內容。因此，在高三復習“基因工程、蛋白質工程”專題時，若以“如何利用點突變技術改造胰島素基因”真實問題為大情境，貫穿本章節的復習，既能復習鞏固兩項技術流程中各個環節的重難點，也能讓學生學習到“點突變技術”的原理及其應用意義，這對培養學生科學思維和社會責任感有較大促進作用。

（二）依據課標解構概念，科學設計教學目標

本節的課時及要達成的核心素養如圖2。教師可把本節復習目標告知學生——通過基因工程、蛋白質工程成功改造胰島素分子，使胰島素提高發揮作用的速度；思考解決這些問題的過程，就是熟悉基因工程與蛋白質工程的工具和流程，也是本章的重難點。

（三）營造積極的學習氛圍，深度激活前知識

積極的情緒是DELC教學模式不可或缺的。因此，教師應在進入重難點環節之前，積極創設良好積極的學習氛圍，讓學生將注意力集中于接下來要學習的新知識，為突破重難點做鋪墊。為此，教師應搭建合理的腳手架，在新情境中再現上一節的問題，建立前后兩節課的聯結，讓學生漸進式地同化復習內容，鞏固概念體系，從而營造一個既有熟悉的知識體系又會渴望新知的學習氛圍。

在學生真正開始探討流程前，引導學生復習基因工程所使用到的工具酶、PCR技術等知識，及時檢測評價學生掌握情況，激活先期知識。

（四）搭建學習途徑，深度加工獲取新知

在激活學生的先期知識之后，教師需將零散的信息單元整合成一個有更大意義的信息單元，深度地加工知識，讓學生展開沉浸式學習。為了有效整合加工知識，筆者通過三條路徑來實現（見圖3）：知識路徑、有效提問路徑、活動路徑。

第一條知識路徑是教師根據課標要求對教材知識內容進行整合，本節課則將基因工程和蛋白質工程的流程進行整合，基因工程是蛋白質工程的上游技術，也是考試中的難點。因此，本節課重點讓學生應用基因工程的工具與流程來改造胰島素基因，本節知識線路圖如圖3所示。

第二條途徑則是教師的有效提問。教師根據知識路徑順次，以及“就近發展區”原則設計問題，這些問題需能啟發思考、激發興趣但不宜過難，總的原則是讓學生沉浸思考問題和方案。問題的設計也是學習氛圍、學生積極情緒維持的重要支撐。

本節中教師先后提出八個思考任務（見圖3序號后文字內容）。以第一個任務為例，利用PCR技術將原來的胰島素氨基酸序列變成賴（第28位）—脯（第29位）氨基酸序列。這里需給予提示，PCR技術中通過設計特定的引物可實現改造基因；且極少量堿基與對應序列不配對，引物依然能與對應序列結合。那么，如圖4所示，3’—…GGC TTC…—5’是模板鏈，在不同的反應體系中，PCR結果是怎樣的呢？在此基礎上，應如何設計后續引物？得出新的甲、乙分子后，還需要設計新的引物嗎？學生則分析引物的搭配，繪出每個反應體系的產物。在這項任務中，需根據學生的情況拆解問題。

第三條途徑則是學生活動。學生每次思考、回答、同學們相互提問、反饋，都是實現“知識流”有效形成整體的重要環節。為此，應給予學生足夠的時間思考，給予同學之間互相評價的機會，在生生探討、師生探討中實現零散知識有效、有序整合。

如“基因工程”的核心步驟為“構建表達載體”。分析用一種特定的限制酶和連接酶將目的基因與質粒進行重組，會出現幾種結果？學生一般能推導出“正接”“空載質粒”“反向連接”，這時也有學生能補充上“目的基因的自連接”。而在復習完這一步后，其實已經有同學可以提出，是否可以再次用“點突變”技術將目的基因突變出另一個不同的限制酶切割位點，這樣進行雙酶切后，就可以避免后續篩選的麻煩，學生的思考其實就是對整個流程的改進和完善。

接著，提出問題：我們應當選擇什么受體細胞來生產速效人胰島素類似物？后續如何判斷重組質粒導入受體細胞？這些問題旨在讓學生對教材中提供的方案進行分析并做出決策，且需對決策進行解釋。

在充分地討論和分析中，學生再次認識了各種受體細胞應用中的利弊，科學思維、工程思維方面的能力也得到進一步訓練和提高。

（五）形成教學評價與總結，及時修正反饋內容

教學評價過程可以在課中和課后進行，過程性評價主要在課中進行，教師應及時組織自我反思及互評，促使學生充分了解自己學習過程中的不足。課后評價方面，主要通過新的情境題目考查學生遷移應用能力，使學生在自評自改中自我修正，完善知識體系。

三、反思與展望

為促成學生的深度學習，也為了培養學生的生物學核心素養，筆者以《胰島素的改造》為復習課例，探討DELC深度學習環模式七個環節對落實核心素養的有效性。在后續的PCR技術、基因工程流程、蛋白質流程的客觀題或主觀題中，學生解答情況良好。為避免基礎較弱的同學在面對挑戰性較強的思維任務時產生畏懼心理，需進一步重視“激活前知識”環節與新情境新知識的有效整合。

綜上，DELC深度學習環能有效促進知識體系的建構、達成核心素養，尤其深度整合知識組塊時的三條途徑——合理布設知識途徑、設計有效提問及學生活動，對提高學生科學思維、工程思維有較明顯幫助。

參考文獻：

［1］鐘啟泉.深度學習課堂轉型的標識［J］.全球教育展望，2021，50（1）：14-33.

［2］代洋，郭俊杰，馬兆玉.基于DELC的深度學習設計模型研究［J］.教育觀察，2021，10（42）：110-112.

［3］中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準［S］.北京：人民教育出版社，2020：29.

［4］朱正威，趙占良.生物學 選擇性必修三 生物技術與工程［M］.北京：人民教育出版社，2021：157.

［5］卜彩麗.深度學習視域下翻轉課堂教學理論與實踐研究［D］.西安：陜西師范大學，2018.